WO2005093298A1 - Vorrichtung zum antrieb eines doppelsitzventils - Google Patents

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WO2005093298A1
WO2005093298A1 PCT/EP2005/002517 EP2005002517W WO2005093298A1 WO 2005093298 A1 WO2005093298 A1 WO 2005093298A1 EP 2005002517 W EP2005002517 W EP 2005002517W WO 2005093298 A1 WO2005093298 A1 WO 2005093298A1
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pressure medium
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drive
seat
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Jens Burmester
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Tuchenhagen Gmbh
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/44—Details of seats or valve members of double-seat valves
    • F16K1/443—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series
    • F16K1/446—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series with additional cleaning or venting means between the two seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1225—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston with a plurality of pistons

Definitions

  • the invention relates to a device for driving a double seat valve according to the preamble of claim 1, wherein the double seat valve can be designed either with two closing members designed as a seat plate or with a first closing member designed as a slide piston and with a second closing member designed as a seat plate.
  • a device of the generic type is known from EP 0866 934 B1.
  • This drive device which is also referred to in specialist circles as a so-called “integrated” drive, since it houses both the main adjustment device for the full opening stroke H and the individual adjustment devices for the partial open positions T1 and T2 in a common housing, is suitable for a double-seat valve, which has two closing elements designed as seat plates, to carry out the required lifting kinematics, namely the full open position H and the two rectified partial open positions T1, T2 pointing in the direction of the full open position H.
  • a further device for driving a double seat valve which is also suitable for transferring two closing members designed as seat plates into the above-described partial open positions T1 and T2, these partial open positions in each case from the outside are adjustable.
  • Such adjustability may be advantageous, but it is relatively complex in any case.
  • the two known devices have a compact structure and are therefore fast-switching.
  • a first partial open position T1 which runs counter to the full opening movement H, of the independently movable first closing element is required if it is designed as a slide piston;
  • a lifting kinematics in this regard cannot be realized with the device known from the document EP 0866 934 B1.
  • EP 0868 619 B1 (FIG. 6)
  • a drive device is proposed for this double seat valve type (slide piston / seat plate), which differs from that for a double seat valve with two seat plates in a multitude of features.
  • the aim is to operate the full opening stroke H and the partial open positions T1 and T2 of the two closing members with one drive device that the drive variants required for the two aforementioned different double-seat valve types are largely identical in terms of the number and shape of the parts forming these variants.
  • the drive device described in EP 0 868 619 B1 with its two variants (FIGS. 1 to 5; FIG. 6) lags far behind.
  • the object of the present invention is to design a device of the generic type in such a way that, with the entirety of its components, it can be used universally both for double-seat valves with two seat plates and for double-seat valves with a slide piston and a seat plate.
  • the object is achieved by a device for driving a double-seat valve with the features of claim 1 or claim 2.
  • Advantageous embodiments of the proposed devices are the subject of the dependent claims.
  • the invention is based on a generic device for driving a double-seat valve, which has three drive pistons as the basic configuration, a first drive piston enclosing and accommodating a second drive piston on the inside, and these two drive pistons are jointly responsible for the full opening stroke.
  • a third drive piston which is arranged under the piston arrangement of the first and second drive pistons, brings about the second partial open position T2 of the dependent driven closing member designed as a seat plate, while an opposite spreading movement of the first and second drive pistons, which causes these two pistons to move apart axially , the first part of the open position T1 of the independently driven, also designed as a seat plate closing member.
  • the three strokes H, T1 and T2 all have the same sense of passage.
  • the second drive piston is supported in the course of the aforementioned axial spreading movement, which, according to a first inventive principle, is directly penetrated by the first adjustment rod or first drive rod to a limited extent on the inside , via a second adjusting rod, which is connected to the second closing element and is designed as a hollow rod, in connection with a second drive rod, so that the subsequent remaining spreading movement can only be carried out by the first drive piston and thus by the first closing element.
  • the first drive piston is fixed immovably on the first drive rod or the first adjusting rod.
  • the arrangement of the first and second drive pistons directly on the first adjustment rod or the first drive rod differentiates the device according to the invention significantly from the device of the generic type. From this difference, the further inventive features and advantages described below are derived essentially.
  • the axial spreading movement of the first and the second drive piston is achieved by a first stop means, for example a stop ring, which is firmly connected to the first drive rod. limited, while the second partial stroke movement T2 of the second closing member and thus of the third drive piston finds its limitation on a stop surface formed on the housing of the drive device.
  • the second basic inventive idea leads to a second embodiment of the device according to the invention and consists in the arrangement of the first, the second and the third drive piston in relation to one another and in relation to the realization of the lifting kinematics for a double seat valve which has a slide piston and a seat plate Drive housing remains unchanged and that the first and the second drive pistons continue to be arranged directly on the first drive rod in connection with the first adjusting rod.
  • the second drive piston, the middle of the three drive pistons, is now fixed immovably on the first drive rod, while the first drive piston is arranged to be axially displaceable to a limited extent on the first drive rod.
  • the third drive piston also has the task of transferring the dependent, driven second closing element, which is designed as a seat plate, in the same way and structurally completely identical to the double-seat valve with two seat plates, from its seat surface to the second partially open position T2.
  • the first and the second drive piston in the same way and structurally completely identical to the double seat valve with two seat plates, realize the full open position H of the double seat valve.
  • a first joining means for example a first spacer ring
  • the second drive piston is fixed immovably by means of a second joining means, for example a second spacer ring, which is arranged on the side of the second drive piston facing away from the first drive piston and on the first adjustment rod or the first drive rod.
  • a second stop means for example a retaining ring
  • the change in location of the joining means gives the first drive piston a limited translational axial degree of freedom of movement on the first drive rod, while the axial translational degree of freedom of movement is taken from the second drive piston on precisely this first drive rod.
  • the consequence of this is that the possibility of axial spreading, which still exists between the first and the second drive piston, is now carried out exclusively by the second drive piston with respect to the stationary drive housing. Since the second drive piston is fixed on the first drive rod by the second joining means, the spreading movement now brings about a displacement of the second drive piston alone, so that the first drive rod and the first adjustment rod and thus the first closing member firmly connected to it.
  • the first drive piston is pressed against the force of the main spring against a third stop surface on the housing of the drive device, so that it remains stationary in the drive housing during the axial spreading movement.
  • the first partial open position T1 of the independently driven first closing element which in this case is designed as a slide piston, is limited by the second drive piston bearing against the hollow rod connected to the second closing element, which is not displaceable downwards because the second closing member designed as a seat plate is pressed down against the assigned second seat surface.
  • the first and the second joining means are designed in the form of a single joining means.
