WO1990010784A1 - Reduzierstation mit sicherheitsfunktion in negativer wirkungsrichtung - Google Patents

Reduzierstation mit sicherheitsfunktion in negativer wirkungsrichtung Download PDF

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WO1990010784A1
WO1990010784A1 PCT/DE1990/000161 DE9000161W WO9010784A1 WO 1990010784 A1 WO1990010784 A1 WO 1990010784A1 DE 9000161 W DE9000161 W DE 9000161W WO 9010784 A1 WO9010784 A1 WO 9010784A1
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safety
spindle
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throttle body
spindle section
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PCT/DE1990/000161
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Hermann Dörr
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
    • 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
    • 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 a reducing station with safety function in a negative direction of action for metering energy flows in the form of gases, vapors or water, in particular in thermal or industrial power plants.
  • a safety valve in the sense of this application is understood to be a control valve with an additional safety function in the negative direction of action.
  • a reduction station of the type mentioned is intended to do both Tasks, namely
  • the invention is based on the object, starting from a generic reducing station, to design it in such a way that the safety function can be fulfilled with a very high degree of reliability.
  • the task is to reliably protect the system systems following in the direction of flow from overpressure by securely closing the safety valve; to ensure this actuating function even in the event of a supply voltage failure, to increase the actuating speed of the safety valve in comparison to previous generic valves and to make the safety station having the new safety valve cheaper in terms of price than previous systems.
  • valve spindle is divided into a throttle body-side, own medium-operable first spindle section and a drive-side, second spindle section, - that both spindle sections via a spring-elastic coupling and an optionally rigid or released Safety clutch are non-positively coupled
  • the safety clutch is part of a safety line arranged in the bypass to the operating line, which, when a response pressure occurs that reaches or exceeds a permissible value on the outflow side of the safety valve, releases the safety clutch and thus the first spindle section for executing an own medium - And spring-loaded quick release of the throttle body releases.
  • At least one additional safety strand provides a very high level of reliability for the safety draw, without the need to use relatively expensive and maintenance-intensive hydraulic systems.
  • at least two safety strands are provided, with a safety lever designed in the manner of a seesaw. More than two safety lines can be used, e.g. three, so that a one-out-of-three triggering condition can be implemented.
  • the invention therefore provides an operating line which has the power flow of the valve spindle and at least one additional safety line.
  • the triggering of the safety stroke can - if several safety lines are implemented - be effected by each individual safety line, as already explained.
  • the operating line essentially consists of the motorized actuator with spindle drive and the actuator.
  • the additional, independent safety strands are arranged between the spindle nut and the actuator of the operating strand. They consist of safety spindles with lockable, non-self-locking thread stages and at least one preloaded spring. When braked, they form
  • Safety strands a rigid connection between the second spindle section and the first spindle section of the operating line.
  • the safety stroke is actuated by the medium and supported by spring force.
  • the safety stroke is carried out via the safety strands by releasing the associated brakes on the spindle nuts of the non-self-locking thread stages of the safety strands.
  • the security spindle shafts are secured against rotation by the force of the
  • the safety lines work completely independently of each other. To safely close the actuator, simply release the brake on a safety line.
  • the safety strands that can be braked, e.g. Ball screws are used or threaded spindles with a correspondingly larger pitch. It is also advantageous that the safety strands can also be checked below the safety pressure in certain operating cases.
  • FIG. 1 shows a reducing station with an operating line and two safety lines in the closed position
  • FIG. 2 shows the object according to FIG. 1 in the open position, the triggering position of the safety lever when one or both safety lines are triggered being additionally shown in dashed lines; 3 shows a top view from above with the housing walls largely omitted, the gear of the control drive and
  • FIGS. 1 and 2 shows the so-called exploded view of the upper part of the reducing station according to FIGS. 1 and 2 with its control drive and a handwheel (this in a broken view).
  • Figure 1 shows a reducing station for dosing
  • the incoming or outgoing steam flow is indicated in dashed lines by the flow arrows fl and f2, because the control valve according to FIG. 1 is shown in the closed position of its throttle body 3.
  • the throttle body 3 serves one of the working medium, for. B. steam, flowable throttle cross section when a response pressure occurs, which reaches or exceeds a permissible pressure on the outflow side II of the control valve SV, to achieve the desired position. This applies in the case of a negative direction of action, if the systems in the flow direction fl, f2 downstream of the control valve must be protected against excess pressure.
  • the control valve SV has one within it
  • Operating line BS arranged spindle drive ST, with Ve ⁇ tilspindel 4, spindle nut 5, spindle nut housing 6 and with an output shaft pin 7. A rotation of this output shaft pin 7 is converted into an axial movement of the spindle 4 via the spindle drive ST.
  • a regulating drive 80 with a regulating motor 90 is attached to the driven shaft journal 7. couples. This is additionally equipped with a handwheel 100 for adjusting the spindle by hand.
  • the regulating drive 80 adjusts the output shaft journal 7 and thus the throttle body 3 to assume its desired position in accordance with a manipulated variable which is supplied to it from the network to be regulated and which corresponds to the desired / actual value difference from the controlled variable and the desired value. This can be an intermediate position, it can also be the open-end position shown in FIG. 2 or the closed position shown in FIG. 1. In this safety valve with a negative direction of action, the safety target position is always the closed position shown in FIG. 1.
  • the spindle nut housing 6 is rotatably mounted within the spindle housing 8 by means of an axial bearing 9; the spindle nut 5, which is rotatably supported by an internal thread on the external thread of the spindle 4, is axially fixed within the spindle nut housing 6 and coupled on its outer circumference to the inner circumference of the spindle nut housing 6 in a rotationally fixed manner.
  • the spindle nut 5 is set in rotation via the output shaft journal 7 and the spindle nut housing 6, then the spindle 4 is shifted axially in the closing direction of the throttle body 3 or in the opening direction, depending on the direction of rotation.
  • the spindle housing 8 is rigidly connected to the spindle guide body 11 by means of a lantern 10.
  • the latter is used for the precise guidance of the lower spindle end, which has the throttle body 3, and sealing of the spindle bushing 12 by means of a stuffing box seal, not shown.
  • the rotatable mounting of the spindle nut housing 6 by means of the axial bearing 9 is supplemented by a further axial bearing 13, which is inserted in a recess in the lantern head 10a, with a disk spring assembly 14 between the axial bearing 13 and an extension 6a serving to dampen shocks and to compensate for tolerances of the spindle nut housing 6 is inserted and supported.
  • Lantern head 10a, axial bearing 13, plate spring package 14 and extension 6a are in corresponding centric Recesses penetrated by the spindle 4.
  • valve spindle 4 is now subdivided into a first spindle section 4.1 on the throttle body side, which can be actuated by the own medium and spring force, and a second spindle section 4.2 on the drive side.
