WO1990010783A1 - Stellantrieb für sicherheits- und regelventile - Google Patents

Stellantrieb für sicherheits- und regelventile Download PDF

Info

Publication number
WO1990010783A1
WO1990010783A1 PCT/DE1990/000160 DE9000160W WO9010783A1 WO 1990010783 A1 WO1990010783 A1 WO 1990010783A1 DE 9000160 W DE9000160 W DE 9000160W WO 9010783 A1 WO9010783 A1 WO 9010783A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spindle
safety
pressure
brake
actuator according
Prior art date
Application number
PCT/DE1990/000160
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Dörr
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to KR1019910701006A priority Critical patent/KR920701613A/ko
Publication of WO1990010783A1 publication Critical patent/WO1990010783A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/16—Trip gear
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7761—Electrically actuated valve

Definitions

  • the invention relates to an actuator for safety and control valves of safety stations for metering energy flows in the form of gases, vapors or water, in particular in thermal or industrial power plants, according to the preamble of claim 1.
  • Safety valves with a positive direction of action The safety valves must open safely in the event of overpressure. If the systems downstream of the safety valves have to be protected against excess pressure, then one speaks of safety valves with a negative direction of action. The safety valves must close securely here.
  • Safety stations or the associated safety valves and actuators are to perform both tasks, namely - defined reduction or dosing of the energy flows - and protection of the system systems against overpressures. If these safety stations are steam valves in which the steam is also cooled by the supply of cooling water, then one speaks of safety steam forming stations.
  • the invention is based on the task of forming this that basically a safety station with positive or negative direction of action can be implemented.
  • the security of so-called bypass stations is to be increased, the actuating times are to be shortened, the connecting power of the actuators is to be reduced and finally a favorable price setting is to be achieved without loss of functionality.
  • IG 1 is an actuator for a safety valve with a positive direction of action, ie the safety valve opens when the response pressure is reached on the inflow side of the valve;
  • IG 2 in a representation corresponding to FIG. 1 shows an actuator for a safety valve with a negative direction of action, i.e. the safety valve closes when the response pressure is reached on its outflow side;
  • FIG. 1 in a representation corresponding to FIG. 1 and FIG. 2 shows an actuator for a safety valve which is also operated by the medium and which is constructed in principle in the same way as that according to FIG.
  • FIG. 4 schematically simplified a planetary gear, as is used in the actuators according to FIGS. 1-3; 5 shows the top view of the arrangement of the ring gear-planet gear-sun gear according to FIG. 4 and
  • FIG 6 shows a table for FIG 4 and 5, from which additional
  • FIG. 1 The function of the safety station with its own medium-operated safety function in the positive direction of action is shown in FIG. 1.
  • a steam valve with the housing 1 is flowed against the throttle body 3 (here, for example, a parabolic throttle body) via the inlet connection 2.
  • the steam exerts an axial force on the throttle body 3, the spindle 4 and the spindle nut 5, which is proportional to the effective throttle body cross section and the
  • Pressure difference between the inlet nozzle 2 and the outlet is 6 and acts in the up direction.
  • the axial force generated by the own medium (steam) is converted in the non-self-locking - in contrast to conventional spindle nuts - and rotatably mounted spindle nut 5 into a torque which is transmitted via the spindle nut housing 7, which is firmly connected to the spindle nut 5, to the output shaft journal 8 of the actuator is transmitted.
  • the torque reaches the planetary gear stage 11 on the one hand to the - in contrast to conventional planetary gearheads - also non-self-locking worm stage 9, which is braked by the braking device 10 when the pressure is below the safety pressure, and on the other hand to the self-locking worm stage 12 compensated there.
  • the actuator motor 13 also acts on this self-locking worm stage 12 and, in normal operation - controlled by the control system - effects the adjustment of the throttle body 3.
  • the function of the worm stage 12, the effect of the control motor 13 (also referred to as the drive or servomotor), the torque-dependent cut-off by moving the worm and pressing in the torque spring 14 correspond to the previously proven actuator technology (e.g. Siemens actuators).
  • the axial thrust generated by the internal medium (steam) and acting via the throttle body 3 and the valve spindle 4 is converted into a torque in the non-self-locking spindle nut 5 and displaces the spindle nut 5, spindle nut housing 7, output shaft journal 8, planetary gear stage 11 and non-self-locking worm stage 9 in a rotary motion.
  • the throttle body 3 and the valve spindle 4 move upward.
  • the valve is opened up to the open position.
  • the self-actuated opening process (safety stroke) is ended by braking the non-self-locking screw stage 9 via the braking device 10.
  • the self-actuated opening process can take place from the firing position and from any intermediate position.
  • the self-actuated opening process (safety stroke) is also released.
  • the self-actuated opening process also takes place when, when the contacts of the pressure switch 15 are open, the control motor 13 is actuated simultaneously in the closed direction.
  • the compensation takes place via the planetary gear stage 11.
  • control motor 13 If the control motor 13 is actuated simultaneously in the up direction (safety direction) when the safety stroke has been triggered, this actuating movement is additionally superimposed on the self-actuated opening process.
  • This causes the pawl 19 of a directional lock RG, which engages in the toothed ratchet wheel or ratchet wheel 10a 1 of the braking device 10 and only releases this in the direction of rotation generated by the self-actuated opening process (safety stroke).
  • the ratchet wheel 10a 1 is rotatably connected to the first brake disc 10a.
  • the function of the safety station with its own medium-operated safety function in the negative direction is shown in FIG. 2.
  • the steam valve with the housing 1 is flowed through from the inlet port 2a from above via the throttle body 3a (here, for example, a perforated throttle body).
  • the steam exerts an axial force on the throttle body 3a, the spindle 4 and the spindle nut 5, which is proportional to the effective throttle body cross section and the pressure difference between the inlet nozzle 2a and the outlet nozzle 6a and acts in the closed direction.
  • the steam forces act in the closing direction of the throttle body 3a.
  • the safety movement of the throttle body 3a also takes place in this direction, so that the free-wheel rotation of the directional lock RG now takes place in the clockwise direction f4 (in the example according to FIG. 1, the free-wheel rotation takes place in the counter-clockwise direction f3).
  • the actuator according to FIG. 2 is constructed in the same way as that according to FIG. 1, therefore the same parts are provided with the same reference numerals, and the functional sequence is analogous.
  • the pressure in the outlet connection 6a or in the systems behind it increases above that at the pressure monitors
  • the mechanical coupling of the brake magnets 16 to the brake device 10 in connection with the springs 17 is constructed in such a way that the drop of a magnet causes the brake device 10 to be safely vented.
  • the axial thrust generated by the internal medium (steam) and acting via the throttle body 3a and the valve spindle 4 is converted into a torque in the non-self-locking spindle nut 5 and displaces the spindle nut 5, spindle nut housing 7, output connector 8, planetary gear stage 11 and non-self-locking worm stage 9 in a rotary motion.
  • the throttle body 3a and the valve spindle 4 move downward. The valve is closed until at least one of the switch contacts on the pressure monitors 15 remains open.
  • the self-actuated closing process (safety stroke) is ended by braking the non-self-locking screw stage 9 via the brake device 10.
  • the self-actuated closing process can from the end position and from any intermediate layer.
  • the self-actuated closing process also takes place when the control motor 13 is actuated simultaneously in the open direction when the pressure switch 15 is open.
  • the compensation takes place via the planetary gear stage 11.
  • control motor 13 If the control motor 13 is actuated simultaneously in the closed direction (safety direction) when the safety stroke has been triggered, this actuating movement is additionally superimposed on the self-actuated closing process.
  • This causes the pawl 19a, which engages in the toothed ratchet wheel or ratchet wheel 10a of the braking device 10 and only releases it in the direction of rotation generated by the self-actuated opening process (safety stroke).