  • the second drive piston has a concentric annular projection on one end face and a concentric recess on its other end face, the projection and the recess in each case so are dimensioned such that the projection comes to rest on an end face of the second adjustment rod or that, when the second drive piston is installed in the reverse position, the recess receives the end face of the second adjustment rod.
  • the only joining means is advantageously designed as a spacer ring.
  • the first pressure medium space on the housing has a first pressure medium connection, via which the first pressure medium space can be acted upon by a first pressure medium flow.
  • the second pressure medium chamber can be acted upon with a second pressure medium flow via a pressure medium bore formed in the first adjusting rod and branching into at least one transverse bore.
  • the invention further proposes a third embodiment of the device, in which the first pressure medium clears the space between the first and second drive pistons on the one hand and the third drive piston on the other hand via the pressure medium bore arranged in the first drive rod, which tapers into at least one second transverse bore, is supplied with a modified first pressure medium flow.
  • the full open position H is now operated in this way.
  • the latter opens into an annular space which extends axially between the outer surface of the housing of the drive device and a circumferential surface of the radially tapered first drive piston and which in the lower end position of the first drive piston extends at least one axial extent has, which corresponds to the full opening stroke H of the double-seat valve.
  • the annular space continues within the first drive piston in a feed bore which opens into the second pressure medium space.
  • the third embodiment results in a fourth embodiment of the device according to the invention, with which the lifting kinematics of a double-seat valve is realized, which has a first closing element designed as a slide piston and a second closing element designed as a seat plate.
  • a driver sleeve which engages with the first drive rod in the course of the first partial open position T1 comprises at least one inner spring of the spring assembly and presses it against the first drive piston which is supported downward on the housing of the device.
  • the additional restoring force generated thereby brings the spool into its rest position more quickly.
  • Double seat valve according to the invention are shown in the drawing and are described below in terms of structure and function. Show it
  • FIG. 1 shows in section a first embodiment of the device according to the invention for driving a double-seat valve in connection with this double-seat valve, which has two closing elements designed as seat plates, the double-seat valve being in its closed position;
  • FIG. 1a shows an enlarged illustration of a partial illustration of the device labeled “X” in FIG. 1;
  • FIG. 1b shows an enlarged view of a section of the double-seat valve identified by “Y” in FIG. 1 in the region of its two closing members;
  • FIG. 2 shows the device and the double-seat valve according to FIG. 1 in section, the device having brought the double-seat valve into its open position;
  • FIG. 2a shows an enlarged illustration of a partial illustration of the device marked “X” in FIG. 2;
  • FIG. 2b shows an enlarged illustration of a partial illustration of the double-seat valve identified by “Y” in FIG. 2 in the region of its closing elements in the open position;
  • FIG. 3 shows in section the device and the double-seat valve according to FIG. 1, the second closing element, which is driven as a function of the above, being in its seat cleaning position;
  • FIG. 3a shows an enlarged illustration of a partial illustration of the device labeled “X” in FIG. 3;
  • FIG. 3b shows an enlarged illustration of a partial illustration of the double-seat valve in the region of the two closing elements identified by “Y” in FIG. 3; 4 shows the device and the double-seat valve according to FIG. 1 in section, the independently driven, lower closing element located in its seat cleaning position;
  • FIG. 4a shows an enlarged illustration of a partial illustration of the device marked “X” in FIG. 4;
  • FIG. 4b shows an enlarged illustration of a partial illustration of the double-seat valve in the region of its two closing members, identified by "Y" in FIG. 4;
  • FIG. 5 shows in section a second embodiment of the device according to the invention, this device realizing the lifting kinematics of a double seat valve, not shown, which is equipped with an independently driven first closing element designed as a slide piston and a dependent driven second closing element designed as a seat plate distinguish the devices of FIGS. 1 to 4b on the one hand and of FIG. 5 on the other hand solely by the position of a single joining means (spacer ring);
  • FIG. 6 shows in section a third embodiment of the device according to the invention, this device realizing the lifting kinematics of a double seat valve, not shown, which has two closing members designed as seat plates, the supply of the pressure medium to the pressure medium space between the first and the second drive piston via a connection on Drive housing in connection with an annular space and a feed bore in the first drive piston and
  • FIG. 7 shows in section a fourth embodiment of the device according to the invention on the basis of the device according to FIG. 6, the devices of FIGS. 6 and 7 differing from one another solely by the position of a single joining means (spacer ring) and with the device according to FIG. 7 the lifting kinematics of one Double seat valve is realized as the first independently driven Closing member has a slide piston and a seat plate as a dependent driven second closing member.
  • a proposed device 100 (FIG. 1) is used to drive a double-seat valve 1, which essentially consists of a valve housing 10 with a first and a second valve housing part 1a or 1b, two independently movable closing members 3 and 4 designed as seat plates, each with associated arranged adjustment rods 3a and 4a, a seat ring 2, which establishes a connection between the valve housing parts 1a, 1b via an internal connection opening 2c, a lantern housing 6 connecting the second valve housing part 1b with the device 100 and a control device 7, the latter on the the side of the device 100 facing away from the double seat valve 1.
  • the first closing member 3 is connected below with a so-called pressure compensation piston 3b, which is passed through the first valve housing part 1a in a sealed manner and via a drain hole 3c arranged in it in the axial direction, a leakage cavity 5 formed between the closing members 3, 4 and the surroundings of the Double seat valve 1 connects.
  • the independently driven first closing member 3 is equipped with a radially and axially acting first seat seal 8, which is assigned a preferably conical first seat surface 2a (FIG. 1b), the latter connecting the connection opening 2c in the end region of the seat ring facing the first valve housing part 1a 2 partially limited.
  • the dependent driven second closing element 4 likewise has a radially and axially acting second seat seal 9 in its seating area, which cooperates with a second seat surface 2b, the latter forming the connection opening 2c on the end of the seat ring 2 facing the second valve housing part 1b.
  • the leakage cavity 5 formed between the two closing members 3, 4 is in a fully open position H of the double-seat valve 1 (FIGS. 2, 2a, 2b) by means of an exclusively axially acting seal 11 (center seal), which End cavity 5 facing the second closing element 4 is arranged, sealed from its surroundings.
  • the leakage cavity 5 and the adjoining components which can be acted upon in terms of flow can be cleaned by means of a cleaning agent R, which has a cleaning agent in the area of the lantern housing 6 on the second adjusting rod 4a arranged cleaning agent connection 12 is preferably fed to an unspecified ring channel between the first and second adjusting rods 3a, 4a.
  • the "externally" supplied cleaning agent R is removed from the leakage cavity 5 via the drain hole 3c within the tubular pressure compensation piston 3b which is passed through the first valve housing part 1a and out of it.
  • the latter is shifted so far in the direction of the second valve housing part 1b (FIGS. 3, 3b) that in a second partial open position T2 thereby taken up by the second closing element 4 the second seat seal 9 has left the assigned second seat surface 2b and a second seat cleaning flow R2 reaches the leakage cavity 5 from the second valve housing part 1b on the way via the exposed seat surface 2b.
