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Von einem Elektromotor angetriebenes Ventil, insbesondere für Gasleitungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein von einem Elektromotor angetriebenes Ventil,
insbesondere für Gasleitungen. Bei den bisher bekannten Ventilen dieser Art besteht
der Nachteil, daß beim Ausbleiben des elektrischen Stromes das geöffnete Ventil
von dem antreibenden ':Motor nicht mehr geschlossen «-erden kann und dauen- in der
Offenstellung stehenbleibt. Als Sicherheitsventile, die in einem auftretenden Gefahrfall
das Strömungsmittel (Gas, Wasser od. dgl.) mit Sicherheit absperren müssen, konnten
derartige Motorventile bisher nicht verwendet werden, da, wie schon erwähnt, bei
Stromausfall das geöffnete Ventil nicht geschlossen wurde und das weiterfließende
Strömungsmittel Schäden verursachen konnte. Nach der Erfindung ist der genannte
Nachteil dadurch behoben, daB zwischen dem verstellbaren Ventilverschlußkörper und
dessen Antrieb eine elektromagnetische Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, die
beim Ausbleiben des elektrischen Stromes entkuppelt wird, worauf das Ventil unter
der Wirkung einer Rückfü'hrkraft geschlossen wird.
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Hierdurch wird erreicht, daB bei Stromausfall das geöffnete Ventil
immer mit Sicherheit geschlossen wird, wodurch der Anwendungsbereich derartiger
Ventile wesentlich erweitert wird.
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In besonders vorteilhafter Weise kann das Motorventil nach der Erfindung
auch bei Sicherheitsanlagen für Gasfeuerungen verwendet werden, bei denen der Motorstromkreis
durch eine Zündsicherung
und gegebenenfalls auch noch durch andere
Steuermittel gesteuert wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung. Es zeigt Fig. i ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einer Sicherheitsanlage
mit Zündsicherung für Gasfeuerungen in schematischer Darstellung und Fig. 2 ein
weiteres Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der gleichen Sicherheitsanlage wie
Fig. 1.
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Bei dem Beispiel nach Fig. i besteht die Zündsicherung aus einem Zünäergehäuse
i, an das eine Züii<lflammendüse 2 und eine Heizflammendüse 3 angeschlossen sind.
Die Zündflamme dient zum :Anzünden des aus dem Hauptbrenner 4 ausströmenden Gases,
während die Heizflamme das Thermoeleinent 5 beheizt. Die Zünd-gaszufuhrr erfolgt
durch eitle an das Zündergehäuse angeschlossene Leitung 6. Die: Gaszufuhr zum Zündergehäuse
wird von einem Ventil 7 gesteuert, welches von einer Feder 8 im Schließsinn belastet
ist. Das Ventil 7 ist- mit einer Ventilspindel 9 verbunden, deren aus dem Gehäuse
i herausragendes Ende einen Elektromagileten io durchdringt und in geringem Abstand
von einer beweglichen Ankerplatte ii des Magneten io endet. Die Wicklungsenden des
Elektromagneten io sind finit den Polen des Thermoelements 5 verbunden. Die \ilkerplatte,
i i ist an einem in Achsrichtung der Ventilspindel 9 verschiebbar gelagerten Steuerstift
12 befestigt, der an seinem freien Ende ein Kontaktteil 13 trägt, welehes zwei Schalterklemmen
14, 14' miteinander verbindet, sobald es diese berührt. An dem Kontaktteil 13 liegt
ein Steuerstift 15 an, der an seinem freien Ende einen Druckknopf 16 trägt und auch
in Achsrichtung der Ventilspindel j verschiebbar geführt ist. Im Abstand voll dem
Kontaktstück 13 trägt der Steuerstift 15 elietifalls ein Kontaktstück 17, welches
zwei Schalterklemmen 18, 18' miteinander verbindet, sobald es diese berührt. Eine
auf den Steuerstift 12 einwirkende Feder i9 ist bestrebt, den Steuerstift derart
zu verschieben, daß das Kontaktstück 17 gegen die Klemmen 18, 18' gedrückt wird.
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An eine mit -einem Absperrhahn 20 versehene I-lauptgaszufuhrleitung
21 ist das Gehäuse 22 des 1 iauptgasventils angeschlossen, von dem die Zündgasleitung
6.und die Hauptbrennerleitung 23 abgezweigt sind. Das in das Gehäuse 22 hineinragende
hlide der Hauptbrennerleitung 23 ist als Ventilsitz ausgebildet und wirkt mit einem
Ventilkörper 24 zusammen, der mit dem Anker 25 eines Elektroinagneten 26 verbunden
ist. Der Anker 25 ist von einer Feder 27 im Schließsinn des Hauptgasventils belastet.