  • Both spindle sections 4.1, 4.2 are non-positively coupled to one another via a spring-elastic coupling 15 and an optionally rigid or released safety coupling K1, K2.
  • the respective safety device S1 or S2 releases the associated safety coupling Kl or K2, so that the first spindle section 4.1 thus executes a self-actuated quick-close of the throttle body 3 is released.
  • Safety line S2 depending on a tripping Signal of the pressure switch 15b brought, as is illustrated by the dashed signal lines 19a, 19b.
  • Both pressure monitors 15a, 15b are connected to the inside of the outflow line 2b via measuring spigot 16. Both pressure monitors 15a, 15b act with their plungers on break contacts 17 of the electrical signal lines 19a, 19b, the break contacts 17 being connected in series to pushbuttons or pushbuttons 18a, 18b with which the function of the safety lines S1, S2 can be checked manually or remotely.
  • the safety clutch K 1 is first described below with reference to FIG. 2 (the safety clutch K 2 is constructed accordingly).
  • the safety clutch Kl comprises a non-self-locking safety spindle drive 20a with a braking device 21a.
  • the brake device 21a includes a brake disk 23a which is connected to the safety spindle nut 22a and is rotatably supported therewith.
  • a brake magnet 24a which in the example is designed as an electromagnet with a holding function, normally holds the safety spindle nut 22a on its brake disk 23a and gives in
  • the safety spindle nut 22a is free to rotate, because in this case the brake magnet 24a is de-energized, ie de-energized.
  • the rotatable mounting of the safety spindle nut 22a and its brake disc 23a is indicated schematically by the two axial bearings 25a, the housing of the safety clutch Kl is designated by 26a. This has a hood-shaped extension 27a so that there is sufficient scope for the movement of the safety spindle 28a.
  • the safety lever 29 has at least one free end, it is shown as a double lever in the form of a rocker with the two elongated holes 31a, 31b at both ends.
  • the non-self-locking safety spindle 28a of the safety strand S1 which runs essentially parallel to the valve spindle axis a, is articulated via an elongated hole joint with pins 32a.
  • the housing 26a for the safety spindle drive 20a and the braking device 21a is rigidly coupled to the second spindle section 4.2 via a housing bridge 33 and is mounted in a longitudinally displaceable manner together with the second spindle section 4.2.
  • a housing 26a, 26b for preferably at least two safety spindle drives 20a, 20b and their associated braking devices 21a, 21b are connected to one another via a common housing bridge 33, and the housing bridge 33 is also connected to the second spindle section 4.2 namely via a flange 34 at its free end, firmly connected.
  • the spring-elastic coupling 15 between the first and the second spindle section 4.1, 4.2 consists of a prestressed compression spring arrangement, which is more tensioned when the safety clutch K1 or K2 is not released than when the safety clutch K1 or K2 is triggered in FIG. 2, the pressure spring arrangement 15 'biased.
  • the second safety line S2 with its safety clutch K2 is designed like the first safety line S1 with its safety clutch Kl, which is why the same reference numerals are used for the same parts with the exception of the end letter; this is a in the first safety line S1 and b in the second safety line S2.
  • the spindle drive ST of the operating line BS is assigned to the second spindle section 4.2.
  • a safety line S1 or S2 responds.
  • the safety system can thus in principle already be implemented with one safety line, although the redundant safety line arrangement shown with at least two safety lines S1, S2 working in parallel is more advantageous.
  • Figure 1 and Figure 2 show the function of a reducing station with a safety function in the closing direction, i. H.
  • the safety valve SV works with a negative direction of action; it is normally open or in an intermediate position and, in the event of a response (pressure in the outflow line 2b too high), is shifted into the closed position by the own medium and the force of the compression spring arrangement 15 '.
  • Flow arrows fl, f2) exert an axial force on the throttle body 3, the spindle 4, the first and second spindle sections 4.1, 4.2, the safety spindles 28a, 28b and the spindle nut 5, which are proportional to the effective throttle body cross section and the pressure difference between the inlet connection 2a and the outlet nozzle 2b and in To direction works.
  • control drive 80 (which can also be referred to as an actuator) compensates for this force via the output shaft journal 7 and the spindle nut housing 6.
  • This control drive 80 is designed to be self-locking; it has a handwheel 100 with which the throttle body 3 can be moved via the spindle 4 into the closed position (FIG. 1) or into the open position (FIG. 2).
  • the safety spindle drives 20a, 20b which are not designed to be self-locking are in the retracted state (corresponding to the position shown).
  • the two safety spindles 28a, 28b are braked via the associated safety spindle nuts 22a, 22b and the brake magnets 24a, 24b.
  • the actuating pulses of the control drive 80 reach the throttle body 3 without play.
  • the throttle body 3 can always reach the closed position as soon as The safety stroke is triggered via one of the safety lines S1 or S2.
  • this also applies to the simultaneous activation of two safety lines S1 and S2.
  • the safety lever 29 assumes the position indicated by the broken line at 35 (shifted parallel to itself) when the throttle body 3 is displaced into its end position.
  • the normal operating position is reached again by moving the control drive 80 into the closed end position (torque end position). H. the spring 15 is tensioned again and the safety lever 29 comes back into the horizontal position.
  • the two braking devices 21a and 21b of the safety strands are released via the control system, or freewheels installed in the safety strands always allow a rotational movement in the "tensioning direction".
  • Both safety lines S1, S2 can be checked separately via the buttons 17 and the brake magnets 24a, 24b. The check is also possible below the security print.
  • the spring force of the compression spring arrangement 15 'and the spring travel are dimensioned so large that a test can also be carried out in the pressureless system state, ie without the support of the own medium.
  • a helical compression spring arrangement could also, for. B. a disc spring package can be used.
  • the second spindle section 4.2 forms an abutment for the movement of the first spindle section 4.1 with its throttle body 3 into the desired safety position that is released by the safety clutch K1 or K2.
  • FIG. 3 also shows the control drive 80 with control motor 90, a worm shaft 81, a prestressed disk spring assembly 82 at one end of the worm shaft 81 and the output shaft 84 meshing with the worm 81 a via a worm wheel 83.
  • the regulating motor 90 works on the worm shaft 81 via a Gear. 85.
  • the worm shaft 81 is held in the center of the worm wheel 83 with preloaded disk springs 82 and is axially displaceable on both sides. If a load torque occurs on the output shaft 84 that is greater than the torque set by the pretensioning of the disk springs, the worm shaft 81 moves out of its central position.
  • the worm shaft 81 actuates a torque switch 88 via a swivel lever 86 and a cam disk 87, which switches off the control motor 90 via a control device (not shown) (eg contactor reversing switch).
  • the worm shaft 81 remains in its respective switch-off position because it is self-locking.