  • the double-seat valve 1 is equipped with the device 100 according to the invention, which is used for opening and closing the double-seat valve within the scope of full opening stroke H (FIG. 2b) has a main adjustment device 200 and individual adjustment devices 300 and 400 for generating the partial open positions T1, T2 (FIG. 1a).
  • the main adjusting device 200 essentially includes a first and a second housing part 101a, 101b (see FIGS. 1, 1a, 1b), which form the upper part of a housing 101 of the drive device 100, a piston arrangement, consisting of a first drive piston 102 , which is guided sealingly on the circumference in the second housing part 101b, and a second drive piston 105, which on its outer circumference is accommodated in a sealed and axially displaceable manner in a central recess 102a provided on the underside of the first drive piston 102.
  • the first drive piston 102 is fixed axially immovably on a first drive rod 103, which in turn is firmly connected to the first adjusting rod 3a and thus to the first closing member 3.
  • This determination on the first drive rod 103 takes place between one second stop means 113 arranged below the first drive piston 102 on the first drive rod 103, for example a locking ring 113 engaging in the first drive rod 103, and a recess 103d formed on the first drive rod 103 above the first drive piston 102, between the latter and the first drive piston 102 a (first) joining means (114.1), 114, for example a (first) spacer ring (114.1), 114) is provided.
  • the first drive piston 102 is sealed on the outside by means of a piston seal (not shown in more detail) in the second housing part 101b, while the inside is sealed by a seal on the first drive rod 103 (not shown in more detail).
  • the second drive piston 105 finds its axial upward limitation within the cylindrical recess 102a at its front-side boundary surface there, which acts as a seventh stop surface 105a, and the downward limit via its lower end-side boundary surface, an eighth stop surface 105b, on a first stop means 112,
  • a stop ring 112 which is fixed on the first drive rod 103 in a positive and / or non-positive manner and forms a fourth stop surface 103c for the movement of the second drive piston 105 downward.
  • the second drive piston 105 is displaceably sealed on its outer circumference with respect to the recess 102a in the first drive piston 102 and on its inner circumference with respect to the first drive rod 103 in each case by means of a seal (not specified).
  • a third drive piston 106 is located in a third housing part 101c which closes the housing 101 of the device 100, the third drive piston 106 on its outer circumference relative to the third housing part 101c and on its inner circumference opposite one formed as a hollow rod second drive rod 104, which with the second adjusting rod 4a and thus with the second
  • Closing member 4 is firmly connected, is sealed in each case by a seal, not specified.
  • a first pressure medium space 107 is formed between the piston arrangement 102, 105 on the one hand, the interconnected housing parts 101b and 101c on the circumference and the third working piston 106, which can be acted upon by a first pressure medium flow D1 via a first pressure medium connection 115.
  • the main adjustment device 200 is actuated to generate the full opening stroke H (FIG. 2 to 2b) by an action in this regard.
  • the piston arrangement 102, 105 moves upwards, the first closing element 3 comes to rest against the second closing element 4 during its upward movement, both closing elements 3, 4 being sealed against one another via the center seal 11, and transfers this to the common open position H.
  • This Opening movement takes place against the pretension of a main spring 110 acting on the first drive piston 102, for example a spring assembly 110 consisting of three springs 110 ', 110 "and 110"", which is supported on the other hand on the bottom of the first housing part 101a.
  • a main spring 110 acting on the first drive piston 102 for example a spring assembly 110 consisting of three springs 110 ', 110 "and 110"", which is supported on the other hand on the bottom of the first housing part 101a.
  • the biasing force of the main spring or the spring assembly 110 is transmitted via the first drive piston 102 and the second stop means 113 to the first drive rod 103 and thus to the first adjusting rod 3a, which is the first closing element 3 presses on the assigned first seat surface 2a.
  • a second spring 111 is arranged (FIG. 1), which thus presses the second closing member 4 onto its assigned second seat 2b via its pretensioning force.
  • the first closing member 3 is displaced relative to the second closing member 4 and the pretensioning force of the second spring 111 is sufficiently dimensioned in each position of the two closing members 3, 4 in which the latter must be sealed from one another by means of the center seal 11 that the leakage cavity 5 is adequately sealed from the surroundings by means of the center seal 11.
  • the first individual adjusting device 300 essentially consists of the piston arrangement 102, 105 in connection with the first drive rod 103, which is directly sealed in each of them.
  • a second pressure medium chamber 108 formed between the first drive piston 102 and the second drive piston 105 is via at least one transverse bore 103b, which from a pressure medium bore 103a opens out within the first drive rod 103, connected to a second pressure medium connection 7a arranged in the area of the control device 7, via which a second pressure medium flow D2 can be brought in or discharged.
  • a third pressure medium chamber 109 is formed between the third housing part 101c and the third drive piston 106 and can be acted upon by a third pressure medium flow D3 via a third pressure medium connection 116.
  • the first partial stroke a lies between a fifth stop surface 104a (FIG. 4a) and a ninth stop surface 105c (FIG. 1a).
  • the second partial stroke path b results from the distance between the fourth and eighth stop surfaces 103c and 105b (FIG. 1a).
  • the third partial stroke path c lies between a second and an eleventh stop surface 101b * or 106b (FIG. 3a).
  • the fourth partial stroke path d is formed between a sixth and a tenth stop surface 104b or 106a (FIGS. 1a, 3a).
  • the first closing member 3 In the open position of the double-seat valve 1 (see FIGS. 2, 2a, 2b), the first closing member 3 has been axially displaced upward from its assigned first seat surface 2a by the main adjusting device 200 by the full opening stroke H shown in FIGS. 2a, 2b and has thereby the second closing member 4 also in transferred the full open position.
  • the closing members 3, 4 are sealed off from one another via the center seal 11.
  • the first pressure medium chamber 107 (FIG. 2a) is acted upon by the first pressure medium flow D1 via the first pressure medium connection 115.
  • the opening force of the main adjustment device 200 results in part from the effective piston surface of the first drive piston 102 and the second drive piston 105 arranged in it.
  • the full opening stroke H is limited by the first drive piston 102 resting against a first stop surface 101a * on the first housing part 101a.
  • the biasing force of the second spring 111 is supported on the one hand on the first stop means 112 and on the other hand on the inner recess 104c of the second drive rod 104.
  • the portion of the opening force that is generated by the second drive piston 105 is transmitted to the first drive rod 103 via the first drive piston 102.
  • the latter In the seat cleaning position of the second closing element 4 (FIG. 3b), the latter is a gap apart from its assigned second seat surface 2b by the second individual adjustment device 400 by the second partial open position T2, so that the second seat cleaning flow R2 from the second valve housing part 1b via the exposed seat surface 2b into the leakage cavity 5 and from there via the drain hole 3c into the surroundings of the double-seat valve 1.