  • safety function With the safety function in the negative direction, this direction of rotation is opposite to that with the safety function in the positive direction.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 3 also relates to a safety station which is suitable in process engineering for reducing and metering energy flows (gases, water) and at the same time reliably protecting the system systems against excess pressure, specifically with its own-medium-operated safety function in the opening direction.
  • the safety station essentially consists of an operating line and two additional safety lines.
  • the safety stroke can be triggered both via the operating line and via each individual safety line.
  • the operating line consists of a motorized actuator, a non-self-locking spindle nut and the actuator Throttle body together.
  • the two additional, independent, safety lines are arranged between the spindle nut and the actuator of the operating line. They consist of braked, non-self-locking thread steps. In the braked state, the safety lines form a rigid connection between the spindle nut and the actuator of the operating line. In accordance with the direction of flow of the throttle body in the actuator, the safety stroke is actuated by the own medium.
  • the motorized actuator is a modification of the tried-and-tested Siemens two-motor drive with planetary gear.
  • Screw stage - is replaced by a non-self-locking worm stage with an electromagnetic braking device on the worm shaft.
  • this non-self-locking worm stage remains braked, when the safety function responds, the brake device releases and releases the worm stage for the operating stroke's own-medium-operated safety stroke.
  • the torque required to execute the safety stroke via the operating line is generated by the internal medium
  • Throttle body, the valve spindle, the spindle linkage, the braked safety strands and the non-self-locking spindle nut are brought to the motorized actuator.
  • the safety stroke is carried out via the safety strands by releasing the associated braking devices on the spindle nuts of the non-self-locking thread stages of the safety strands.
  • the non-rotatably mounted spindle shafts are pressed into the nuts by the force of the own medium, causing them to rotate when the brake is released, thereby enabling the actuator to be opened safely.
  • Both Safety lines work completely independently of one another. To safely open the actuator, it is sufficient to release the brake device on a safety line.
  • the operating line BS essentially consists of a motor-driven actuator, a non-self-locking spindle nut 5 and the actuator 1, 3.
  • the two safety lines SSt 1, SSt 2 each consist of a brakeable, non-self-locking screw stage 20a, 23; 20b 23, which are coupled via a suitable spindle linkage 4a, 4b between the spindle nut 5 and the actuator 1, 3.
  • a spring element 22 is inserted in the longitudinal axis of the spindle 4 between the safety lever 4a and the housing bridge 4b of the spindle linkage.
  • a steam valve with the housing 1 flows against the throttle body 3 (here, for example, a parabolic throttle body) via the inlet connection 2.
  • the steam exerts an axial force on the throttle body 3, the spindle 4, the spindle linkage in the form of a safety lever 4a and a housing bridge 4b, the safety spindles 20a and 20b and the spindle nut 5, which is proportional to the effective throttle body cross section and the pressure difference between is the inlet connector 2 and the outlet connector 6 and acts in the up direction.
  • Axial thrust acting on safety spindles 20a and 20b is converted into a torque in the non-self-locking spindle nut 5 and sets the spindle nut 5, spindle nut housing 7, output shaft journal 8, non-self-locking worm stage 9 and planetary stage 11 in a rotary movement.
  • the throttle body 3 the valve spindle 4 and the spindle linkage 4a and 4b with the safety spindles 20a and 20b move upward. If the switch contact of the pressure switch 15a remains open for so long, the valve is opened up to the open position.
  • the self-actuated opening process of the operating line BS (safety stroke) is ended by braking the non-self-locking worm stage 9 via the braking device 10.
  • the self-operated opening process (safety stroke) of the operating line BS can take place from the end position and from any intermediate position.
  • the operating medium-operated opening process (safety stroke) of the operating line BS also takes place when the control motor 13 is actuated simultaneously in the closed direction when the pressure monitor contact 15a is open.
  • the compensation takes place via the planetary gear stage 11. If the control motor 13 when the safety stroke is triggered
  • two independent safety lines SSt 1, SSt 2, which essentially consist of the non-self-locking safety spindles 20a and 20b with the associated brake magnets 16b and 16c, are connected.
  • the safety spindles 20a, 20b are in the extended state (corresponding to the position shown).
  • the two safety spindles are braked via the associated safety spindle nuts 23 and the brake magnets 16b and 16c.
  • the brake magnets 16b or 16c are de-energized due to the pressure switches 15b or 15c responding, the rigid connection between the spindle linkages 4a and 4b is released.
  • the force of the own medium then pushes the tiltable spindle linkage 4a with the safety spindle 20a or 20b upward through the rotating safety spindle nuts via the first spindle section 4.1.
  • the throttle body 3 can always reach the open position as soon as the safety stroke is triggered via a line (operational or safety line). Of course, this also applies when two or three lines are activated at the same time.
  • the safety lines can also be checked separately using the hand switches 18b and 18c and the brake magnets 16b and 16c. Here the check is also possible below the security pressure.
  • At least one brake magnet 16a downstream of a pressure monitor 15a is provided, which locks or releases the overdrive device SG, and that at least one additional safety line SSt 1 downstream of a further pressure monitor 15b is provided, which is provided with means 16b, 20a, 4a for displacing a first spindle section 4.1 having the throttle body 3 into the open position relative to a spring-elastic (spring 22) coupled to the first spindle section 4.1, which has the non-self-locking spindle drive, is provided when a pressure switch - Trigger signal is present.
  • Two additional safety lines SSt 1, SSt 2 are shown.
  • the first spindle section 4.1 is coupled to the second spindle section 4.2 via a compression spring arrangement 22.
  • a safety lever 4a is articulated to the end of the first spindle section 4.1 facing away from the throttle body 3, with at least one free end to which an auxiliary spindle 20a, 20b which runs essentially parallel to the valve spindle 4 is articulated via an elongated hole joint.
  • the auxiliary spindle 20a, 20b includes a non-self-locking auxiliary spindle drive with at least a first brake disc 24 mounted with the spindle nut 23 and a second brake magnet 16b, which normally holds the auxiliary spindle 20a on its brake disc 24 and, if a trigger signal is supplied by the associated pressure switch 15b releases the spindle nut 23 for rotation and the auxiliary spindle 20a for axial movement.
  • the housing 25 of the auxiliary spindle drive and the second brake magnet 16b is rigidly coupled to the second spindle section 4.2 and is mounted so that it can be moved longitudinally. The same applies to the second safety line SSt 2.
  • Safety levers 4a in the manner of a rocker are designed with two arms and at each of their two free ends an auxiliary spindle 20a, 20b, each with an auxiliary spindle drive, is articulated, the housing 25 of the two auxiliary spindle drives and their associated brake magnets 16b, 16c via a housing bridge 4b and each other Housing bridge 4b are firmly connected to the second spindle section 4.2 of the valve spindle 4.
  • the planetary gear stage is generally designated B in FIGS. 4 to 6, it has two diametrically opposed planet gears bl and b2, which mesh with the sun gear A on their inner circumference and mesh with their inner circumference with an internal toothing of the ring gear C.
  • the latter is part of the overdrive device SG, i.e. if the latter is released by the brake magnet, the output shaft journal can rotate via the worm drive 9 (FIGS. 1-3) without braking; the throttle body 3 reaches its open position (FIGS. 1 and 3) or its closed position (FIG. 2).
  • the table according to FIG. 6 first shows that in normal operation the sun gear A is driven and the planetary stage B is entrained, whereas the overdrive device SG is braked.
  • the internal ring gear of C represents a fixed runway for the planet gears bl, b2.
  • the sun gear A a runway for the planet gears bl, b2, which is either fixed (if there is no control command) or moving itself.
  • the compression spring arrangement 22 in the example according to FIG. 3 has the following tasks in particular:
  • an auxiliary closing spring 27, designed as a helical compression spring, is inserted between a collar 28 of the spindle 4 and the holding body 29 fixed to the housing. It has the task of preventing the throttle body 3 from fluttering at low differential pressures between the inlet nozzle 2 and the outlet nozzle 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Abstract