  • the handwheel 100 can be seen from the exploded view according to FIG. 4, furthermore the control motor 90 and a lever 89 for switching from motor to manual operation.
  • a switching and signaling device is accommodated in the switch box 91.
  • the drive motor 90 is switched off and the handwheel 100 on the output shaft 84 (end shaft) uncoupled. This position is locked by a special (not shown) mechanism.
  • the motor 90 starts up, it is ensured that the handwheel 100 is switched off automatically and without danger to the operator and the drive motor 90 is coupled. Motor operation always has priority over manual operation.
  • 37a, 37b also refer to stop disks which sit firmly on the safety spindle 28a or 28b and have the task of limiting the stroke of the spindles 28a, 28b during the return movement.
  • the stop disks 37a, 37b are additionally shown with dash-dotted lines in the release position of the safety spindles 28a, 28b.

Abstract

Bei einer Reduzierstation mit Sicherheitsfunktion in negativer Wirkungsrichtung zur Dosierung von Energieströmen in Form von Gasen, Dämpfen oder Wasser, insbesondere in Wärme- oder Industriekraftwerken, wird der Betriebsstrang (BS) eines Stellventils (SV) durch wenigstens einen weiteren Sicherheitsstrang (S1, S2) ergänzt, welcher mit Mitteln zum - in Abhängigkeit von einem anstehenden Druckwächter-Auslösesignal erfolgenden - Verlagern eines den Drosselkörper (3) an einem Ende tragenden ersten Spindelabschnitts (4.1e in die Schließstellung versehen ist. Ein über vorspannbare Federn (15') und nichtselbsthemmende, festbremsbare Sicherheitsspindel-Gewindestufen (20a...24a; 20b...24b) mit dem anderen Ende des ersten Spindelabschnitts gekuppelter zweiter Spindelabschnitt (4.2) weist den Spindeltrieb (ST) auf, welcher im Regelfall über die festgebremsten Sicherheitsspindel-Gewindestufen den Axialschub oder -zug auf den ersten Spindelabschnitt (4.1) überträgt. Im Auslösefall bildet der zweite Spindelabschnitt (4.2) ein Widerlager für die durch die Sicherheitsspindeln (28a, 28b) freigegebenen Bewegung des ersten Spindelabschnitts (4.1) mit dem Drosselkörper (3) in die Sollstellung (Schließstellung). Bevorzugt sind mindestens zwei Sicherheitsstränge (S1, S2) mit je einem nichtselbsthemmenden Sicherheitsspindeltrieb (20a, 20b) vorgesehen. Beide können an einem zweiarmigen Sicherheitshebel (20) nach Art einer Wippe angreifen. Die Sicherheitsstränge (S1, S2) sind auf ihre Funktion hin prüfbar.

Description

Reduzierstation mit Sicherheitsfunktion in negativer Wirkungs¬ richtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Redzuierstation mit Sicher- heitsfuπktion in negativer Wirkungsrichtung zur Dosierung von Energieströmeπ in Form von Gasen, Dämpfen oder Wasser insondere in Wärme- oder Industriekraftwerken,
- mit wenigstens einem Stellventil und einem relativ zujm Ventil¬ sitz des Stellventils verstellbaren Drosselkörper zur Einstellung eines vom Arbeitsmedium durchströmbaren Drosselquerschnitts,
- mit einem in einem Betriebsstrang angeordneten Spindeltrieb für die Ventilspindel mit Abtriebswellenzapfen, wobei eine Drehung des Abtriebswellenzapfens über den Spindeltrieb in eine Axialbewegung der Ventilspindel und damit in die Stellbewegung des Drosselkörpers umgeformt wird, und
- mit einem an den Abtriebswellenzapfen angekuppelten Regelantrieb mit Regelmotor zur Verstellung des Drosselkörpers in seine Sollstellung.
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. Hier wie im folgenden wird unter Sicherheitsventil im Sinne dieser Anmeldung ein Stellventil mit zusätzlicher Sicherheitsfunktion in negativer Wirkungsrichtung verstanden.
Eine Reduzierstation der eingangs genannten Art soll beide Aufgaben, nämlich
- eine definierte Reduzierung bzw. Dosierung der Energieströme
- und den Schutz der nachfolgenden Anlagensysteme vor Überdrücken übernehmen. Handelt es sich bei diesen Reduzierstationen um
Dampfventile, bei denen durch Kühlwasserzuführung der Dampf gleichzeitig auch noch gekühlt wird, dann spricht man von Sicher¬ heitsdampfumformstationen.
Müssen die in Strömungsrichtung nach den Sicherheitsventilen liegenden Systeme gegen Überdruck geschützt werden, dann spricht man von Sicherheitsventilen mit negativer Wirkungsrichtung. Die Sicherheitsventile müssen hierbei sicher schließen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer gattungsgemäßen Reduzierstation, dieses so auszubilden, daß die Sicherheitsfunktion mit einem sehr hohen Zuverlässigkeits¬ grad erfüllt werden kann. Insbesondere liegt die Aufgabe vor, die in Strömungsrichtung nachfolgenden Anlagen- Systeme sicher vor Überdruck zu schützen, indem das Sicher¬ heitsventil sicher schließt; diese Stellfunktion auch bei Ausfall der Versorgungsspannung zu gewährleisten, die Stellgeschwindigkeit des Sicherheitsventils im Vergleich zu bisherigen gattungsgemäßen Ventilen zu vergrößern und die das neue Sicherheitsventil aufweisende Sicherheitsstation in ihrer Preisstellung günstiger zu gestalten als bisherige Systeme.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer Reduzierstation gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 da- durch gelöst,
- daß die Ventilspindel in einen drosselkörper-seitigen, eigenmedium-betätigbaren ersten Spindelabschnitt und in einen antriebseitigen, zweiten Spindelabschnitt unterteilt ist, - daß beide Spindelabschnitte über eine feder¬ elastische Kupplung und eine wahlweise starre oder gelöste Sicherheitskupplung miteinander kraftschlüssig gekuppelt sind
- und daß die Sicherheitskupplung Teil eines im Nebenschluß zum Betriebsstrang angeordneten Sicherheits- Stranges ist, welcher bei Auftreten eines Ansprechdruckes, der einen zulässigen Wert auf der Abströmseite des Sicherheitsven¬ tils erreicht oder überschreitet, die Sicherheitskupplung löst und damit den ersten Spindelabschnitt zur Ausführung eines eigenmedium- und federkraftbetätigteπ Schnellschlusses des Drosselkörpers freigibt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 13 angegeben.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß durch wenigstens einen zusätzlichen Sicherheits- sträng eine sehr hohe Zuverlässigkeit für die Sicherheitsaus- losung gegeben ist, ohne daß verhältnismäßig teuere und wa-rtungsintensive Hydrauliksysteme eingesetzt werden müßten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach dem Anspruch 8 sind wenigstens zwei Sicherheitsstränge vorgesehen, mit einem nach Art einer Wippe zweiarmig ausgebildeten Sicherheitshebel. Es können mehr als zwei Sicherheitsstränge verwendet werden, z.B. drei, so daß zur Auslösung eine Eins-von-drei-Auslösebediπgung realisiert werden kann.