  • the second individual adjustment device 400 is formed by the third housing part 101c and the third drive piston 106.
  • the first closing member 3 remains with its first seat seal 8 on the assigned first seat surface 2a.
  • the third pressure medium flow D3 has acted on the third pressure medium space 109 via the third pressure medium connection 116 and thereby displaced the third drive piston 106 upwards.
  • the third drive piston 106 finds its partial stroke limitation upward with its eleventh stop surface 106b on the one formed at the lower end of the second housing part 101b second stop surface 101b *.
  • FIGS. 4 and 4b show the seat cleaning position of the first closing element 3.
  • the latter is a gap apart from its associated seat surface 2a by the first partial stroke T1, so that the first seat seal 8 is exposed and the first seat cleaning flow R1 from the first valve housing part 1a into the leakage cavity 5 and from there via the drain hole 3c into the surroundings of the double-seat valve 1.
  • the second closing member 4 remains on its assigned seat 2b.
  • the second drive piston - If 105 finds its lower end-side limit on the fourth stop surface 103c of the first stop means (stop ring) 112, based on the position of the drawing, it first reaches the ninth stop surface 105c (FIG. 1a), which is arranged on a concentric annular ring arranged on its underside Projection 105d is arranged on the fifth stop surface 104a, which is formed by the end face of the second drive rod 104, for abutment. Since the second drive rod 104 is supported on the assigned second seat 2b via the second closing member 4, the second drive piston 105 cannot ne move downward beyond the first partial stroke a.
  • the first drive piston 102 finds its upper end position and the first partial open position T1 is then reached when the first drive rod 103 with the first stop means (stop ring) 112 fixed thereon comes to rest on the second drive piston 105 (fourth stop surface 103c / eighth stop surface 105b).
  • this second embodiment is created by rearranging the joining means (spacer ring) 114 or 114.2 into the position shown, so that the device according to the invention with regard to the drive for the two basic double-seat valve types (slide piston / seat plate or seat plate / seat plate) has bivalent capabilities has.
  • the first joining means 114.1 (first spacer ring) is removed.
  • first drive piston 102 a limited axial displaceability on the first drive rod 103, which is determined by the axial dimension of the first joining means 114.1, the first closing member 3a, being a slide piston, being so far under the influence of the main spring or Fe - dervols 110 moves down until the first drive piston 102 comes to rest on a third stop surface 101b ** on the second housing part 101b.
  • the second drive piston 105 is now fixed immovably on the first drive rod 103 by means of a second joining means 114.2 (second spacer ring).
  • second joining means 114.2 second spacer ring
  • the first and the second joining means 114.1, 114.2 are designed in the form of a single joining means 114, then the first and the second embodiment of the device according to the invention are constructed identically with regard to the number and shape of the necessary components.
  • the adaptation of the respective embodiment to the respective specific first partial open position T1 takes place via the two end configurations of the second drive piston 105, which can take on two different installation positions within the cylindrical recess 102a of the first drive piston 102 ,
  • the second drive piston 105 has the concentric annular projection 105d on one end face and a concentric recess 105e on its other end face, the projection 105d and the recess 105e each being dimensioned such that the former is on the end face of the second adjusting rod 4a, 104, the fifth stop surface 104a, or that, with the reverse installation position of the second drive piston 105, the recess 105e receives the front end of the second adjustment rod 4a, 104.
  • a modified first pressure medium flow D1 * necessary for acting on the first pressure medium space 107 is provided via a modified first pressure medium connection 7a * and the pressure medium bore 103a within the first Drive rod 103 and at least one second transverse bore 103b *, which opens into the pressure medium space 107, supplied.
  • the full opening stroke H of the main adjusting device 200 is limited by a modified first stop surface 101a * * on the housing 101.
  • the second partial open position T2 is limited by a modified third stop surface 101b ** * on a second locking ring 120 fixed in the third housing part 101c.
  • the spacer ring 114 or 114.1 fixes the first drive piston 102 between the first stop means (locking ring) 113 and the recess 103d on the first drive rod 103 on the latter.
  • the second drive piston 105 has a limited axial mobility on the first drive rod 103 between the securing ring 113 and the stop ring 112.
  • the fourth embodiment of the device 100 according to the invention corresponds in terms of its lifting kinematics to that according to FIG.
  • the third and fourth embodiments of the device 100 have the same properties without restriction as that first and second embodiments.
  • a driving sleeve 119 is provided (FIGS. 5 and 7), which engages at its end facing the first drive piston 102 on the first drive rod 103 and thus on the first adjusting rod 3a, and with it a positive fit in one
  • the first drive rod 103 is displaced downward and partially engages behind the spring assembly 110 ', 110 ", 110'", which forms the main spring 110, at its other end.
  • the inner spring 110 ′ ′′ is engaged behind by the driver sleeve 119, so that in the first partially open position T1, an additional restoring force is generated by this inner spring 110 ′′.
  • the middle spring and, if necessary, the outer spring 110 ′′ or 110 ′ can also be included.
  • valve housing 1 a first valve housing part 1 b second valve housing part 2 seat ring 2a first seat surface 2b second seat surface 2c connection opening 3 first closing element (seat plate) 3a first adjustment rod 3b pressure compensation piston 3c drain hole 4 second closing element adjustment seat (seat 6
  • Lantern housing 7 Control device (not shown) 7a second pressure medium connection (lift below, T1) 7a * modified first pressure medium connection (main stroke) 8 first seat seal (radial, axial) 9 second seat seal (radial, axial) 11 seal (center seal, axial) 12 detergent connection 100 device (drive device) 101 housing (drive device) 101a first exact set 101 a * first stop surface 101 a ** modified first stop surface 101b second housing part 101 b * second stop surface 101 b ** third stop surface 101 b ** * modified third stop Face 101c third housing part 102 first drive piston 102a cylindrical recess 103 first drive rod 103a pressure medium bore 103b cross bores 103

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (110) zum Antrieb eines Doppelsitzventils (1) wobei das Doppelsitzventil (1), entweder mit als Sitzteller ausgebildeten Schliessgliedern (3, 4) oder mit einem als Schieberkolben ausgebildeten ersten Schliessglied (3) und mit einem als Sitzteller ausgebildeten zweiten Scliessglied (4) ausgeführt sein kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung (100) der gattungsgemässen Art derart zu gestalten,dass sie mit der Gesamtheit ihrer Bauteile universell sowohl für Doppelsitzventile mit zwei Sitztellern als auch für Doppelsitzventile mit einem Schieberkolben und einem Sitzteller einsetzbar ist. Dies gelingt dadurch, dass der erste und der zweite Antriebskolben (102, 105) unmittelbar auf der ersten Verstellstange (3a,103) angordnet sind, und dass bei Ausbildung der Schliessglieder (3, 4) jeweils als Sitzteller der erste Antriebskolben (102) auf der ersten Verstellstange (3a, 103) unverschieblich festgelegt und der zweite Antriebskolben (105) auf der ersten Verstellstange (3a, 103) begrenzt axial verschieblich angeordnet sind oder dass bei Ausbildung des ersten Schliessgliedes (3) als Schieberkolben und des zweiten Schliessgliedes (4) als Sitzteller der erste Antriebskolben (102) auf der ersen Verstellstange (3a, 103) begrenzt axial verschieblich angeordnet und der zweite Antriebskolben (105) auf der ersten Verstellstange (3a, 103) unverschieblich festgelegt sind (fig. 1).