Bei einem Stellantrieb für Sicherheits- und Regelventile von Sicherheitsstationen zur dosierung von Energieströmen in Form von Gasen, Dämpfen oder Wasser, insbesondere in Wärme- oder Industriekraftwerken, wird die Antriebskraft für die Sicherheitsbewegung des Drosselkörpers (3) aus der auf den Drosselkörper wirkenden Druckdifferenz des Arbeitsmediums abgeleitet. Hierzu ist der Spindeltrieb des Sicherheitsventils nichtselbsthemmend ausgeführt. Anstelle des Schnellgangmotors wird eine Schnellgangeinrichtung (SG) verwendet, welche über ein nichtselbsthemmendes Getriebe (9) an die Planetengetriebestufe (11) des Stellantriebs angekuppelt ist und eine von einer lösbaren Bremsvorrichtung (10) normalerweise festgebremste Welle (9a) aufweist, wobei die Bremsvorrichtung (10) bei Auftreten des Ansprechdrucks die Schnellgangeinrichtung (SG) zur eigenmedium-angetriebenen Ausführung der Sicherheitsbewegung des Drosselkörpers (3) in seine Sollstellung freigibt. Bei positiver Wirkungsrichtung is die Sollstellung die Offenstellung des Drosselkörpers (3), bei negativer Wirkungsrichtung die Schliessstellung.