Die Erfindung sieht also einen Betriebsstrang, der die Ventil¬ spindel in seinem Kraftfluß aufweist, und wenigstens einen zusätzlichen Sicherheitsstrang vor. Die Auslösung des Sicherheitshubes kann - wenn mehrere Sicherheitsstränge verwirklicht sind - durch jeden einzelnen Sicherheitsstrang bewirkt werden, wie bereits erläutert. Der Betriebsstrang setzt sich im wesentlichen aus dem motorischen Stellantrieb mit Spindeltrieb und dem Stellorgan zusammen. Die zusätzlichen, voneinander unabhängigen Sicherheitsstränge sind zwischen der Spindelmutter und dem Stellorgan des Betriebsstranges angeord- net. Sie bestehen aus Sicherheitsspindeln mit festbre sbaren, nichtselbsthemmenden Gewindestufen und wenigstens einer vorgespannten Feder. Im festgebremsten Zustand bilden die
Sicherheitsstränge eine starre Verbindung zwischen dem zweiten Spindelabschnitt und dem ersten Spindelabschnitt des Betriebsstranges. Die Betätigung des Sicherheitshubes erfolgt eigenmediumbetätigt und unterstützt durch Federkraft. Die Ausführung des Sicherheitshubes über die Sicherheitsstränge erfolgt durch Lüften der zugehörigen Bremsen an den Spindelmuttern der nichtselbsthemmenden Gewindestufen der Sicherheitsstränge. Die verdrehsicher befestigten Sicherheitsspindelwellen werden durch die Kraft des
Eigenmediums und der wenigstens einen vorgespannten Feder in die Muttern gedrückt, versetzen diese bei gelüfteter Bremse in eine Drehbewegung und ermöglichen dadurch das sichere Schließen des Stellorgans. Die Sicherheitsstränge arbeiten dabei vollkommen unabhängig voneinander. Zum sicheren Schließen des Stellorgans genügt bereits das Lüften der Bremse an einem Sicherheitsstrang. Für die festbremsbaren nichtselbsthemmenden Gewindestufen der Sicherheitsstränge können z.B. Kugelrollspindeln verwendet werden oder Gewindespindeln mit entsprechend größerer Steigung. Von Vorteil ist fernerhin, daß die Sicherheitsstränge bei bestimmten Betriebsfällen auch unterhalb des Sicherheitsdruckes prüfbar sind.
Im folgenden werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels dessen Aufbau und Funktion sowie weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Es zeigen in zum Teil vereinfachter, sche atischer Darstellung:
FIG 1 eine Reduzierstation mit einem Betriebsstrang und zwei Sicherheitssträngen in der Schließstellung;
FIG 2 den Gegenstand nach Figur 1 in der Offen-Stellung, wobei zusätzlich die Auslösestellung des Sicherheits- hebeis bei Auslösung eines oder beider Sicherheits¬ stränge gestrichelt dargestellt ist; FIG 3 in einer Draufsicht von oben bei größtenteils weg¬ gelassenen Gehäusewänden das Getriebe des Regelan¬ triebs und
FIG 4 in sogenannter Explosionsdarstellung den oberen Teil- der Reduzierstation nach Figur 1 und 2 mit ihrem Regelantrieb und einem Handrad (dieses in abgebroche¬ ner Darstellung).
Figur 1 zeigt eine Reduzierstation zur Dosierung von
Energieströmen in Form von Gasen, Dämpfen oder Wasser. Sie ist insbesondere für Wärme- oder Industriekraftwerke vorgesehen. Sie weist wenigstens ein Stellventil SV auf, mit einem relativ zu einem Ventilsitz la verstellbaren Drosselkörper 3 in einem Ventilgehäuse 1, an das die Zuströmleitung 2a seitlich angeschlossen ist und von welchem die Abströmleitung 2b nach unten wegführt. Die zu- bzw. wegströmende DampfStrömung ist durch die Strömungspfeile fl bzw. f2 gestrichelt angedeutet, weil das Stellventil nach Figur 1 in der Schließstellung seines Drosselkörpers 3 dargestellt ist. Der Drosselkörper 3 dient dazu, einen vom Arbeitsmedium, z. B. Wasserdampf, durchströmbaren Drosselquerschnitt bei auftreten eines Ansprechdruckes, der einen zulässigen Druck auf der Abströmseite II des Stellventils SV erreicht oder überschreitet, zur Erreichung der Soll-Stellung zu schließen. Dies gilt bei negativer Wirkungsrichtung, wenn also die in Strömungsrichtung fl, f2 nach dem Stellventil liegenden Systeme gegen Überdruck geschützt werden müssen.
Das Stellventil SV weist einen innerhalb seines
Betriebsstranges BS angeordneten Spindeltrieb ST auf, mit Veπtilspindel 4, Spindelmutter 5, Spindelmuttergehäuse 6 und mit einem Abtriebswelleπzapfen 7. Eine Drehung dieses Abtriebswellenzapfens 7 wird über den Spindeltrieb ST in eine Axialbewegung der Spindel 4 umgeformt. An den Abtriebs¬ wellenzapfen 7 ist ein Regelantrieb 80 mit Regelmotor 90 ange- kuppelt. Dieser ist zur Verstellung der Spindel von Hand zusätzlich mit einem Handrad 100 ausgerüstet. Der Regelantrieb 80 verstellt' entsprechend einer ihm aus dem zu regelnden Netz zugeleiteten, der Soll-Istwert-Differenz aus Regelgröße und Sollwert entsprechenden Stellgröße den Abtriebswellenzapfen 7 und damit den Drossseikörper 3 zur Einnahme seiner Soll- Stellung. Dies kann eine Zwischenstellung sein, es kann auch die in Figur 2 dargestellte Auf-Endlage sein oder auch die Schließstellung, die in Figur 1 dargestellt ist. Die Sicher- heits-Soll-Stellung ist bei diesem Sicherheitsventil mit negativer Wirkungsrichtung immer die in Figur 1 dargestellte Schließstellung.