Description

Vorrichtung zum Antrieb eines Doppelsitzventils
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines Doppelsitzventils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , wobei das Doppelsitzventil entweder mit zwei als Sitzteller ausgebildeten Schließgliedern oder mit einem als Schieberkolben ausgebildeten ersten Schließglied und mit einem als Sitzteller ausgebildeten zweiten Schließglied ausgeführt sein kann.
STAND DER TECHNIK Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der EP 0866 934 B1 bekannt. Diese Antriebsvorrichtung, die in Fachkreisen auch als sog. „integrierter" Antrieb bezeichnet wird, da sie in einem gemeinsamen Gehäuse sowohl die Hauptverstelleinrichtung für den vollen Öffnungshub H als auch die Einzelverstelleinrichtungen für die Teiloffenstellungen T1 und T2 beherbergt, ist geeignet, bei einem Doppelsitzventil, das zwei als Sitzteller ausgebildete Schließglieder aufweist, die geforderte Hubkinematik, nämlich die volle Offenstellung H und die beiden gleichgerichteten, in Richtung der vollen Offenstellung H weisenden Teiloffenstellungen T1, T2 auszuführen.
Aus der EP 0 868619 B1 (Figuren 1 bis 5) ist eine weitere Vorrichtung zum Antrieb eines Doppelsitzventils bekannt, die ebenfalls geeignet ist, zwei als Sitzteller ausgebildete Schließglieder in die vorstehend beschriebene Teiloffenstellung T1 bzw. T2 zu überführen, wobei diese Teiloffenstellungen jeweils von außen einstellbar sind. Eine derartige Einstellbarkeit ist unter Umständen von Vorteil, sie ist jedoch in jedem Falle relativ aufwändig. In jedem Falle ist es generell wünschenswert, die Teilhübe T1, T2 (Teiloffenstellungen) der beiden Sitzteller sicherzustellen, ohne dass aufwändige konstruktive Maßnahmen zur Einstellbarkeit dieser Teilhübe vorzusehen sind. Die beiden bekannten Vorrichtungen sind kompakt aufgebaut und damit schnellschaltend. Eine der vollen Öffnungsbewegung H gegenläufige erste Teiloffenstellung T1 des unabhängig bewegbaren ersten Schließgliedes wird erforderlich, wenn dieses als Schieberkolben ausgeführt ist; eine diesbezügliche Hubkinematik ist mit der aus der Druckschrift EP 0866 934 B1 bekannten Vorrichtung nicht realisierbar. In der Druckschrift EP 0868 619 B1 (Figur 6) wird für diese Doppelsitzventil-Bauart (Schieberkolben/Sitzteller) eine Antriebsvorrichtung vorgeschlagen, die sich von jener für ein Doppelsitzventil mit zwei Sitztellern in einer Vielzahl von Merkmalen unterscheidet.
Unabhängig davon, ob es sich um ein Doppelsitzventil mit zwei als Sitzteller ausgebildeten Schließgliedern oder um ein solches mit einem Schieberkolben und einem Sitzteller handelt, wird angestrebt, den vollen Öffnungshub H und die Teiloffenstellungen T1 und T2 der beiden Schließglieder mit einer Antriebsvorrichtung zu betreiben, bei der die für die beiden vorgenannten unterschiedlichen Doppelsitzventil-Bauarten notwendigen Antriebsvarianten hinsichtlich der diese Varianten nach Anzahl und Formgebung bildenden Teile weitgehend baugleich sind. Gemessen an dieser Forderung bleibt die in der EP 0 868 619 B1 beschriebene Antriebsvorrichtung mit ihren beiden Varianten (Figuren 1 bis 5; Figur 6) weit zurück.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart zu gestalten, dass sie mit der Gesamtheit ihrer Bauteile universell sowohl für Doppelsitzventile mit zwei Sitztellern als auch für Doppelsitzventile mit einem Schieberkolben und einem Sitzteller einsetzbar ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Antrieb eines Doppelsitzventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2. Vorteilhafte Aus- führungsformen der vorgeschlagenen Vorrichtungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung geht aus von einer gattungsgemäßen Vorrichtung zum Antrieb eines Doppelsitzventils, die als Grundkonfiguration drei Antriebskolben aufweist, wobei ein erster Antriebskolben innenseits einen zweiten Antriebskolben umfänglich umschließt und in sich aufnimmt und diese beiden Antriebskolben gemeinsam für den vollen Öffnungshub zuständig sind. Ein dritter Antriebskolben, der unter der Kolbenanordnung des ersten und des zweiten Antriebskolbens angeordnet ist, bewirkt die zweite Teiloffenstellung T2 des abhängig angetriebenen, als Sitzteller ausgebildeten Schließgliedes, während eine gegenläufige Spreizbewegung des ersten und des zweiten Antriebskolbens, die ein axiales Auseinanderfahren dieser beiden Kolben bewirkt, die erste Teil Offenstellung T1 des unabhängig angetriebenen, gleichfalls als Sitzteller ausgebildeten Schließgliedes vollzieht. Die drei Hübe H, T1 und T2 haben alle den gleichen Durchlaufsinn.
Bei der ersten Teilhubbewegung T1 des ersten Schließgliedes, die zum Öff- nungshub gleichsinnig verläuft, stützt sich im Zuge der vorgenannten axialen Spreizbewegung der zweite Antriebskolben, der gemäß einem ersten erfinderischen Grundgedanken innenseits begrenzt axial verschieblich von der ersten Verstellstange bzw. ersten Antriebsstange unmittelbar durchdrungen ist, über eine mit dem zweiten Schließglied verbundene, als Hohlstange ausgebildete zweite Verstellstange in Verbindung mit einer zweiten Antriebsstange ab, sodass die nachfolgende restliche Spreizbewegung allein vom ersten Antriebskolben und damit vom ersten Schließglied vollzogen werden kann. Dabei ist der erste Antriebskolben auf der ersten Antriebsstange bzw. der ersten Verstellstange unverschieblich festgelegt.