Description

Stellantrieb für Sicherheits- und Regelventile
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb für Sicher¬ heits- und Regelventile von Sicherheitsstationen zur Dosierung von Energieströmen in Form von Gasen, Dämpfen oder Wasser, insbesondere in Wärme- oder Industriekraftwerken, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Verfahrens- und Kraftwerkstechnik müssen Energieströme verschiedenster Art reduziert bzw. dosiert werden. Dies geschieht überwiegend über entsprechende Reduzierventile in Ver¬ bindung mit verschiedenartigen Stellantrieben. Gleichzeitig müssen alle Rohrleitungssysteme und Behälter bzw. Komponenten gegen zu hohe Drücke geschützt werden. Diese Aufgaben werden meistens von Sicherheitsventilen der verschiedensten Bauarten übernommen.
Sollen dabei von den Sicherheitsventilen die in Strömungsrichtung vor den Sicherheitsventilen liegenden Rohrleitungs- und Behälter- Systeme vor Überdruck geschützt werden, dann spricht man von
Sicherheitsventilen mit positiver Wirkungsrichtung. Dabei müssen die Sicherheitsventile bei Überdruck sicher öffnen. Müssen die in Strömungsrichtung nach den Sicherheitsventilen liegenden Systeme gegen Überdruck geschützt werden, dann spricht man von Sicherheitsventilen mit negativer Wirkungsrichtung. Die Sicher¬ heitsventile müssen hier sicher schließen.
Sicherheitsstationen bzw. die zugehörigen Sicherheitsventile und Stellantriebe sollen beide Aufgaben, nämlich - definierte Reduzierung bzw. Dosierung der Energieströme - und Schutz der Anlagensysteme vor Überdrücken übernehmen. Handelt es sich bei diesen Sicherheitsstationen um Dampfventile, bei denen durch Kühlwasserzuführung der Dampf gleichzeitig auch noch gekühlt wird, dann spricht man von Sicher- heitsdampfumformstationen.
Ausgehend von einem Stellantrieb der gattungsgemäßen Art, der z.B. durch die Siemens Werbeschrift "Hochdruck- und Niederdruck- Umleitstationen für Kraftwerke mit fossiler Feuerung", Bestell-Nr, A 19 100-E 621-A7-V1 im wesentlichen bekannt ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen so auszubilden, daß grundsätzlich eine Sicherheitsstation mit positiver oder mit negativer Wirkungsrichtung realisiert werden kann. Insbesondere soll die Sicherheit von sogenannten Bypass-Stationeπ erhöht werden, die Stellzeiteπ sollen verkürzt werden, die Anschluß- leistungeπ der Stellantriebe sollen verkleinert und schließlich soll ohne Einbuße an Funktionstüchtigkeit auch eine günstige Preisstelluπg erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einem Stellantrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzei¬ chen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 16 angegeben.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß für den Stellantrieb nun nicht mehr ein gesonderter Schnellgangmotor mit z.B. bis zu 27 kW Leistung verwendet werden muß; der Antrieb der Ventilspindel im Sicherheits-Auslösefall erfolgt vielmehr eigenmediumbetätigt. Es entfallen auch geson¬ derte Hydraulikantriebe oder druckentlastete Stellglieder, welche stetige Leckverluste aufweisen.
Im folgenden werden anhand der Zeichnung, in welcher drei Aus- führungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt sind, Aufbau und Funktion dieser Beispiele sowie weitere Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes erläutert. In der Zeichnung zeigen in teils perspektivischer, teils axial geschnittener und teils schematischer Darstellung: IG 1 einen Stellantrieb für ein Sicherheitsventil mit posi¬ tiver Wirkungsrichtung, d.h., das Sicherheitsventil öffnet, wenn auf der Zuströmseite des Ventils der Ansprechdruck erreicht wird;
IG 2 in entsprechender Darstellung zu FIG 1 einen Stellantrieb für ein Sicherheitsventil mit negativer Wirkungsrich¬ tung, d.h., das Sicherheitsventil schließt, wenn auf seiner Abströmseite der Ansprechdruck erreicht wird;
IG 3 in entsprechender Darstellung zu FIG 1 und FIG 2 einen Stellantrieb für ein gleichfalls eigenmediumbetätigtes Sicherheitsventil, welches im Prinzip so aufgebaut ist wie dasjenige nach FIG 1, bei dem jedoch zwei zusätz- liehe Sicherheitsstränge vorgesehen sind;
FIG 4 schematisch-vereinfacht ein Planetengetriebe, wie es bei den Stellantrieben nach FIG 1 - 3 Verwendung findet; FIG 5 die Draufsicht auf die Anordnung Hohlrad-Planetenrad-Son- nenrad nach FIG 4 und
FIG 6 eine Tabelle zu FIG 4 und 5, aus der sich zusätzliche
Hinweise zur Funktion der Schnellgangeinrichtung ergeben.
Im folgenden werden Aufbau und Funktion der drei Ausführungsbei¬ spiele in der Reihenfolge der Figuren 1 bis 3 und sodann die Figuren 4 bis 6 erläutert.
Die Funktion der Sicherheitsstation mit eigenmediumbetätigter Sicherheitsfunktion in positiver Wirkungsrichtung zeigt Figur 1. Ein Dampfventil mit dem Gehäuse 1 wird über den Eintritts¬ stutzen 2 gegen den Drosselkörper 3 (hier z.B. ein Parabol- drosselkörper) angeströmt. Der Dampf übt eine Axialkraft auf den Drosselkörper 3, die Spindel 4 und die Spindelmutter 5 aus, die proportional dem wirksamen Drosselkörperquerschnitt und der
Druckdifferenz zwischen dem Eintrittstutzen 2 und dem Austritts- stutzen 6 ist und in Auf-Richtung wirkt.
Die vom Eigenmedium (Dampf) erzeugte Axialkraft wird in der nichtselbsthemmenden - im Gegensatz zu herkömmlichen Spindel- muttern - und drehbar gelagerten Spindelmutter 5 in ein Dreh¬ moment umgewandelt, das über das mit der Spindelmutter 5 fest verbundene Spindelmuttergehäuse 7 auf den Abtriebswellenzapfen 8 des Stellantriebs übertragen wird.
Von dem Abtriebswellenzapfen 8 gelangt das Drehmoment über die Planetengetriebestufe 11 einerseits auf die ebenfalls - im Gegensatz zu herkömmlichen Planetengetrieben - nichtselbst- hemmende Schneckenstufe 9 , die bei Drücken unterhalb des Sicherheitsdruckes mit der Bremsvorrichtung 10 festgebremst ist, und andererseits auf die selbsthemmende Schneckenstufe 12 und wird dort kompensiert.
Auf diese selbsthemmende Schneckenstufe 12 wirkt auch der Stellantriebsmotor 13, der im Normalbetrieb - über die Leittechnik angesteuert - die Verstellung des Drosselkörpers 3 bewirkt.
Die Funktion der Schneckenstufe 12, die Wirkung des Regelmotors 13 (auch als Antriebs- oder Stellmotor bezeichnet), die dreh- momentabhängige Absteuerung durch Verschieben der Schnecke und Eindrücken der Drehmomentfeder 14 entsprechen der bisherigen bewährten Stellantriebstechnik (z.B. Siemens Stellantriebe).
Erhöht sich der Druck in dem Eintrittstutzen 2 bzw. in den davorliegenden Systemen über den an den Druckwächtern 15 einer Druckwächteranordnung DA eingestellten Wert, dann öffnen die Schaltkontakte, und die angeschlossenen Bremsmagnete einer Brems¬ magnetanordnung EM werden spannungslos und fallen in ihre Ruhelage zurück. Die mechanische Kopplung der Bremsmagnete 16 mit der Brems¬ vorrichtung 10 in Verbindung mit den Federn 17 ist so aufgebaut, daß bereits das Abfallen eines Bremsmagnetes die sichere Lüftung der Bremsvorrichtung 10 bewirkt.
Mit dem Lüften der Bremsvorrichtung 10 wird die nichtselbst- hem ende Schneckenstufe 9 freigegeben.
Der vom Eigenmedium (Dampf) erzeugte, über den Drosselkörper 3 und die Ventilspindel 4 wirkende Axialschub wird in der nicht- selbsthemmenden Spindelmutter 5 in ein Drehmoment umgewandelt und versetzt Spindelmutter 5, Spindelmuttergehäuse 7, Abtriebs¬ wellenzapfen 8, Planetengetriebestufe 11 und nichtselbst- hemmende Schneckenstufe 9 in eine Drehbewegung. Entsprechend der Gewindesteigung in der Spindelmutter 5 bewegen sich dabei der Drosselkörper 3 und die Ventilspindel 4 nach oben. Das Ventil wird, solange wenigstens einer der Schaltkontakte an den Druckwächtern 15 geöffnet bleibt, bis zu Aufendlage geöffnet. Bei vorzeitigem Druckabbau und dem hiermit verbundenen Schließen der Kontakte an den Druckwächtern 15 wird durch das Abbremsen der nichtselbsthemmenden Schneckenstufe 9 über die Bremsvorrichtung 10 der eigenmediumbetätigte Öffnungsvorgang (Sicherheitshub) beendet.
Es ist auch möglich, über die Handtaste 18 gezielte Teil- oder Vollhubprüfungen unterhalb des Ansprechdruckes der Druckwächter 15 durchzuführen.
Der eigenmediumbetätigte Öffnungsvorgang (Sicherheitshub) kann aus der Zuendlage und aus jeder beliebigen Zwischenlage erfolgen.
Bei Ausfall der Versorgungsspannung an den Druckwächtern 15 erfolgt ebenfalls die Freigabe des eigenmediumbetätigten Öffnungsvorgangs (Sicherheitshub). Der eigenmediumbetätigte Öffnungsvorgang (Sicherheitshub) erfolgt auch dann, wenn bei geöffneten Kontakten der Druck¬ wächter 15 der Regelmotor 13 gleichzeitig in Zu-Richtung betätigt wird. Der Ausgleich erfolgt dabei über die Planeten- getriebestufe 11.