De Magnet 26 ist mit einer aus dem Gehäuse 22 herausragenden verschiebbaren Spindel
28 verbunden, die einen als Zahnstange 29 ausgebildeten Teil trägt, in den ein Ritzet
30 eingreift, welches von einem Elektromotor 31 unmittelbar bzw. über ein
CSbersetzungsgetriebe angetrieben wird. Das obere, mit zwei Stellschrauben 32, 33
versehene Ende 34 der Spindel 28 steuert den Schalthebel 35 eines Aus- und Umkehrschalters
36, der durch ein Kabel 37 inentsprechender Weise mit dem Motor 31 verbunden ist.
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Die beiden Enden der Wicklung des Elektromagneten 26 sind durch die
Leitungen 38 mit den Kontakten 14, 18' verbunden, all die auch der Motor 31 angeschlossen
ist. In den Motorstromkreis ist jedoch durch die Leitung 39 ein Unterbreclverkontakt
4o eingeschaltet, der voll einem Thermostaten 41 gesteuert wird. Die Kontakte 14,
18 sind mit einer Stromzuführungsleitung 42 verbunden.
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Die Vorrichtung nach Abb. i arbeitet folgendermaßen: In der gezeichneten
Stellung befindet sich die Anlage in Ruhestellung. Zur Inbetriebnahme wird der Druckknopf
16 und damit der Steuerstift 15 entgegen der Wirkung der Feder i9 verschoben. Dabei
wird das Kontaktstück 17 voll den Klemmen 18, 18' abgehoben, so daß die Verbindung
zwischen diesen Kontakten unterbrochen ist. Der Steuerstift 15 verschiebt gleichzeitig
den Steuerstift 12 derart, daß der Kontaktteil 13 gegen die Klemmen 14, 14' und
der Anker i i gegen die Pole des Elektromagneten 10
gedrückt wird. Dabei versc'liieht
der Anker i i die Ventilspindel 9, wodurch das Zündgasventil 7 eiltgegen der Wirkung
der Feder 8 geöffnet wird. Hierauf strömt das Zündgas aus der Leitung 6 zu den Düsen
2 und 3, wo die Zündflamme und die Heizflamme durch eine Anzündflamnie oder durch
eine selbsttätig wirkende Zündvorrichtung angezündet werden. Das Therinoeleinelit
5 wird jetzt beheizt und erzeugt Strom, so daß der Elektromagnet io erregt wird
und den Anker ii festhält. Der Druckknopf 16 wird hierauf losgelassen, worauf die
Feder iy den Steuerstift 15 in seine Ausgangslage zurückschiebt. Dabei wird das
Kontaktstück 17 gegen die Kleinnien 18, 18' gedrückt, während der andere Kontaktteil
13 von dem am Maglieten i o haftenden Anker i i in seiner die Kontakte 14, 14' verbindenden
Lage gehalten wird. Dadurch ist der Stromkreis von den Leitungen 42 zti den l.eitungell
38 geschlossen.
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Die weitere llilx:triebsetzulig, betriebsmäßige Steuerung nach -dein
Anzünden und Ausschaltung der Anlage erfolgt jetzt selbsttätig. Der Elektromagnet
26 und der Motor 31 sind all den Stromkreis angeschlossen, so daß der Magnet den
Anker 25 entgegen der Wirkung der Feder 27 festhält und der Motor das Ritzet 3o
antreibt. Dadurch wird die Spindel 28 angehoben, welche den Älagileteli 26, den
Anker 25 und den Ventilkörper 24 mithebt, so daß das Hauptgasventil geöffnet wird.
Das durch die Brennerleitung 23 zum Hauptbrenlier 4 strömende Gas wird durch die
Zündflamme angezündet. Nach einem bestimmten Öffnungshub der Spindel 28 schaltet
die Stellschraube 33 den Schalthebel 35 um, wodurch der Motor 31 ausgeschaltet wird
und die Spindel 28 in dieser Öffnungsstellung stehenbleibt. Die Anlage ist jetzt-in
Betrieb.