Durch die Anordnung des ersten und des zweiten Antriebskolbens unmittelbar auf der ersten Verstellstange bzw. der ersten Antriebsstange unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung signifikant von der gattungsgemäßen Vorrichtung. Aus diesem Unterschied leiten sich die nachfolgend noch dargestellten weiteren erfinderischen Merkmale und Vorteile wesentlich ab. Die axiale Spreizbewegung des ersten und des zweiten Antriebskolbens ist durch ein mit der ersten Antriebsstange fest verbundenes erstes Anschlagmittel, beispielsweise ein Anschlagring, begrenzt, während die zweite Teilhubbewegung T2 des zweiten Schließgliedes und damit des dritten Antriebskolbens ihre Begrenzung an einer am Gehäuse der Antriebsvorrichtung ausgebildeten Anschlagfläche findet.
Der zweite grundlegende erfinderische Gedanke führt zu einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und besteht darin, dass zur Realisierung der Hubkinematik für ein Doppelsitzventil, das einen Schieberkolben und einen Sitzteller aufweist, die Anordnung des ersten, des zweiten und des dritten Antriebskolbens zueinander und in Relation zum Antriebsgehäuse unverändert erhalten bleibt und dass auch weiterhin der erste und der zweite Antriebskolben unmittelbar auf der ersten Antriebsstange in Verbindung mit der ersten Verstellstange angeordnet sind. Der zweite Antriebskolben, der mittlere der drei Antriebskolben, ist auf der ersten Antriebsstange nunmehr unverschieblich festgelegt, während der erste Antriebskoben auf der ersten Antriebsstange begrenzt axial verschieblich angeordnet ist.
Der dritte Antriebskolben hat auch bei dieser Doppelsitzventil-Bauart die Aufgabe, das als Sitzteller ausgebildete, abhängig angetriebene zweite Schließglied, in gleicher Weise und konstruktiv völlig identisch zum Doppelsitzventil mit zwei Sitz- tellern, von seiner Sitzfläche in die zweite Teiloffenstellung T2 zu überführen. Der erste und der zweite Antriebskolben realisieren, in gleicher weise und konstruktiv völlig identisch zum Doppelsitzventil mit zwei Sitztellern, die volle Cffenstellung H des Doppelsitzventils.
Der Unterschied zwischen den Antriebsvarianten für die beiden Doppelsitzventil- Bauarten besteht nun darin, dass ein erstes Fügemittel, beispielsweise ein erster Distanzring, das/der auf der dem zweiten Antriebskolben abgewandten Seite des ersten Antriebskolbens auf der ersten Verstellstange bzw. der ersten Antriebsstange angeordnet ist und die axial unverschiebliche Festlegung des ersten An- triebskolbens auf der ersten Antriebsstange bewirkt, entfernt wird, sodass der erste Antriebskolben nunmehr um das axiale Maß dieses ersten Fügemittels auf der ersten Antriebsstange relativ verschieblich ist. Die unverschiebliche Festlegung des zweiten Antriebskolbens erfolgt mittels eines zweiten Fügemittels, beispielsweise eines zweiten Distanzringes, das/der auf der dem ersten Antriebskolben abgewandten Seite des zweiten Antriebskolbens und auf der ersten Verstellstange bzw. der ersten Antriebsstange angeordnet ist. Auf der dem jeweiligen Fügemittel abgewandten Seite des ersten und des zweiten Antriebskolbens stützen sich letztere gleichermaßen gegen ein zweites Anschlagmittel ab, beispielsweise einen Sicherungsring, welches/welcher zwischen den beiden Antriebskolben unverschieblich auf der ersten Antriebsstange ange- ordnet ist.
Durch den Ortswechsel der Fügemittel erhält der erste Antriebskolben einen begrenzten translatorischen axialen Bewegungsfreiheitsgrad auf der ersten Antriebsstange, während der axiale translatorische Bewegungsfreiheitsgrad dem zweiten Antriebskolben auf eben dieser ersten Antriebsstange genommen wird. Dies hat zur Konsequenz, dass die zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebskolben nach wie vor bestehende Möglichkeit der axialen Spreizung nunmehr ausschließlich, bezogen auf das stationäre Antriebsgehäuse, vom zweiten Antriebskolben vollzogen wird. Da der zweite Antriebskolben auf der ersten An- triebsstange durch das zweite Fügemittel festgelegt ist, bewirkt die Spreizbewegung nunmehr allein ein Verschieben des zweiten Antriebskolbens, damit der ersten Antriebsstange und der mit dieser fest verbundenen ersten Verstellstange und somit des ersten Schließgliedes nach unten. Der erste Antriebskolben wird über die Kraft der Hauptfeder gegen eine dritte Anschlagfläche am Gehäuse der An- triebsvorrichtung gedrückt, sodass er bei der axialen Spreizbewegung stationär im Antriebsgehäuse verbleibt.
Die erste Teiloffenstellung T1 des unabhängig angetriebenen ersten Schließgliedes, das in diesem Falle als Schieberkolben ausgebildet ist, wird begrenzt durch Anlage des zweiten Antriebskolbens an der mit dem zweiten Schließglied verbundenen Hohlstange, die nach unten unverschieblich ist, da das mit ihr verbundene, als Sitzteller ausgebildete zweite Schließglied nach unten gegen die zugeordnete zweite Sitzfläche gepresst wird.
Absolute Identität der Antriebsvarianten für die beiden Doppelsitzventil-Bauarten ergibt sich, wie dies eine vorteilhafte Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung vorsieht, wenn das erste und das zweite Fügemittel in Form eines einzigen Fügemittels ausgebildet sind. Um unter diesen Bedingungen die in der Regel axial unterschiedlichen ersten Teilhübe T1 der beiden Doppelsitzventil-Bauarten sicherzustellen, weist der zweite Antriebskolben an seiner einen Stirnfläche einen konzentrischen ringförmigen Vorsprung und an seiner anderen Stirnfläche eine konzentrische Ausnehmung auf, wobei der Vorsprung und die Ausnehmung jeweils so bemessen sind, dass der Vorsprung an einem stirnseitigen Ende der zweiten Verstellstange zur Anlage kommt oder dass, bei einer umgekehrten Einbaulage des zweiten Antriebskolbens, die Ausnehmung das stirnseitige Ende der zweiten Verstellstange aufnimmt. Das einzige Fügemittel wird dabei vorteilhaft als Distanzring ausgebildet.
Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nunmehr möglich, durch Ortswechsel eines einzigen Bauteiles (Distanzring), bei sonst un- veränderter Anzahl und Form der die Antriebsvorrichtung bildenden Teile, sowohl einen Antrieb für ein Doppelsitzventil zu generieren, das mit zwei Sitztellern ausgestattet ist und die vorstehend beschriebene Hubkinematik aufweist (die Hübe H, T1 und T2 sind gleichsinnig), als auch eine Antriebsvorrichtung zu bilden, die ein Doppelsitzventil betätigen kann, bei dem das unabhängig angetriebene erste Schließglied als Schieberkolben und das abhängig angetriebene zweite Schließglied als Sitzteller ausgebildet sind, wobei der Schieberkolben nunmehr, um in die zugeordnete erste Teiloffenstellung T1 überführt zu werden, gegensinnig zum Öffnungshub H verschoben werden muss.
Dieser erhebliche Vorteil wird hauptsächlich dadurch erreicht, dass gegenüber der vorstehend beschriebenen bekannten, gattungsgemäßen Vorrichtung (EP 0 866 934 B1) nunmehr die Lagerung des zweiten (mittleren) Antriebskolbens auf der ersten Antriebsstange bzw. ersten Verstellstange des ersten Schließgliedes erfolgt. Diese Lagerung wird erst dadurch möglich, dass die als Hohlstange ausgebildete zweite Antriebsstange bzw. zweite Verstellstange des zweiten Schließgliedes nur bis kurz oberhalb des dritten (unteren) Antriebskolbens reicht, wobei die das zweite Schließglied in seinen Sitz drückende, untere Feder im Wesentlichen unterhalb der Vorrichtung, in jedem Falle unterhalb des zweiten (mittleren) Antriebskolbens angeordnet ist.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung weist der erste Druckmittel räum an dem Gehäuse einen ersten Druckmittelanschluss auf, über den der erste Druckmittelraum mit einem ersten Druckmittelstrom beaufschlagbar ist. In diesem Falle ist weiterhin vorgesehen, dass der zweite Druckmittelraum, ausgehend von einem zweiten Druckmittelanschluss, über eine in der ersten Verstellstange ausgebildete Druck- mittelbohrung, die sich in mindestens eine Querbohrung verzweigt, mit einem zweiten Druckmittelstrom beaufschlagbar ist.
Die Erfindung schlägt weiterhin eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung vor, bei der der erste Druckmittel räum zwischen dem ersten und dem zweiten An- triebskolben einerseits und dem dritten Antriebskolben andererseits über die in der ersten Antriebsstange angeordnete Druckmittelbohrung, die sich in mindestens eine zweite Querbohrung verjüngt, mit einem modifizierten ersten Druckmittelstrom versorgt wird. Damit wird auf diesem Weg nunmehr die volle Offenstellung H betrieben.
Die Druckmittelzufuhr zum zweiten Druckmittelraum zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebskolben, die den ersten Teilhub T1 für das erste Schließglied bewirkt, erfolgt über einen am Antriebsgehäuse angeordneten modifizierten zweiten Druckmittelanschluss. Letzterer mündet in einen Ringraum ein, der sich axial zwischen der Mantelfläche des Gehäuses der Antriebsvorrichtung und einer Um- fangsfläche des radial verjüngten ersten Antriebskolbens erstreckt und der in der unteren Endlage des ersten Antriebskolbens mindestens eine axiale Erstreckung aufweist, die dem vollen Öffnungshub H des Doppelsitzventils entspricht. Der Ringraum setzt sich innerhalb des ersten Antriebskolbens in einer Zufuhrbohrung fort, die in den zweiten Druckmittelraum ausmündet.
Durch Austausch des einzigen Fügemittels in der vorstehend beschriebenen Weise entsteht aus der dritten Ausführungsform eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der die Hubkinematik eines Doppelsitzventils realisiert wird, das ein als Schieberkolben ausgebildetes erstes Schließglied und ein als Sitzteller ausgebildeten zweites Schließglied aufweist.
Im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen, mit denen die Hubkinematik eines Doppelsitzventils realisiert wird, das als unabhängig bewegbares erstes Schließglied einen Schieberkolben und als abhängig bewegbares zweites Schließglied einen Sitzteller aufweist, wird weiterhin vorgeschlagen, die Rückstellkraft des Schieberkolbens aus der ersten Teiloffenstellung T1 dadurch zu vergrößern, dass der diesbezügliche Teilhub gegen eine durch die Hauptfeder generierte Federkraft ausgeführt wird. Da die Hauptfeder in der Regel als Federpaket ausgebildet ist, umfasst eine im Zuge der ersten Teiloffenstellung T1 mit der ersten Antriebsstange im Eingriff stehende Mitnehmerhülse wenigstens eine innere Feder des Federpakets und drückt diese gegen den sich nach unten am Gehäuse der Vorrichtung abstützenden ersten Antriebskolben. Die dadurch zusätzlich generierte Rückstell kraft bringt den Schieberkolben schneller in seine Ruhelage. Diese Maßnahme wirkt sich insbesondere dann vorteilhaft aus, wenn über längere Betriebszeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Doppel- sitzventils die vorhandenen Dichtungen quellen und dadurch ggf. größere Reibungskräfte entstehen, die zu überwinden sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Vier Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Vorrichtung zum Antrieb eines
Doppelsitzventils gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend nach Aufbau und Funktion beschrieben. Es zeigen
Figur 1 im Schnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Antrieb eines Doppelsitzventils in Verbindung mit diesem Doppelsitzventil, das zwei als Sitzteller ausgebildete Schließglieder besitzt, wobei sich das Doppelsitzventil in seiner Schließstellung befindet;
Figur 1a in vergrößerter Darstellung eine in Figur 1 mit „X" gekennzeichnete ausschnittsweise Darstellung der Vorrichtung;
Figur 1b in vergrößerter Darstellung einen in Figur 1 mit „Y" gekennzeichneten Ausschnitt des Doppelsitzventils im Bereich seiner beiden Schließ- glieder;
Figur 2 im Schnitt die Vorrichtung und das Doppelsitzventil gemäß Figur 1 , wobei die Vorrichtung das Doppelsitzventil in seine Offenstellung überführt hat;
Figur 2a in vergrößerter Darstellung eine in Figur 2 mit „X" gekennzeichnete ausschnittsweise Darstellung der Vorrichtung;
Figur 2b in vergrößerter Darstellung eine in Figur 2 mit „Y" gekennzeichnete ausschnittsweise Darstellung des Doppelsitzventils im Bereich seiner in der Offenstellung befindlichen Schließglieder;