Wird der Regelmotor 13 bei ausgelöstem Sicherheitshub gleich¬ zeitig in Auf-Richtung (Sicherheitsrichtung) betätigt, dann wird diese Stellbewegung noch zusätzlich dem eigenmediumbetätigten Öffnungsvorgang überlagert. Dies bewirkt die Klinke 19 eines Richtgesperres RG, die in das gezahnte Klinkenrd bzw. Sperrad 10a1 der Bremsvorrichtung 10 eingreift und dieses nur in der vom eigenmediumbetätigten Öffnungsvorgang (Sicherheitshub) erzeugten Drehrichtung freigibt. Das Klinkenrad 10a1 ist mit der ersten Bremsscheibe 10a drehfest verbunden.
Die Funktion der Sicherheitsstation mit eigenmediumbetätigter Sicherheitsfunktion in negativer Richtung zeigt Figur 2. Das Dampfventil mit dem Gehäuse 1 wird über den Eintrittsstutzen 2a von oben über den Drosselkörper 3a (hier z.B. ein Lochdrossel¬ körper) angeströmt.
Der Dampf übt eine Axialkraft auf den Drosselkörper 3a, die Spindel 4 und die Spindelmutter 5 aus, die proportional dem wirksamen Drosselkörperquerschnitt und der Druckdifferenz zwischen dem Eintrittsstutzeπ 2a und dem Austrittsstutzen 6a ist und in Zu-Richtung wirkt. Wie es die Strömungspfeile f2 zeigen, wirken die Dampfkräfte in Schließrichtung des Drosselkörpers 3a. In dieser Richtung erfolgt auch die Sicherheitsbewegung des Drosselkörpers 3a, so daß nun die Freilaufdrehung des Richtgesperr RG in Uhrzeigersinnrichtung f4 erfolgt (im Beispiel nach Figur 1 erfolgt die Freilaufdrehung in Gegenzeigerrichtung f3). Im übrigen ist der Stellantrieb nach Figur 2 so wie derjenige nach Figur 1 aufgebaut, deshalb sind gleiche Teile mit den selben Bezugszeichen versehen, und der Funktionsablauf ist sinngemäß. Erhöht sich der Druck in dem Austrittsstutzen 6a bzw. in den dahinterliegenden Systemen über den an den Druckwächtern
15 eingestellten Wert, dann öffnen die Schaltkontakte 26 und die angeschlossenen Bremsmagnete 16 werden spannungslos und fallen in ihre Ruhelage zurück.
Die mechanische Kopplung der Bremsmagnete 16 mit der Bremsvorrichtung 10 in Verbindung mit den Federn 17 ist so auf¬ gebaut, daß bereits das Abfallen eines Magnetes die sichere Lüftung der Bremsvorrichtung 10 bewirkt.
Mit dem Lüften der Bremsvorrichtung 10 wird die nichtselbst- hemmende Schneckenstufe 9 freigegeben.
Der vom Eigenmedium (Dampf) erzeugte, über den Drosselkörper 3a und die Ventilspindel 4 wirkende Axialschub wird in der nicht- selbsthemmenden Spindelmutter 5 in ein Drehmoment umgewandelt und versetzt Spindelmutter 5, Spindelmuttergehäuse 7, Abtriebs¬ stutzen 8, Planetengetriebstufe 11 und nichtselbsthemmende Schneckenstufe 9 in eine Drehbewegung. Entsprechend der Gewinde¬ steigung in der Spindelmutter 5 bewegen sich dabei der Drossel¬ körper 3a und die Ventilspindel 4 nach unten. Das Ventil wird, solange wenigstens einer der Schaltkontakte an den Druckwächtern 15 geöffnet bleibt, bis zur Zuendlage geschlossen.
Bei vorzeitigem Druckabbau und dem hiermit verbundenen Schließen der Kontakte an den Druckwächtern 15 wird durch das Abbremsen der nichtselbsthemmenden Schneckenstufe 9 über die Bremsvorrich¬ tung 10 der eigenmediumbetätigte Schließvorgang (Sicherheitshub) beendet.
Es ist auch möglich, über die Handtaster 18 gezielte Teil- oder Vollhubprüfungen unterhalb des Ansprechdrucks der Druckwächter 15 durchzuführen.
Der eigenmediumbetätigte Schließvorgang (Sicherheitshub) kann aus der Aufendlage und aus jeder beliebigen Zwischenlage erfolgen.
Bei Ausfall der Versorguπgsspaπnung an den Druckwächtern 15 erfolgt ebenfalls die Freigabe des eigenmediumbetätigten Schlie߬ vorgangs (Sicherheitshub).
Der eigenmediumbetätigte Schließvorgang (Sicherheitshub) erfolgt auch dann, wenn bei geöffneten Kontakten der Druckwächter 15 der Regelmotor 13 gleichzeitig in Auf-Richtung betätigt wird. Der Ausgleich erfolgt dabei über die Planeteπgetriebestufe 11.
Wird der Regelmotor 13 bei ausgelöstem Sicherheitshub gleichzei¬ tig in Zu-Richtung (Sicherheitsrichtung) betätigt, dann wird diese Stellbewegung noch zusätzlich dem eigenmediumbetätigten Schließvorgang überlagert. Dies bewirkt die Klinke 19a, die in das gezahnte Klinkenrad bzw. Sperrad 10a der Bremsvorrichtung 10 eingreift und dieses nur in der vom eigenmediumbetätigten Öffnungsvorgang (Sicherheitshub) erzeugten Drehrichtung freigibt. Bei der Sicherheitsfunktion in negativer Richtung ist diese Drehrichtung entgegengesetzt zu derjenigen bei der Sicherheitsfunktion in positiver Richtung.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 bezieht sich ebenfalls auf eine Sicherheitsstation, die geeignet ist, in der Verfahrens¬ technik Energieströme (Gase, Wasser) zu reduzieren, zu dosieren und gleichzeitig die Anlagensysteme sicher vor Überdruck zu schützen, und zwar mit eigeπmediumbetätigter Sicherheitsfunktioπ in Öffnungsrichtung.
Die Sicherheitsstation besteht im wesentlichen aus einem Betriebs¬ strang und zwei zusätzlichen Sicherheitssträngen. Die Auslösung des Sicherheitshubes kann sowohl über den Betriebsstrang als auch über jeden einzelnen Sicherheitsstrang bewirkt werden. Der Betriebsstrang setzt sich aus einem motorischen Stellantrieb, einer nichtselbsthemmenden Spindelmutter und dem Stellorgan mit Drosselkörper zusammen.
Die beiden zusätzlichen, voneinander unabhängigen, Sicherheits¬ stränge sind zwischen der Spindelmutter und dem Stellorgan des Betriebsstranges angeordnet. Sie bestehen aus festbremsbaren, nichtselbsthemmenden Gewindestufen. Im festgebremsten Zustand bilden die Sicherheitsstränge eine starre Verbindung zwischen der Spindelmutter und dem Stellorgan des Betriebsstranges. Entsprechend der Anströmrichtung des Drosselkörpers im Stellorgan erfolgt die Betätigung des Sicherheitshubes durch das Eigenmedium.
Der motorische Stellantrieb ist eine Abwandlung des bewährten Siemens Zweimotorenantriebes mit Planetengetriebe. Die bisherige Eingriffsstelle des Schnellgangmotors - eine selbsthemmende
Schneckenstufe - wird durch eine nichtselbsthemmende Schnecken¬ stufe mit einer elektromagnetischen Bremsvorrichtung an der Schneckenwelle ersetzt. Während des Normalbetriebs bleibt diese nichtselbsthemmende Schneckenstufe festgebremst, beim Ansprechen der Sicherheitsfunktion lüftet die Bremsvorrichtung und gibt die Schneckenstufe zum eigenmediumbetätigten Sicherheitshub des Betriebsstrangs frei.
Das zum Ausführen des Sicherheitshubes über den Betriebsstrang erforderliche Drehmoment wird durch das Eigenmedium über den
Drosselkörper, die Ventilspindel, das Spindelgestänge, die fest¬ gebremsten Sicherheitsstränge und die nichtselbsthemmende Spindelmutter auf den motorischen Stellantrieb gebracht.
Die Ausführung des Sicherheitshubs über die Sicherheitsstränge erfolgt durch Lüften der zugehörigen Bremsvorrichtungen an den Spindelmuttern der nichtselbsthemmenden Gewindestufen der Sicherheitsstränge. Die verdrehsicher befestigten Spindelwelleπ werden durch die Kraft des Eigenmediums in die Muttern gedrückt, versetzen diese bei gelüfteter Bremse in eine Drehbewegung und ermöglichen dadurch das sichere Öffnen des Stellorgans. Beide Sicherheitsstränge arbeiten dabei vollkommen unabhängig von¬ einander. Zum sicheren Öffnen des Stellorgans genügt bereits das Lüften der Bremsvorrichtung an einem Sicherheitsstrang.
Der Betriebsstrang BS besteht im wesentlichen aus einem motori¬ schen Stellantrieb, einer nichtselbsthemmenden Spindelmutter 5 und dem Stellorgan 1, 3.
Die beiden Sicherheitsstränge SSt 1, SSt 2 bestehen aus je einer festbremsbaren, nichtselbsthemmenden Schneckenstufe 20a, 23; 20b 23, die angekoppelt über ein geeignetes Spindelgestänge 4a, 4b zwischen der Spindelmutter 5 und dem Stellorgan 1, 3 angeordnet sind. In der Längsachse der Spindel 4 ist zwischen dem Sicherheits¬ hebel 4a und der Gehäusebrücke 4b des Spindelgestänges ein Federelement 22 eingefügt.
Ein Dampfventil mit dem Gehäuse 1 wird über den Eintrittsstutzen 2 gegen den Drosselkörper 3 (hier z.B. ein Paraboldrosselkörper) angeströmt. Der Dampf übt eine Axialkraft auf den Drossel- körper 3, die Spindel 4, die Spindelgestänge in Form eines Sicherheitshebels 4a und einer Gehäusebrücke 4b, die Sicher¬ heitsspindeln 20a und 20b und die Spindelmutter 5 aus, die proportional dem wirksamen Drosselkörperquerschnitt und der Druckdifferenz zwischen dem Eintrittstutzen 2 und dem Austritts- stutzen 6 ist und in Auf-Richtung wirkt.
Die vom Eigenmedium (Dampf) erzeugte Axialkraft wird in der nichtselbsthemmenden und drehbar gelagerten Spindelmutter 5 in ein Drehmoment umgewandelt, und auch die weiteren Erläuterungen zum ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in den Absätzen 2 bis 6 der Seite 4 gelten für dieses Ausführungsbeispiel.
Mit dem Lüften der Bremsvorrichtung wird die nichtselbsthemmende Schneckenstufe 9 freigegeben.
Der vom Eigenmedium (Dampf) erzeugte, über den Drosselkörper 3, die Ventilspindel 4, das Spindelgestänge 4a und 4b mit den