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Sobald die von dein Hauptbrenner 4 erzeugte Wärme einen bestimmten
\Vert übersteigt, spricht der Wärmefühler 41 all und nffnet den Kontakt 40, wodurch
der Stromkreis 39 unterbrochen wird. Das hat zur Folge,daß ein nicht näher dargestelltes
Relais im Umkehrschalter 36 anspricht und den Motor einschaltet, der jetzt über
das Kitzel 30 und die Zahnstante
211 die Spind ,l 28 abwärts
verschiebt, bis der Ventilkörper 24 auf seinem Sitz aufliegt. Dadurch wird die Gaszufuhr
zum Brenner 4 unterbrochen, so daß die llauptl>rcntrerHammen erlöschen. Beint Schliel,ieii
des llauptventils hat die StellsChraul?e 32 den Schaltl1elrel 35 unigeschaltet,
so daß der.1\lotor 3z stehenbleibt. Sinkt tiun die von dem Fiihler4t Überwaclltc,
"1"eml>eratur unter deti Sollwert, so wird der I`inital:t _lo wieder -escblossen
und der Stromkreis ;@@ eiiieschaltet. I)as helais spricht wieder an, s" da(,) fk'r
\1ot@>r ,; r (las 1 lauptgasventil in der breneits bescbriebeilen \\'rise wieder
öffnet.
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I@1, ilit ini Betrieb die Gaszufuhr zu den Düsen 2 und 3 atis, so
erlösclicli die Zünd- und 11eizflanitne. 1)as '1'herni«elenient 5 wird nicht mehr
beheizt und der Elektroinagtiet io wird stromlos, so claß er den :\itker 1 t losläfit.
Die 1#eder 8 schließt das Zündgas-Ventil 7 IM([ dic 1'etitilspiiic1el 9 schiebt
den An-I:er t t in die in der Zeichnung dargestellte Lage, tvodurch die \'erl>inclung
zwischen den Klemmen 14, 14' unterbrochen wird. Dadurch wird der StromkrCis 3S unterbrochen
und der Elektromagnet 26 stromlos, so daß er seinen Anker 25 losläßt, den darauf
die Feder 27 iii die Ventilabschlußstellung drückt, wodurch die ganze .\nlage abgeschaltet
wird.
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Das selbsttätige Abschalten der Gaszuleitung zuni l',reiiiier 4 erfolgt
auch daiiii, wenn der Strom von der Zuleitung 42 ausbleibt, so daß bei jedem Stromausfall
die elektroniagtietische Kupplung 26, 27 anspricht und trotz der in der angehobenen
Stellung stehenbleibenden Spindel 28 das Hauptgasventil schließt. Nach einer derartigen
Abschaltung maß zurrt \\-ie<lerinbetrielisetzen der Anlage zunächst die Spindel
28 wieder in die \'eiitilscliließstellung gebracht werdeii, was in einfacher
Weise durch entsliredien@l.es Einschalten des Älotörs 31 erfolgen kaibi.
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I bei dein :\tisfiilii-tiiigslxispiel nach Abb. 2 sind die mit der
Abb. i grundsätzlich übereinstimmenden Teile finit den gleichen Bezugszeichen versehen
worden. Der von einer Feder 27 im Ventilschließsinn Irrla>trte Ventilkörper 24 ist
an einem dünnen Stahldraht 44 befestigt, dessen anderes Ende an einer Sc'iltron1"lel
45 angebracht ist. Die Anwendung eitles 1 )i'alites 44 zum @lnhel}en des Ventilkörpers
24 hat Alen Vorteil, daß die erforderliche Durchführung des 1)ralites durch Lias
( #eh:iuse 22 finit einfachen Mitteln oral zuverl:issig gasdicht gestaltet werden
kann, und daß wegert des geringen Umfanges des Drahtes auch nur geringe lZeil>tingskräfte
auftreten können. Die Seilti-oniiiiel 45 kann iibxr eine Klauenkupplung 46, 47 utid
eh' l'bersetzungsgetriebe 48, 49 von derm 1Älotor 31 atigetrielien werden, der nur
in einer Drehrichtung umläuft. Der Kupplungsteil 46 ist auf der Welle 5o der Seiltroniniel
befestigt, während der httppltirigsteil 47 auf einer von dem Zahnrad 48 angetrielxnen
\Velle 51 verschiebbar geführt ist. Der verstellb;tre hul>l>lnngsteil 47 kann durch
einett 1lelwl 5-2cuitigestellt werden, der von einer Feder 53 in die gezeichirete
l'iidstelluiig gezogen wird, bei der die Kupplungsteile46, 47 außer Eingriff stehen.