Das Spindelmuttergehäuse 6 ist innerhalb des Spindelgehäuses 8 drehbar mittels eines Axiallagers 9 gelagert; die Spindelmutter 5, welche mit einem Innengewinde auf dem Außengewinde der Spindel 4 drehbar gelagert ist, ist innerhalb des Spindelmuttergehäuses 6 axial fixiert und an ihrem Außenumfang mit dem Innenumfang des Spindelmuttergehäuses 6 drehfest gekuppelt. Wenn also über den Abtriebswellenzapfen 7 und das Spindelmuttergehäuse 6 die Spindelmutter 5 in Drehung versetzt wird, dann wird je nach Drehrichtung die Spindel 4 axial in Schließrichtung des Drosselkörpers 3 oder aber in Öffnungsrichtung verschoben. Das Spindelgehäuse 8 ist mittels einer Laterne 10 mit dem Spindelführungskörper 11 starr verbunden. Letzterer dient zur präzisen Führung des unteren, den Drosselkörper 3 aufweisenden Spindelendes und Abdichtung der Spindeldurchführung 12 mittels einer nicht näher dargestellten Stopfbuchsdichtung. Die drehbare Lagerung des Spindelmuttergeäuses 6 mittels des Axial- lagers 9 wird ergänzt durch ein weiteres Axiallager 13, welches in einer Ausnehmung des Laternenkopfes 10a eingesetzt ist, wobei ein der Dämpfung von Stößen und dem Toleranzausgleich dienendes Tellerfederpaket 14 zwischen dem Axiallager 13 und einem Fortsatz 6a des Spindelmuttergehäuses 6 eingefügt und abgestützt ist. Laternenkopf 10a, Axiallager 13, Tellerfeder¬ paket 14 und Fortsatz 6a sind in entsprechenden zentrischen Ausnehmungen von der Spindel 4 durchdrungen.
Erfindungsgemäß ist nun die Ventilspindel 4 in einen drossel- körper-seitigen, eigenmedium- und federkraftbetätigbaren ersten Spindelabschnitt 4.1 und in einen antriebsseitigen, zweiten Spindelabschnitt 4.2 unterteilt. Beide Spindelabschnitte 4.1, 4.2 sind über eine federelastische Kupplung 15 und eine wahlweise starre oder gelöste Sicherheitskupplung Kl, K2 miteinander kraftschlüssig gekuppelt. Dargestellt sind zwei Sicherheitskupplungen Kl, K2, welche jeweils Teil eines im Nebenschluß zum Betriebsstrang BS angeordneten Sicherheits¬ stranges Sl bzw. S2 sind. Bei Auftreten eines Ansprechdruckes, der einen zulässigen Wert auf der Abströmseite II des Stellventils SV erreicht oder überschreitet, löst der jeweilige Sicherheitsstraπg Sl bzw. S2 die zugehörige Sicherheitskupplung Kl bzw. K2, so daß damit der erste Spindelabschnitt 4.1 zur Ausführung eines eigenmedium-betätigten Schnellschlusses des Drosselkörpers 3 freigegeben wird.
In Figur 1 ist das Stellventil in der geschlossenen
Stellung dargestellt, in welcher der Drosselkörper 3 durch den Regelantrieb 8 in seine Schließstellung verfahren worden ist. In Figur 2 ist der Drosselkörper 3 vom Regelantrieb 8 in seine Auf-Endlage verfahren, so daß der maximale Durchströmungs- querschnitt innerhalb des Ventilgehäuses 1 freigegeben ist. Aus dieser Auf-Endlage oder auch aus jeder Zwischenposition des Drosselkörpers 3 kann das Stellventil per Schnellschluß in die Schließstellung gebracht werden mittels wenigstens eines der dargestellten Sicherheitsstränge Sl, S2. Hierzu ist mindestens ein Druckwächter 15a, 15b zur Abfrage des
Druck-Istwertes auf der Abströmseite II des Sicherheitsventils SV vorgesehen. Im dargestellten Fall der Verwendung zweier Sicherheitsstränge Sl, S2 ist die Sicherheitskupplung Kl in Abhängigkeit von einem Auslösesignal des Druckwächters 15a gebracht und die Sicherheitskupplung K2 des zweiten
Sicherheitsstranges S2 in Abhängigkeit von einem Auslöse- Signal des Druckwächters 15b gebracht, wie es durch die gestrichtelten Signalleitungen 19a, 19b verdeutlicht ist. Beide Druckwächter 15a, 15b sind über Meßstutzen 16 an das Innere der Abströmleitung 2b angeschlossen. Beide Druckwächter 15a, 15b wirken mit ihren Stößeln auf Öffnerkontakte 17 der elektrischen Signalleitungen 19a, 19b ein, wobei die Öffner¬ kontakte 17 jeweils in Reihe zu Tastern oder Tastschaltern 18a, 18b geschaltet sind, mit welchen die Funktion der Sicherheits¬ stränge Sl, S2 manuell oder aber fernbetätigt überprüfbar ist.
Im folgenden wird anhand von Figur 2 zunächst die Sicherheits¬ kupplung Kl beschrieben (die Sicherheitskupplung K2 ist entsprechend aufgebaut). Die Sicherheitskupplung Kl umfaßt einen nicht selbsthemmeπden Sicherheitsspindeltrieb 20a mit einer Bremsvorrichtung 21a. Zur Bremsvorrichtung 21a gehört eine mit der Sicherheitsspindelmutter 22a verbundene und mit dieser umlaufend gelagerte Bremsscheibe 23a. Ein Bremsmagnet 24a, der im Beispiel als Elektromagnet mit Haltefunktioπ ausgeführt ist, hält normalerweise die Sicherheitsspindel- mutter 22a an ihrer Bremsscheibe 23a fest und gibt im
Falle der Zuführung eines druckabhängigen Auslösesignals über die Signalleitung 19a die Sicherheitsspindelmutter 22a zur Drehung, frei, weil- der Bremsmagnet 24a in diesem Falle entregt, also stromlos, gemacht wird. Die drehbare Lagerung der Sicherheitsspindelmutter 22a und ihrer Bremsscheibe 23a ist schematisch durch die beiden Axiallager 25a angedeutet, das Gehäuse der Sicherheitskupplung Kl ist mit 26a bezeichnet. Diese hat eine haubenformige Erweiterung 27a, damit ausreichend Spielraum für die Bewegung der Sicherheitsspindel 28a gegeben ist.