Sicherheitsspindeln 20a und 20b wirkende Axialschub wird in der nichtselbsthemmenden Spindelmutter 5 in ein Drehmoment umgewan¬ delt und versetzt Spindelmutter 5, Spindelmuttergehäuse 7, Abtriebswellenzapfen 8, nichtselbsthemmende Schneckenstufe 9 und Planetenstufe 11 in eine Drehbewegung. Entsprechend der Gewindesteigung in der Spindelmutter 5 bewegen sich dabei der Drosselkörper 3, die Ventilspindel 4 und das Spindelgestänge 4a und 4b mit den Sicherheitsspindeln 20a und 20b nach oben. Das Ventil wird, wenn der Schaltkontakt des Druckwächters 15a so lange geöffnet bleibt, bis zur Aufendlage geöffnet.
Bei vorzeitigem Druckabbau und dem hiermit verbundenen Schließen des Druckwächterkontaktes 15a wird durch das Abbremsen der nichtselbsthemmenden Schneckenstufe 9 über die Bremsvorrichtung 10 der eigenmediumbetätigte Öffnungsvorgang des Betriebs¬ stranges BS (Sicherheitshub) beendet.
Es ist auch möglich, über den Handtaster 18a gezielte Teil- oder Vollhubprüfungen unterhalb des Ansprechdruckes des Druck¬ wächters 15a durchzuführen.
Der eigenmediumbetätigte Öffnungsvorgang (Sicherheitshub) des Betriebsstrangs BS kann aus der Zuendlage und aus jeder beliebigen Zwischenlage erfolgen.
Bei Ausfall der Versorgungsspannung an dem Druckwächter 15a erfolgt ebenfalls die Freigabe des eigenmediumbetätigten Öffnungsvorgangs (Sicherheitshub) über den Betriebsstrang BS.
Der eigenmediumbetätigte Öffnungsvorgang (Sicherheitshub) des Betriebsstrangs BS erfolgt auch dann, wenn bei geöffnetem Druck¬ wächterkontakt 15a der Regelmotor 13 gleichzeitig in Zu-Richtung betätigt wird. Der Ausgleich erfolgt dabei über die Planeten- getriebestufe 11. Wird der Regelmotor 13 bei ausgelöstem Sicherheitshub des
Betriebsstrangs gleichzeitig in Auf-Richtung (Sicherheitsrich¬ tung) betätigt, dann wird diese Stellbewegung noch zusätzlich dem eigenmediumbetätigten Öffnungsvorgang überlagert. Dies bewirkt die Klinke 19 des Richtgesperrs RS, die in das gezahnte Klinkenrad bzw. Sperrad 10a1 der Bremsvorrichtung 10 eingreift und dieses nur in der vom eigenmediumbetätigten Öffnungsvorgang (Sicherheitshub) erzeugten Drehrichtung freigibt. Die gleiche Wirkung kann auch mit einem Freilauf erzielt werden (anstatt Klinke 19 und Sperrad 10a1).
Zusätzlich zum Betriebsstrang BS sind noch zwei unabhängige Sicherheitsstränge SSt 1, SSt 2, die im wesentlichen aus den nichtselbsthemmenden Sicherheitsspindeln 20a und 20b mit den zugehörigen Bremsmagneteπ 16b und 16c bestehen, verbunden.
Im normalen Betriebszustand befinden sich die Sicherheitsspindeln 20a, 20b im ausgefahrenen Zustand (entsprechend der gezeichneten Stellung). Gleichzeitig sind die beiden Sicherheitsspindeln über die zugehörigen Sicherheitsspindelmuttern 23 und den Brems¬ magneten 16b bzw. 16c festgebremst. Dadurch besteht eine starre Verbindung zwischen dem Spindelgestänge 4a und 4b und damit auch zwischen einem ersten und einem zweiten Spindelabschnitt 4.1, 4.2. Werden aber durch Ansprechen der Druckwächter 15b oder 15c die Bremsmagnete 16b oder 16c spannungslos, dann wird die starre Verbindung zwischen dem Spindelgestänge 4a und 4b aufgehoben. Die Kraft des Eigenmediums schiebt dann über den ersten Spindelabschnitt 4.1 das kippbar gelagerte Spindelgestänge 4a mit der Sicherheitsspindel 20a oder 20b durch die sich drehende Sicherheitsspindelmuttern nach oben.
Der Drosselkörper 3 kann immer die Aufendlage erreichen, sobald über einen Strang (Betriebs- oder Sicherheitsstrang) der Sicherheitshub ausgelöst wird. Dies gilt natürlich auch beim gleichzeitigen Ansprechen von zwei oder drei Strängen. Die Sicherheitsstränge sind ebenfalls über die Handtaster 18b und 18c, sowie die Bremsmagnete 16b und 16c getrennt prüfbar. Hier ist die Prüfung ebenfalls unterhalb des Sicherheitsdrucks möglich.
Aus Figur 3 erkennt man, daß wenigstens ein einem Druckwächter 15a nachgeschalteter Bremsmagnet 16a vorgesehen ist, welcher die Schnellgangeinrichtung SG arretiert oder freigibt, und daß wenigstens ein einem weiteren Druckwächter 15b über eine Signalleitung nachgeschalteter zusätzlicher Sicherheitsstrang SSt 1 vorgesehen ist, welcher mit Mitteln 16b, 20a, 4a zum Verlagern eines den Drosselkörper 3 aufweisenden ersten Spindelabschnitts 4.1 in die Öffnungsstellung relativ zu einem federelastisch (Feder 22) mit dem ersten Spindelabschnitt 4.1 gekuppelten zweiten Spindelabschnitt 4.2, der den nichtselbst¬ hemmenden Spindeltrieb aufweist, versehen ist, wenn ein Druck¬ wächter-Auslösesignal ansteht. Dargestellt sind zwei zustätz- liche Sicherheitsstränge SSt 1, SSt 2. Der erste Spindelab¬ schnitt 4.1 ist mit dem zweiten Spindelabschnitt 4.2 über eine Druckfeder-Anordnung 22 gekoppelt. An das dem Drosselkörper 3 abgewandte Ende des ersten Spindelabschnitts 4.1 ist ein Sicherheitshebel 4a angelenkt, mit wenigstens einem freien Ende, an welches eine im wesentlichen parallel zur Ventil¬ spindel 4 verlaufende Nebenspindel 20a, 20b über ein Langloch- Gelenk angelenkt ist. Zu der Nebenspindel 20a, 20b gehört ein nichtselbsthemmender Nebenspindeltrieb mit wenigstens einer ersten mit der Spindelmutter 23 umlaufend gelagerten Brems¬ scheibe 24 und ein zweiter Bremsmagnet 16b, welcher normaler¬ weise die Nebenspindel 20a an ihrer Bremsscheibe 24 festhält und im Falle der Zuführung eines Auslösesignals vom zugehörigen Druckwächter 15b die Spindelmutter 23 zur Drehung und die Neben¬ spindel 20a zur Axialbewegung freigibt. Das Gehäuse 25 von Nebenspindeltrieb und zweitem Bremsmagnet 16b ist mit dem zweiten Spindelabschnitt 4.2 starr gekoppelt und mit diesem längsverschieblich gelagert. Entsprechendes gilt für den zweiten Sicherheitsstrang SSt 2. Deshalb ist bevorzugt der Sicherheitshebel 4a nach Art einer Wippe zweiarmig ausgebildet und an seine beiden freien Enden sind je eine Nebenspindel 20a, 20b mit je einem Nebenspindeltrieb angelenkt, wobei die Gehäuse 25 der beiden Nebenspindeltriebe und ihre zugehörigen Brems- magnete 16b, 16c über eine Gehäusebrücke 4b miteinander und die Gehäusebrücke 4b mit dem zweiten Spindelabschnitt 4.2 der Ventil¬ spindel 4 fest verbunden sind.
Erläuterung von FIG 4 bis FIG 6:
Die Planetengetriebestufe ist in den Figuren 4 bis 6 generell mit B bezeichnet, sie weist zwei diametral einander gegenüber¬ liegende Planetenräder bl und b2 auf, die an ihrem inneren Umfang mit dem Sonnenrad A kämmen und ihrem Außenumfang mit einer Innenverzahnung des Hohlrades C kämmen. Letzteres gehört zur Schnellgangeinrichtung SG, d.h., wenn letztere vom Brems¬ magneten freigegeben ist, kann die Drehung des Abtriebswellen¬ zapfens über den Schneckentrieb 9 (Figuren 1 - 3) ungebremst erfolgen; der Drosselkörper 3 gelangt in seine Öffnungsstellung (Figur 1 bzw. 3) oder in seine Schließstellung (Figur 2).
Die Tabelle nach Figur 6 zeigt zunächst, daß im Regelbetrieb das Sonnenrad A angetrieben wird und die Planetenstufe B mitnimmt, wogegen die Schnellgangeinrichtung SG festgebremst ist. Dabei stellt der Innenzahnkranz von C eine feste Rollbahn für die Planetenräder bl, b2 dar.
Erfolgt nun ein Signal "Ansprechdruck erreicht" durch einen der Druckwächter, so wird der entsprechende Bremsmagnet gelüftet, d.h., die Schnellgangeinrichtung SG wird freigegeben, vgl. die rechte Spalte der Tabelle nach Figur 6. Die vom Abtriebswellen¬ zapfen angetriebene Planetengetriebestufe nimmt über den Schneckentrieb die Welle der Schnellgangeinrichtung SG mit, wobei es gleichgültg ist, ob das Sonnenrad A von der Regel- einrichtung bewegt wird oder nicht. In diesem Betriebsfall
(Ansprechen der Sicherheitseinrichtung) stellt das Sonnenrad A eine Rollbahn für die Planetenräder bl, b2 dar, die entweder feststeht (wenn kein Regelbefehl vorliegt) oder sich selbst bewegt.
Die Druckfeder-Anordnung 22 im Beispiel nach Figur 3 hat insbesondere folgende Aufgaben:
a) Dämpfung der Bewegung des Drosselkörpers 3, vor allem bei hohen Dampfdrücken des Dampfes, so daß der Drosselkörper 3 nicht auf das Gehäuse 1 "aufschlagen" kann. Dies ist bei den relativ hohen Dampfkräften von 10 t bis 20 t von Bedeutung; b) Verstellung des Spindelabschnitts 4.2 des Betriebsstranges
BS in die Auf-Endlage, wenn einer oder beide Sicherheitssträng SSt 1, SSt 2 vor dem Betriebsstrang BS ansprechen sollten, und c) Rückstellung der Sicherheitsstränge SSt 1, SSt 2, in ihre dargestellte Ausgangsposition.
Zu Figur 1 ist noch nachzutragen, daß dort eine Hilfsschließfe¬ der 27, ausgebildet als Schraubendruckfeder, zwischen einem Bund 28 der Spindel 4 und dem gehäusefesten Haltekörper 29 eingefügt ist. Sie hat die Aufgabe, bei geringen Differenz¬ drücken zwischen Eintrittsstutzen 2 und Austrittsstutzen 6 ein Flattern des Drosselkörpers 3 zu verhindern.