Der Sclialtlic,hel 52 ist noch finit dein Anker 54 eines Elektromagneten 55 verbunden,
der in erregtem Zusiand den Anker 54 in sich hineinzieht und dabei den Schalthebel
52 entgegen der Wirkung der Feder 53 derart verstellt, daß die Kupplungsteile 46,
47 miteinander in Eingriff gebracht werden. Der Motor 31
und der Elektromagnet
55 sind an den von- der Zündsicherung gesteuerten Stromkreis 38 angeschlossen. In
den Stromkreis des Elektromagneten 55 ist durch die Leitung 39. der von dem Wärmefühler
41 gesteuerte Unterbrecherkontakt 40 eingeschaltet. Der Iralit 44 trägt einen Schalthebel
56, welcher sich beim Anheben des Ventiltellers 24 nach einem -bestimmten Öffnungshub
gegen eine Stellschraube 57 legt und dabei das Kontaktpaar 58 voneinander abhebt,
wodurch der Stromkreis des Motors unter-1>r o(@lien wird.
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1)ie Vorrichtung nach Abb. 2 arbeitet folgendermaßen: Wird in der
Außerbetriebstellung nach Abb. _, der Stromkreis der Zündsicherung eingeschaltet,
so erhalten der Motor 31 und der Elektromagtlet 55 von der Leitung 38 Strom,
so daß der Motor anläuft und, da der Kontakt 40 geschlossen ist, der Elektromagnet
55 erregt wird und den Anker ;4 in sich hineinzieht. Dadurch wird über den Ifebel
52 die Kupplung 46, 47 eingekuppelt und die Seiltrotnniel 48 derart gedreht, daß
der Draht 44 auf die Trommel aufgewickelt und der Ventilkörper 24 entgegen der Wirkung
der Feder 27 angehoben wird. Nach einem bestimmten Öffnungshub, der durch die Stellschraube
57 einstellbar ist, hebt der Schaltarm 56 das Kontaktpaar 58 voneinander ab, so
dag der Motor 31 ste@henbleibt und das Ventil 24 in der C)ftenstellung gehalten
wird. Die Anlage befindet sich 'in Betriebszustand.
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Sobald der Fühler 41 im Betrieb das Kontaktpaar 4o unterbricht, wird
der Stromkreis des i,'lektromagneten 55 ausgeschaltet, der nun den Ankei 54 freigibt.
Hierauf zieht die Feder 53 den Anker 54 und den Hebel 52 in die in der Zeichnung
dargestellte Lage, wobei der Kupplungsteil 47 der-,irt verschoben wird, daß er mit
dem Kupplungsteil rt0 nicht mehr im Eingriff steht. Da die Seiltrommel 45 jetzt
nicht mehr von der Kupplung 46, 47 festgehalten wird, kann sich die Kraft der gespannten
Feder 43 auswirken und das Ventil schließen. Die gliche Wirkung tritt ein, wenn
der Strom ganz ausbleibt. Beim Schließen des Ventils 24 wird das 1@ontaktpaar 58
wieder geschlossen, so daß der Motor 31 wieder eingeschaltet wird. Diese Schaltung
eignet sich besonders für solche Anlagen, bei denen das Kontaktpaar 4o nur kurzzeitig
unterbrochen wird. \\'ir<i das Kontaktpaar 4o geschlossen, so wird deichzeitig
auch die Kupplung 46, 47 eingeschaltet, worauf das Ventil 24 in der bereits beschriebenen
U'eise wieder geöffnet wird.
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Bei solchen. Anlagen, bei denen das vom Fühler 41 gesteuerte Kontaktpaar
40 längere Zeit unterbrochen wird, ist es zweckmäßig, während dieser Dauer auch
derb Motor 3 1 ausgeschaltet zu halten. Dies kann beispielsweise in
einfacher Weise dadurch erreicht werden, dal) das Kontaktpaar 58 oder ein weiteres,
in rleni Motorstromkreis vorzusehendes Kontaktpaar vmi Schaltmitteln der Kupplung
46, 47 derart bxeinflußt wird, daß während der gesamten Ausschaltdauer
der
Kupplung auch der Motor ausgeschaltet bleibt. Beim Wiedereinschalten der Kupphing
wird dann gleichzeitig auch der Motor wieder eingeschaltet und das Ventil geöffnet.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besitzt den besonderen Vorteil,
daß der Motor 31 immer nur in einer Drehrichtung läuft, so daß ein besonderer Umkehrschalter
ganz fortfallen kann und die Anlage entsprechend einfacher und billiger wird.