Bevor die weiteren Details des Auslösevorgangs beschrieben werden, seien zunächst Aufbau und Funktion des Sicherheits¬ hebels 29 und der Gehäusebrücke 33 erläutert. An das dem Drosselkörper 3 abgewandte Ende des ersten Spindelabschnitts 4.1 ist ein Sicherheitshebel 29 im Bereich der Gelenkstelle 30 schwenkbar angelenkt. Diese Gelenkstelle 30 kann z. B. durch ein Zapfenlager verwirklicht sein. Der Sicherheitshebel 29 weist wenigstens ein freies Ende auf, dargestellt ist er als ein Doppelhebel in Form einer Wippe mit den beiden Langlöchern 31a, 31b an seinen beiden Enden. An das freie Ende mit dem Langloch 31a ist die im wesentlichen parallel zur Veπtilspindelachse a verlaufende, nicht selbsthemmende Sicherheitsspindel 28a des Sicherheitsstranges Sl über ein Langlochgelenk mit Zapfen 32a angelenkt. Das Gehäuse 26a für den Sicherheitsspindeltrieb 20a und die Bremsvorrichtung 21a ist mit dem zweiten Spindelabschnitt 4.2 über eine Gehäusebrücke 33 starr gekoppelt und zusammen mit dem zweiten Spindelabschnitt 4.2 längsverschieblich gelagert. Entsprechend der Ausbildung der mindestens zweiarmigen Wippe 29 sind je ein Gehäuse 26a, 26b für vorzugsweise wenigstens zwei Sicherheits¬ spindeltriebe 20a, 20b und ihre zugehörigen Bremsvorrichtungen 21a, 21b über eine gemeinsame Gehäusebrücke 33 miteinander verbunden, ferner ist die Gehäusebrücke 33 mit dem zweiten Spindelabschnitt 4.2 und zwar über einen Flansch 34 an dessen freien Ende, fest verbunden. Die federelastische Kupplung 15 zwischen dem ersten und dem zweiten Spindelabschnitt 4.1, 4.2 besteht aus einer vorgespannten Druckfeder-Anordnung, welche bei nichtausgelöster Sicherheitskupplung Kl bzw. K2 stärker gespannt ist als bei ausgelöster Sicherheitskupplung Kl bzw. K2 in Figur 2 ist die Druckfeder-Anordnung 15' mithin vorgespannt. Sie ist bevorzugt im Bereich der Spindelachse a zwischen den beiden Spindelabschnitten 4.1, 4.2 gelagert, weil man in diesem Falle nur mit einer Druckfeder-Anordπung auskommt. Grundsätz¬ lich wäre es auch möglich, jeder der beiden Sicherheitsspindeln 28a, 28b je eine Schraubeπdruckfeder zuzuordnen. Eine weitere Möglichkeit bestünde darin, der Sicherheitsspindelmutter 22a bzw. 22b eine Drehfeder zuzuordnen. Die dargestellte Ausführung einer mit ihrer Federachse in der Spindelachse liegenden Schraubendruckfeder-Anordnung ist indessen besonders vorteilhaft. Durch die federelastische Kupplung 15 werden Zwangskräfte von der Spindeldurchführung 12 und damit der zugehörigen Stopfbuchsdichtung ferngehalten.
Der zweite Sicherheitsstrang S2 mit seiner Sicherheitskupplung K2 ist entsprechend dem ersten Sicherheitsstrang Sl mit seiner Sicherheitskupplung Kl ausgebildet, weshalb für die gleichen Teile auch die gleichen Bezugsziffern mit Ausnahme des End¬ buchstabens verwendet werden; dieser lautet beim ersten Sicherheitsstrang Sl jeweils a und beim zweiten Sicherheitsstrang S2 jeweils b.
Der Spindeltrieb ST des Betriebsstranges BS ist dem zweiten Spindelabschnitt 4.2 zugeordnet. Wie bereits angedeutet, genügt es zur Erfüllung der Sicherheitsfunktion (Verlagerung des Drosselkörpers 3 aus der Stellung nach Figur 2 in die Schließstellung), daß ein Sicherheitsstrang Sl oder S2 anspricht. Das Sicherheitssystem läßt sich damit grundsätzlich schon mit einem Sicherheitsstrang verwirklichen, wenngleich die dargestellte redundante Sicherheitsstrang-Anordnung mit mindestens zwei parallel arbeitenden Sicherheitssträngen Sl, S2 vorteilhafter ist. Wie ebenfalls angedeutet, zeigen Figur 1 und Figur 2 die Funktion einer Reduzierstation mit Sicherheitsfunktion in Schließrichtung, d. h. das Sicherheitsventil SV arbeitet mit negativer Wirkungsrichtung; es ist normalerweise geöffnet oder in einer Zwischenstellung und wird im Ansprechfall (Druck in der Abströmleitung 2b zu hoch) durch das Eigenmedium und die Kraft der Druckfederanordnung 15' in die Schließstellung verlagert. Dargestellt ist ein Dampfventil mit dem Gehäuse 1 , welches über den Eintrittsstutzen 2a gegen den Drosselkörper 3, hier z. B. ein Lochdrosselkörper, angeströmt wird. Der Dampf (siehe
Strömungspfeile fl, f2) übt eine Axialkraft auf den Drossel¬ körper 3, die Spindel 4, den ersten und zweiten Spindelabschnitt 4.1, 4.2, die Sicherheitsspindeln 28a, 28b und die Spindelmutter 5 aus, die proportional dem wirksamen Drosselkörperquerschnitt und der Druckdifferenz zwischen dem Eintrittsstutzen 2a und dem Austrittsstutzeπ 2b ist und in Zu-Richtung wirkt.
Während des Normalbetriebes, kompensiert der Regelantrieb 80 (der auch als Stellantrieb bezeichnet werden kann) über den Abtriebswellenzapfen 7 und das Spindelmuttergehäuse 6 diese Kraft. Dieser Regelantrieb 80 ist selbsthemmend ausgeführt; er weist ein Handrad 100 auf, mit welchem der Drosselkörper 3 über die Spindel 4 in die Schließ-Stelluπg (Figur 1) oder in die Offen-Stellung (Figur 2) verfahren werden kann.
Im normalen Betriebszustand, betrachtet werde jetzt die Darstellung nach Figur 2, sind die nicht selbsthemmend ausge¬ führten Sicherheitsspindeltriebe 20a, 20b im eingefahrenen Zustand (entsprechend der gezeichneten Stellung). Gleichzeitig sind die beiden Sicherheitsspindeln 28a, 28b über die zugehörigen Sicherheitsspindelmuttern 22a, 22b und die Brems¬ magnete 24a, 24b festgebremst. Dadurch besteht eine starre Verbindung zwischen dem Sicherheitshebel 29 und der Gehäuse¬ brücke 33 bzw. zwischen dem ersten und dem zweiten Spindel- abschnitt 4.1, 4.2.
Die Stellimpulse des Regelantriebs 80 gelangen spielfrei zum Drosselkörper 3.
Werden aber durch Ansprechen der Druckwächter 15a oder 15b die Bremsmagnete 24a, 24b spannungslos (dies bei Ruhestromaus¬ führung), dann wird die starre Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Spindelabschnitt 4.1, 4.2 aufgehoben. Durch die Kraft des Eigenmediums (Druckdifferenz am Drosselkörper 3) und der Druckfederanordnung 15'werden dann vom ersten Spindel¬ abschnitt 4.1 über den Sicherheitshebel 29, unterstützt durch die Druckfederanordnung 15', eine oder beide Sicherheitsspindeln 28a, 28b durch die sich drehenden Sicherheitsspindelmuttern 22a, 22b nach unten gezogen.