Claims

Patentansprüche
1. Stellantrieb für Sicherheits- und Regelventile von Sicher¬ heitsstationen zur Dosierung von Energieströmen in Form von Gasen, Dämpfen oder Wasser, insbesondere in Wärme- oder
Industriekraftwerken, wobei das Sicherheitsventil wenigstens einen relativ zu einem Ventilsitz verstellbaren Drosselkörper (3, 3a) aufweist, der einen vom Arbeitsmedium durchströmten Drosselquerschnitt bei Auftreten eines Ansprechdruckes, der einen zulässigen Druck auf der Zu- oder Abströmseite des
Sicherheitsventils erreicht oder überschreitet, öffnet oder schließt,
- mit einem Spindeltrieb (4, 5, 7, 8) für den Drosselkörper (3, 3a) und - mit einer an den Spindeltrieb (4, 5, 7, 8) angekuppelten
Planetengetriebestufe (11) zur superponierbaren Einleitung eines ersten Antriebsdrehmomentes von einem Regelantrieb mit Regel¬ motor (13) und eines zweiten Antriebsdrehmomentes über eine Schnell gangeinrichtung (SG) zur schnellen Ventilöffnung oder -Schließung bei Erreichen oder Überschreiten des Ansprechdruckes d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebs¬ kraft für die Sicherheitsbewegung des Drosselkörpers (3, 3a) aus der auf den Drosselkörper wirkenden Druckdifferenz des Arbeitsmediums abgeleitet ist und daß hierzu - der Spindeltrieb (4, 5, 7) nichtselbsthem end ausgeführt ist und
- auch die Schnellgangeinrichtung (SG) über ein nichtselbsthem endes Getriebe (9) an die Planetengetriebestufe (11) angekuppelt ist und wenigstens eine von einer lösbaren Bremsvorrichtung (10) normalerweise festgebremste Welle (9a) aufweist, wobei die Bremsvorrichtung (10) bei Auftreten des Ansprechdruckes die Schnellgangeinrichtung (SG) zur eigenmedium-angetriebenen Ausführung der Sicherheitsbewegung des Drosselkörpers (3, 3a) in seine Sollstellung freigibt.
2. Stellantrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spindel¬ trieb (4, 5, 7, 8) für den Drosselkörper (3, 3a) eine auf einer Ventilspindel (4) drehbar gelagerte Spindelmutter (5) und ein die Spindelmutter (5) drehbar lagerndes, jedoch axial fixierendes Spindelmuttergehäuse (7) aufweist, ferner einen Abtriebswellen¬ zapfen (8) am Spiπdelmuttergehäuse (7), zum Zwecke, eine Drehung des Abtriebswellenzapfens (8) über Spindelmuttergehäuse (7) und Spindelmutter (5) in einen Axialschub von Spindel (4) und Drosselkörper (3, 3a) bzw. umgekehrt umzuformen.
3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Planetengetriebestufe (11) mit dem Abtriebswellenzapfen (8) ver- bunden ist und ihre Planetenräder (bl, b2) zum einen mit dem Außenumfang eines Sonnenrades (A) kämmen, das vom Regelantrieb (13) bewegbar ist, und zum anderen mit dem innenumfang eines Hohlrades (C) kämmen, welches mit der Schnellgaπgeinrichtung (SG) gekuppelt ist.
4. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schnell¬ gaπgeinrichtung (SG) über einen nichtselbsthemmenden Schnecken¬ trieb (9) an die Planetengetriebestufe (11) angekuppelt ist.
5. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Welle (9a) der Schnellgangeinrichtung (SG) durch wenigstens eine Bremsvorrichtung (10) festbremsbar ist, daß der Bremseingriff der Bremsvorrichtung (10) bei Auftreten des Ansprechdrucks fernbetätigt lösbar ist und daß die Welle (9a) mit einer Frei¬ laufeinrichtung (RG) gekoppelt ist, welche eine Drehung der Welle (9a) nur in eine mit der Sicherheitsbewegung des Drossel¬ körpers korrespondierende Drehrichtung zuläßt.
6. Stellantrieb nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Welle (9a) der Schnellgangeinrichtung (SG) wenigstens eine Bremsvorrichtung (10) aufweist, mit einer auf der Welle (9a) festsitzenden und mit dieser umlaufenden ersten Bremsscheibe (10a) und einer mit dieser normalerweise in Bremseingriff stehenden, axial verschieb¬ bar, jedoch undrehbar gelagerten zweiten Bremsscheibe (10b), welch letztere in und außer Bremseingriff verschiebbar gelagert ist, und daß der Welle (9a) ferner ein Richtgesperre (RG) zugeordnet ist, welches im nicht festgebremsten Zustand der Welle (9a) deren Drehung nur in eine Drehrichtung zuläßt, die mit der Sicherheits¬ bewegung des Drosselkörpers (3, 3a) korrespondiert.
7. Stellantrieb nach Anspruch 5 oder 6, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h wenigstens ein auf der Welle (9a) der Schnellgangeinrichtung (SG) festsitzendes Klinkenrad (10a) und wenigstens eine federbelastet in die Klinkenverzahnung des Klinkenrades (10a) eingreifende, um eine wellenachsparallele Klinkenachse schwenkbar gelagerte Sperrklinke (19, 19a).
8. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Drucküber¬ wachung des Istdruckes und zur Auslösung der Bremsvorrichtung (10) bei Erreichen des Ansprechdruckes eine Druckwächteranordnung (DA) druckübertragend an eine Arbeitsmedium-Rohrleitung (2b) des Sicherheitsventils angeschlossen ist und daß die von den Druck¬ wächtern (15) erzeugten Auslösesignale einer Elektromagnet¬ anordnung (EM) zuführbar sind, welche normalerweise die Bremsvor- richtung (10) für die Welle (9a) der Schnellgangeinrichtung (SG) in Bremseingriff hält und bei Zufuhr der Auslösesignale die Bremsvorrichtung (10) lüftet.
9. Stellantrieb nach Anspruch 8, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h wenigstens zwei Druckwächter (15; 15a, 15b, 15c) und wenigstens zwei Brems- magnete (16; 16a, 16b, 16c) der Elektromagnetanordnung (EM), von denen jeder Bremsmagnet je einem der Druckwächter nachgeschaltet ist, und daß die wenigstens zwei Bremsmagnete (16) über ein gemeinsames Übertragungsglied (21) an die zweite Bre sschei- be (10b) zu deren Steuerung so angekoppelt sind, daß die Brems¬ scheibe (10b) schon bei Ansprechen wenigstens eines Brems¬ magneten bzw. bei Anstehen wenigstens eines Auslösesignals der Druckwächter (15; 15a, 15b, 15c) gelüftet wird.
10. Stellantrieb nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei drei- kanaliger Anordnung mit je einem Druckwächter-Bremsmagnet-Paar pro Kanal eine Eins-von-drei-Auslösung der Bremsmagnete (16; 16a, 16b, 16c) durch die Druckwächter (15; 15a, 15b, 15c) und eine Eins-von-drei-Auslösung der zweiten Bremsscheibe (10b) durch die Bremsmagnete vorgesehen ist.
11. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das zugehörige Sicherheitsventil als Öffnungsventil zum Schutz gegen Überdruck der an seine Anströmseite angeschlossenen Komponenten oder Rohrleitungen (2b) ausgebildet ist und demgemäß die zugelassene Drehrichtung der Schnellgangeinrichtung (SG) mit der Ventilöffnungsrichtung (fl) korrespondiert.
12. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das zugehöri¬ ge Sicherheitsventil als Schließventil zum Schutz gegen Über¬ druck der an seine Abströmseite angeschlossenen Komponenten oder Rohrleitungen (2c) ausgebildet ist und demgemäß die zugelassene Drehrichtung der Schnellgangeinrichtung (SG) mit der Ventilschließrichtung (f2) korrespondiert.
13. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens ein einem Druckwächter (15a) nachgeschalteter Bremsmagnet (16a) vorgesehen ist, welcher die Schnellgangeinrichtung (SG) arretiert oder freigibt, und daß wenigstens ein einem weiteren Druck¬ wächter (15b) über eine Signalleitung nachgeschalteter zusätz¬ licher Sicherheitsstrang (SSt 1) vorgesehen ist, welcher mit Mitteln (16b, 20a, 4a) zum Verlagern eines den Drosselkörper (3) aufweisenden ersten Spindelabschnitts (4.1) in die Öffnungs¬ stellung relativ zu einem federelastisch (Feder 22) mit dem ersten Spindelabschnitt (4.1) gekuppelten zweiten Spindel¬ abschnitt (4.2), der den nicht selbsthemmenden Spindeltrieb aufweist, versehen ist, wenn ein Druckwächter-Auslösesignal ansteht.
14. Stellantrieb nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Spindelabschnitt (4.1) mit dem zweiten Spindelabschnitt (4.2) über eine Druckfeder-Anordnung (22) gekoppelt ist und daß an das dem Drosselkörper (3) abgewandte Ende des ersten Spindel¬ abschnitts (4.1) ein Sicherheitshebel (4a) angelenkt ist, mit wenigstens einem freien Ende, an welches eine im wesentlichen parallel zur Ventilspindel (4) verlaufende Nebenspindel (20a, 20b) über ein Langloch-Gelenk angelenkt ist, daß zu der Neben¬ spindel (20a, 20b) ein nicht selbsthemmender Nebenspindeltrieb mit wenigstens einer ersten mit der Spindelmutter (23) umlaufend gelagerten Bremsscheibe (24) gehört und ein zweiter Bremsmagnet (16b), welcher normalerweise die Nebenspindel (20a) an ihrer Bremsscheibe (24) festhält und im Falle der Zuführung eines Auslösesignals vom zugehörigen Druckwächter (15b) die Spindelmutte (23) zur Drehung und die Nebenspindel (20a) zur Axialbewegung freigibt.
15. Stellantrieb nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Gehäuse (25) von Nebenspindeltrieb und zweitem Bremsmagήet (16b) mit dem zweiten Spindelabschnitt (4.2) starr gekoppelt und mit diesem längsverschieblich gelagert ist.
16. Stellantrieb nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sicherheitshebel (4a) nach Art einer Wippe zweiarmig ausgebildet ist und an seine beiden freien Enden je eine Nebenspindel (20a, 20b) mit je einem Nebenspindeltrieb angelenkt sind, wobei die Gehäuse (25) der beiden Nebenspindeltriebe und ihre zugehörigen Bremsmagnete (16b, 16c) über eine Gehäusebrücke (4b) miteinander und die Gehäusebrücke (4b) mit dem zweiten Spindelabschnitt (4.2) der Ventilspindel (4) fest verbunden sind.
PCT/DE1990/000160 1989-03-07 1990-03-06 Stellantrieb für sicherheits- und regelventile WO1990010783A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019910701006A KR920701613A (ko) 1989-03-07 1990-03-06 안전 및 조절밸브를 위한 서어보 드라이브