Der Drosselkörper 3 kann immer die Zu-Endlage erreichen, sobald über einen der Sicherheitsstränge Sl oder S2 der Sicherheitshub ausgelöst wird. Dies gilt natürlich auch beim gleichzeitigen Ansprechen von zwei Sicherheitssträngen Sl und S2. Es könnten auch mehr als zwei Sicherheitsstränge, z. B. drei, vorgesehen sein, wobei dann eine entsprechende dreiarmige Wippe für den Sicherheitshebel 29 vorzusehen wäre. Bei gleichzeitiger Auslösung beider Sicherheitsstränge Sl, S2 nimmt der Sicherheitshebel 29 bei einem in seine Zu-Endlage verlagerten Drosselkörper- 3 die gestrichtelt bei 35 angedeutete (parallel zu sich selbst verschobene) Position ein. Wäre nur der erste Sicherheitsstrang Sl ausgelöst worden, dann hätte sich der Sicherheitshebel 29 um das linke Gelenk 31b, 32b schief gestellt und hätte die gestrichelt angedeutete Position 36 in der Zu-Endlage des Drosselkörpers 3 eingenommen, d. h. die Auslösung erfolgt auch mit nur einem angeregten Sicherheits¬ strang Sl. Entsprechendes gilt, wenn nur der Sicherheitsstrang S2 ein Druckauslösesignal empfangen würde.
Nach dem Ansprechen eines oder beider Sicherheitsstränge wird durch Nachfahren des Regelantriebes 80 in die Zu-Endstellung (Drehmo-Endlage) die normale Betriebsstellung wieder erreicht, d. h. die Feder 15 wird wieder gespannt und der Sicherheits¬ hebel 29 kommt wieder in die waagerechte Lage. Dabei werden die beiden Bremseinrichtungen 21a und 21b der Sicherheitsstränge über die Leittechnik gelüftet, bzw. es gestatten in den Sicherheitssträngen eingebaute Freiläufe immer eine Drehbewegung in "Spannrichtung".
Beide Sicherheitsstränge Sl, S2 sind über die Taster 17 und die Bremsmagneten 24a, 24b getrennt prüfbar. Die Prüfung ist auch unterhalb des Sicherheitsdruckes möglich.
Die Federkraft der Druckfederanordnurig 15' und der Federweg sind so groß bemessen, daß auch eine Prüfung im drucklosen Anlagenzustand, d. h. ohne Eigenmedium-Unter¬ stützung, erfolgen kann. Im rechten Teil der Figur 2 ist die Länge der Druckfederanordung 15' im vorgespannten Zustand mit fll und im entspannten Zustand (Auslösestellung) mit fl bezeichnet. Während des Auslösevorganges streckt sich die Druckfeder-Anordnung 15' um den Weg fl2. Anstelle einer Schraubendruckfeder-Anordnung könnte auch z. B. ein Tellerfeder-Paket verwendet sein.
Im beschriebenen Auslösefall bildet der zweite Spindelabschnitt 4.2 eine Widerlager für die durch die Sicherheitskupplung Kl bzw. K2 freigegebene Bewegung des ersten Spindelabschnitts 4.1 mit seinem Drosselkörper 3 in die Sicherheits-Sollstellung.
Figur 3 zeigt noch den Regelantrieb 80 mit Regelmotor 90, einer Schneckenwelle 81, einem vorgespannten Tellerfederpaket 82 an einem Ende der Schneckenwelle 81 und der mit der Schnecke 81 a über ein Schneckenrad 83 kämende Abtriebswelle 84. Der Regelmotor 90 arbeitet auf die Schneckenwelle 81 über ein Vorgelege.85. Die Schneckenwelle 81 wird mit vorgespannten Tellerfedern 82 mittig zum Schneckenrad 83 gehalten und ist nach beiden Seiten axial verschiebbar. Tritt an der Abtriebs¬ welle 84 ein Lastmomeπt auf, das größer ist als das durch die Vorspannung der Tellerfedern eingestellt Moment, so wandert die Schneckenwelle 81 aus ihrer Mittellage aus. Die Schneckenwelle 81 betätigt dabei über einen Schwenkhebel 86 und eine Nockenscheibe 87 einen Drehmomentschalter 88, welcher den Regelmotor 90 über eine nicht näher dargestellte Steuerein¬ richtung (z. B. Schützwendeschalter) abschaltet. Die Schneckenwelle 81 bleibt, da sie selbsthemmend ist, in ihrer jeweiligen Abschaltposition stehen.
Aus der Explosionsdarstellung nach Figur 4 ist das Handrad 100 zu erkennen, ferner der Regelmotor 90 und ein Hebel 89 zum Unschalten von Motor- auf Handbetrieb. Im Schaltkasten 91 ist eine Schalt- und Meldeeinrichtung untergebracht. Durch drücken des Umschalthebels 89 wird der Antriebsmotor 90 abgeschaltet und das Handrad 100 auf die Abtriebswelle 84 (Endwelle) aufgekuppelt. Diese Stellung wird durch einen besonderen (nicht näher dargestellten) Mechanismus verklinkt. Beim Anlauf des Motors 90 ist dafür gesorgt, daß das Handrad 100 automatisch und ohne Gefahr für den Bedienenden abgeschaltet und der Antriebsmotor 90 aufgekuppelt wird. Motorbetrieb hat also stets Vorrang vor Handbetrieb.
Mit 37a, 37b sind in Figur 1 und 2 noch Anschlagscheiben bezeichnet, welche fest auf der Sicherheitsspindel 28a bzw. 28b sitzen und die Aufgabe haben, den Hub der Spindeln 28a, 28b bei der Rückstellbewegung zu begrenzen. In Figur 2 sind die Anschlagscheiben 37a, 37b zusätzlich in der Auslösestellung der Sicherheitsspindeln 28a, 28b strichpunktiert dargestellt.

Claims

l Patentansprüche
1. Reduzierstation mit Sicherheitsfunktion in negativer Wirkungsrichtung zur Dosierung von Energiestömen in Form von Gasen 5 Dämpfen oder Wasser, insbesondere in Wärme- und Industriekraftwerk
- mit wenigstens einem Stellventil und einem relativ zum Ventil¬ sitz des Stellventils verstellbaren Drosselkörper (3) zur Einstell eines vom Arbeitsmedium durchströmbaren Drosselquerschnitts,
- mit einem in einem Betriebsstrang angeordneten 0 Spindeltrieb für die Ventilspindel mit Abtriebswellen¬ zapfen, wobei eine Drehung des Abtriebswellenzapfens über den Spiπdeltrieb (ST) in eine Axialbewegung der Ventilspindel (4) und damit in die Stellbewegung des Drosselkörpers (3) umgeformt wird, und 5 - mit einem an den Abtriebswellenzapfen (7) angekuppelten Regelantrieb (8) mit Regelmotor (9) zur Verstellung des Drosselkörpers (3) in seine Sollstellung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- daß die Ventilspindel (4) in einen drosselkörper-seitigen, 0 eigenmedium-betätigbaren ersten Spindelabschnitt (41) und in einen antriebseitigen, zweiten Spindelabschnitt (42) unterteilt ist,
- daß beide Spindelabschnitte (4.1, 4.2) über eine feder¬ elastische Kupplung (15) und eine wahlweise starre oder gelöste 5 Sicherheitskupplung (Kl, K2) miteinander kraftschlüssig gekuppelt sind
- und daß die Sicherheitskupplung (Kl, K2) Teil eines im Nebenschluß zum Betriebsstraπg (BS) angeordneten Sicherheits¬ stranges (Sl, S2) ist, welcher bei Auftreten eines Ansprechdruckes 0 der einen zulässigen Wert auf der Abströmseite (II) des Stellventils (SV) erreicht oder überschreitet, die Sicherheitskupplung (Kl, K2) löst und damit den ersten Spindelabschnitt (4.1) zur Ausführung eines eigenmedium- und federkraft-betätigten Schnellschlusses des Drosselkörpers (3) 5 freigibt.
2. Sicherheitsventil 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 mindestens ein Druckwächter (15a, 15b) zur Abfrage des Druck-Istwertes auf der Abströmseite (II) des Sicherheitsventils vorgesehen ist und daß die Sicherheitskupplun (Kl, K2) in Abhängigkeit von einem Druckwächter-Auslösesignal gebracht ist.
3. Sicherheitsventil 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 Sicherheitskupplung (Kl, K2) einen nichtselbsthemmenden Sicherheitsspindeltrieb (20a, 20b) mit einer Bremsvorrichtung ('21a, 21b) umfaßt und daß die Bremse (23a, 24a; 23b, 24b) der Bremsvorrichtung durch ein der Bremsvorrichtung zuführbares druckabhängiges Auslösesignal lösbar ist.
4. Sicherheitsventil nach Anspruch 3, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die federelastische Kupplung (15) und die Sicherheitskupplung (Kl, K2) zur Übertragung des vom Regelantrieb (80) vorgegebenen Axialschubes oder Axialzuges vom zweiten Spindelabschnitt (4.2) auf den ersten Spindelabschnitt (4.1) eingerichtet sind und daß im Auslösefall der zweite Spiπdelabschnitt (4.2) ein Widerlager für die durch die Sicherheitskupplung (Kl, K2) freigegebene Bewegung des ersten Spindelabschnitts (4.1) mit seinem Drosselkörper (3) in die Sicherheits-Sollstellung bildet.
5. Sicherheitsventil nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sicher¬ heitsspindeltrieb (20a, 20b) eine mit der Sicherheitsspindel- mutter (22a, 22b) verbundene und mit dieser umlaufend gelagerte Bremsscheibε (23a, 23b) der Bremsvorrichtung (21a, 21b) auf¬ weist, wobei ein Bremsmagnet (24a, 24b) vorgesehen ist, welcher normalerweise die Sicherheitsspindelmutter (22a, 22b) an ihrer Bremsscheibe (23a, 23b) festhält und im Falle der Zuführung eines druckabhängigen Auslösesignals die Sicherheitsspindel- mutter (22a, 22b) zur Drehung und den ersten Spindelabschnitt (4.1) zur Axialbewegung in die Schließrichtung freigibt.
6. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an das dem Drosselkörper (3) abgewandte Ende des ersten Spindelabschnitts
(4.1) ein Sicherheitshebel (29) angelenkt ist, mit wenigstens einem freien Ende, an welches eine im wesentlichen parallel zur Ventilspindelachse (a) verlaufende, nicht selbsthemmende Sicherheitsspindel (28a, 28b) des Sicherheitsstranges (Sl, S2) über ein Langlochgelenk (31a, 32a; 31b, 32b) angelenkt ist.
7. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Gehäuse (26a, 26b) für den Sicherheitsspindeltrieb (20a, 20b) und die ' Bremsvorrichtung (21a, 21b) mit dem zweiten Spindelabschnitt
(4.2) über eine Gehäusebrücke (33) starr gekoppelt und zu¬ sammen mit dem zweiten Spindelabschnitt (4.2) längsverschieb- lich gelagert ist.
8. Sicherheitsventil nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sicher¬ heitshebel (29) nach Art einer Wippe mindestens zweiarmig aus¬ gebildet ist, mittels einen Schwenklagers (30) an das dem Drosselkörper (3) abgewandte Ende des ersten Spindelabschnitts (4.1) angelenkt ist und an seine freien Enden je eine Sicher¬ heitsspindel (20a, 20b) je eines Sicherheitsstranges (Sl, S2) angelenkt sind.
9. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß je ein Ge¬ häuse (26a, 26b) für die wenigstens zwei Sicherheitsspindel¬ triebe (20a, 20b) und ihre zugehörigen Bremsvorrichtungen (21a, 21b) über eine gemeinsame Gehäusebrücke (33) miteinan- der und die Gehäusbrücke (33) mit dem zweiten Spindelabschnitt (4.2) der Ventilspindel (4) fest verbunden sind.
10. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 3 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die feder- elastische Kupplung (15) zwischen dem ersten und dem zweiten Spindelabschnitt (4.1, 4.2) aus einer vorspannbaren Druck¬ feder-Anordnung (15') besteht, welche bei nicht ausgelöster Sicherheitskupplung (Kl, K2) stärker gespannt ist als bei ausgeslöster Sicherheitskupplung (Kl, K2).
11. Sicherheitsventil nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die feder¬ elastische Kupplung (15) im Bereich der Spindelachse (a) zwischen den beiden Spindelabschnitten (4.1, 4.2) gelagert ist,
12. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 6 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die feder¬ elastische Kupplung (15) zwischen einem Schwenklager (30) des Sicherheitshebels (29) und der zu diesem beabstandeten Ge- häusebrücke (33) eingefügt ist.
13. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spindeltrieb (ST) des Betriebsstranges (BS) an seinem zweiten Spindelabschnitt (4.2) eine auf diesem drehbar ge¬ lagerte Spindelmutter (5) und ein die Spindelmutter (5) dreh¬ bar lagerndes, jedoch axial fixierendes Spindelmuttergehäuse (6) mit Abtriebswellenzapfen (7) aufweist.
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DE2416653A1 (de) * 1969-05-30 1975-10-09 Schneider Bochumer Maschf A Dampfdruckminder- und dampfkuehlventil mit schnelloeffnungseinrichtung

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