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP3907289.4 1989-03-07
DE3907289A DE3907289A1 (de) 1989-03-07 1989-03-07 Stellantrieb fuer sicherheitsventile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1990010783A1 true WO1990010783A1 (de) 1990-09-20

Family

ID=6375717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1990/000160 WO1990010783A1 (de) 1989-03-07 1990-03-06 Stellantrieb für sicherheits- und regelventile

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5152316A (de)
EP (1) EP0462126B1 (de)
JP (1) JPH04503988A (de)
KR (1) KR920701613A (de)
CN (1) CN1023148C (de)
AU (1) AU631406B2 (de)
DE (2) DE3907289A1 (de)
WO (1) WO1990010783A1 (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5735456A (en) * 1994-09-07 1998-04-07 The Steam-O-Stat Company Universal retrofit valve actuator and system
US5806553A (en) * 1995-07-17 1998-09-15 Sidwell; Herbert R. Fluid pressure control and relief apparatus
DE19652583C1 (de) * 1996-12-17 1997-11-20 Holter Gmbh & Co Elektrischer Stellantrieb für ein Ventil o. dgl.
RU2178842C1 (ru) * 2001-01-09 2002-01-27 Саяпин Вадим Васильевич Пневматический привод, струйный двигатель (варианты) и электропневматическое управляющее устройство
DE20311032U1 (de) * 2003-07-17 2004-11-25 Cooper Cameron Corp., Houston Antriebsvorrichtung
US7287541B2 (en) * 2004-01-16 2007-10-30 Battelle Energy Alliance, Llc Method, apparatus and system for controlling fluid flow
US20060278836A1 (en) * 2005-06-14 2006-12-14 Vincent Raymond A Valve mechanism for a plumbing device
US9163479B2 (en) * 2007-08-03 2015-10-20 Baker Hughes Incorporated Flapper operating system without a flow tube
US7703532B2 (en) * 2007-09-17 2010-04-27 Baker Hughes Incorporated Tubing retrievable injection valve
CN101689054B (zh) * 2008-04-18 2012-03-21 F.W.奥文特罗普有限责任两合公司 用于调整流量或压差的阀组
DE102009053829A1 (de) * 2009-11-18 2011-05-19 Mahle International Gmbh Stellvorrichtung und Verwendung
JP5863362B2 (ja) * 2011-09-28 2016-02-16 三菱重工コンプレッサ株式会社 蒸気タービン
US20130245840A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-19 Gerard S. Lazzara Modulated Reset Relief Valve
CN102678993A (zh) * 2012-06-06 2012-09-19 上海华东电脑系统工程有限公司 动态气流调节风阀
CN102679523A (zh) * 2012-06-06 2012-09-19 上海华东电脑系统工程有限公司 具有齿轮结构的动态气流调节风阀
US9958083B1 (en) * 2016-10-27 2018-05-01 National Enviornmental Products, Ltd. Force limited valve actuator and method therefor
DE202020102558U1 (de) 2020-05-06 2021-08-09 Karl Morgenbesser Stelleinrichtung für Systeme mit strömendem Fluid sowie System mit Stelleinrichtung
DE202020102557U1 (de) 2020-05-06 2021-08-09 Karl Morgenbesser Stelleinrichtung für Systeme mit strömendem Fluid sowie System mit Stelleinrichtung
CN112856226B (zh) * 2021-01-12 2022-01-14 佛冈鼎立气体有限公司 一种实现智能化控制的气瓶阀门
CN113057015B (zh) * 2021-03-23 2022-02-11 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 一种养殖筏架吊绳脱扣装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2416653A1 (de) * 1969-05-30 1975-10-09 Schneider Bochumer Maschf A Dampfdruckminder- und dampfkuehlventil mit schnelloeffnungseinrichtung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2416653A1 (de) * 1969-05-30 1975-10-09 Schneider Bochumer Maschf A Dampfdruckminder- und dampfkuehlventil mit schnelloeffnungseinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN1048094A (zh) 1990-12-26
EP0462126A1 (de) 1991-12-27
US5152316A (en) 1992-10-06
AU631406B2 (en) 1992-11-26
DE3907289A1 (de) 1990-09-13
AU5169590A (en) 1990-10-09
JPH04503988A (ja) 1992-07-16
CN1023148C (zh) 1993-12-15
DE59003479D1 (de) 1993-12-16
KR920701613A (ko) 1992-08-12
EP0462126B1 (de) 1993-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0462126B1 (de) Stellantrieb für sicherheits- und regelventile
EP1084357B1 (de) Doppelsicherheitsventil
DE2201378A1 (de) Betaetigungsanlage
EP1111227B1 (de) Abgasrückführventil
EP0928388B1 (de) Ventil einer turbine
DE69218462T2 (de) Einhebelmischarmatur mit einer vorrichtung zum vermeiden von wasserschlägen während des hebelschliessvorganges
DE2842736C3 (de) Kupplungsbetätigte Schallsperre für druckmittelbetätigte Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
EP2536968B1 (de) Stellantrieb für sicherheitsventile mit hohem stellmoment
DE2344756A1 (de) Steuersystem fuer die lenkung eines fahrzeuges
DE3142583C2 (de) Stellantrieb
CH627239A5 (en) Device for controlling shut-off and reversing valves acted upon by internal medium
DE102008010571B4 (de) Elektromotorisch angesteuertes Ventil
EP1649202B1 (de) Druckentlastungseinrichtung zum einsatz an druckhaltersystemen von kraftwerken
EP0462130B1 (de) Reduzierstation mit sicherheitsfunktion in negativer wirkungsrichtung
DE2812484A1 (de) Sicherheitsabsperrventil
DE102010041704A1 (de) Regelventil zur Regelung eines Volumenstromes
DE19505333C2 (de) Hydraulikantrieb
DE19944808C1 (de) Druckbegrenzungs- und Drucksicherungsventil für Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen
DE2753949C2 (de)
EP0866761B1 (de) Hilfskraftlenkung, insbesondere für kraftfahrzeuge
EP0983442B1 (de) Betätigungsvorrichtung mit nothandbetätigung
CH637854A5 (en) Frost protection on a high-pressure cleaning device
DE2856805C3 (de) Vorrichtung zum Regeln der Kraftstoffzufuhr zu einer eine Pumpe einer hydraulischen Anlage antreibenden Brennkraftmaschine
DE2327443C3 (de) Kombinierte Anfahr- und Schnellschlußeinrichtung
DE1905503C (de) Anordnung mit einer von einem Gaspedal betatigbaren Regelvor richtung fur eine Brennkraft maschine

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB IT LU NL SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1990903765

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1990903765

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1990903765

Country of ref document: EP