Figur 3 im Schnitt die Vorrichtung und das Doppelsitzventil gemäß Figur 1 , wobei sich das abhängig angetriebene, oben liegende zweite Schließglied in seiner Sitzreinigungsstellung befindet;
Figur 3a in vergrößerter Darstellung eine in Figur 3 mit „X" gekennzeichnete ausschnittsweise Darstellung der Vorrichtung;
Figur 3b in vergrößerter Darstellung eine in Figur 3 mit „Y" gekennzeichnete ausschnittsweise Darstellung des Doppelsitzventils im Bereich der beiden Schließglieder; Figur 4 im Schnitt die Vorrichtung und das Doppelsitzventil gemäß Figur 1 , wobei sich das unabhängig angetriebene, unten liegende erste Schließglied in seiner Sitzreinigungsstellung befindet;
Figur 4a in vergrößerter Darstellung eine in Figur 4 mit „X" gekennzeichnete ausschnittsweise Darstellung der Vorrichtung;
Figur 4b in vergrößerter Darstellung eine in Figur 4 mit ,,Y" gekennzeichnete ausschnittsweise Darstellung des Doppelsitzventils im Bereich seiner beiden Schließglieder;
Figur 5 im Schnitt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor- richtung, wobei diese Vorrichtung die Hubkinematik eines nicht dargestellten Doppelsitzventils realisiert, das mit einem als Schieberkolben ausgebildeten, unabhängig angetriebenen ersten Schließglied und einem als Sitzteller ausgebildeten, abhängig angetriebenen zweiten Schließglied ausgestattet ist, wobei sich die Vorrichtungen der Figuren 1 bis 4b einerseits und der Figur 5 andererseits allein durch die Position eines einzigen Fügemittels (Distanzring) voneinander unterscheiden;
Figur 6 im Schnitt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei diese Vorrichtung die Hubkinematik eines nicht dar- gestellten Doppelsitzventils realisiert, das zwei als Sitzteller ausgebildete Schließglieder aufweist, wobei die Zufuhr des Druckmittels zum Druckmittelraum zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebskolben über einen Anschluss am Antriebsgehäuse in Verbindung mit einem Ringraum und einer Zufuhrbohrung im ersten Antriebskolben er- folgt und
Figur 7 im Schnitt eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Grundlage der Vorrichtung gemäß Figur 6, wobei sich die Vorrichtungen der Figuren 6 und 7 allein durch die Position eines einzigen Fügemittels (Distanzring) voneinander unterscheiden und mit der Vorrichtung gemäß Figur 7 die Hubkinematik eines Doppelsitzventils realisiert wird, das als unabhängig angetriebenes erstes Schließglied einen Schieberkolben und als abhängig angetriebenes zweites Schließglied einen Sitzteller aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine vorgeschlagene Vorrichtung 100 (Figur 1) dient dem Antrieb eines Doppelsitzventils 1 , das im Wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 10 mit einem ersten und einem zweiten Ventilgehäuseteil 1a bzw. 1b, zwei unabhängig voneinander bewegbaren, als Sitzteller ausgebildete Schließglieder 3 und 4 mit jeweils zuge- ordneten Verstellstangen 3a bzw. 4a, einem Sitzring 2, der über eine innenseitige Verbindungsöffnung 2c eine Verbindung zwischen den Ventilgehäuseteilen 1a, 1 b herstellt, einem das zweite Ventilgehäuseteil 1b mit der Vorrichtung 100 verbindenden Laternengehäuse 6 sowie einer Steuereinrichtung 7 besteht, wobei letztere auf der dem Doppelsitzventil 1 abgewandten Seite der Vorrichtung 100 ange- ordnet ist. Das erste Schließglied 3 ist unterhalb mit einem sog. Druckausgleichkolben 3b verbunden, der durch das erste Ventilgehäuseteil 1a abgedichtet hindurchgeführt ist und über eine in ihm in axialer Richtung angeordnete Ablaufboh- rung 3c einen zwischen den Schließgliedern 3, 4 gebildeten Leckagehohlraum 5 mit der Umgebung des Doppelsitzventils 1 verbindet.
Das unabhängig angetriebene erste Schließglied 3 ist mit einer sowohl radial als auch axial wirkenden ersten Sitzdichtung 8 ausgestattet, der eine vorzugsweise konisch ausgebildete erste Sitzfläche 2a zugeordnet ist (Figur 1b), wobei letztere die Verbindungsöffnung 2c im dem ersten Ventilgehäuseteil 1a zugewandten endseitigen Bereich des Sitzringes 2 teilweise begrenzt. Das abhängig angetriebene zweite Schließglied 4 besitzt in seinem Sitzbereich gleichfalls eine sowohl radial als auch axial wirkende zweite Sitzdichtung 9, die mit einer zweiten Sitzfläche 2b zusammenwirkt, wobei letztere die Verbindungsöffnung 2c am dem zweiten Ventilgehäuseteil 1 b zugewandten Ende des Sitzrings 2 ausbildet. Der zwi- sehen den beiden Schließgliedern 3, 4 gebildete Leckagehohlraum 5 ist in einer vollen Offenstellung H des Doppelsitzventils 1 (Figuren 2, 2a, 2b) mittels einer ausschließlich axial wirkenden Dichtung 11 (Mitteldichtung), die in der dem Le- ckagehohlraum 5 zugewandten Stirnfläche des zweiten Schließgliedes 4 angeordnet ist, gegenüber seiner Umgebung abgedichtet.
Sowohl in der Schließ- als auch in der Offenstellung des Doppelsitzventils 1 (sie- he neben den Figuren 1 und 1b auch die Figuren 2 und 2b) können der Leckagehohlraum 5 sowie die strömungsmäßig beaufschlagbaren angrenzenden Bauteile mittels eines Reinigungsmittels R, das über einen im Bereich des Laternengehäuses 6 an der zweiten Verstellstange 4a angeordneten Reinigungsmittelan- schluss 12 vorzugsweise einem nicht näher bezeichneten Ringkanal zwischen der ersten und der zweiten Verstellstange 3a, 4a zugeführt wird, gereinigt werden. Die Abfuhr des derart „extern" zugeführten Reinigungsmittels R aus dem Leckagehohlraum 5 erfolgt dabei über die Abiaufbohrung 3c innerhalb des rohrförmi- gen, durch das erste Ventilgehäuseteil 1a hindurch- und aus diesem herausgeführten Druckausgleichkolbens 3b.
Die Abfuhr eines „intern" zugeführten Reinigungsmittels (Sitzreinigungsströmungen R1 , R2) aus dem Leckagehohlraum 5, das bei der Sitzreinigung des ersten oder des zweiten Schließgliedes 3, 4 aus dem jeweils zugeordneten Ventilgehäuseteil 1a bzw. 1b herangeführt wird (siehe hierzu auch die Figuren 3, 3b und 4, 4b), erfolgt in gleicher Weise wie bei der externen Reinigungszufuhr, nämlich ü- ber die Abiaufbohrung 3c im Druckausgleichkolben 3b.
Bei der Sitzreinigung des ersten Schließgliedes 3 wird dieses so weit in Richtung des zweiten Schließgliedes 4 verschoben (Figuren 4, 4b), dass dadurch eine ers- te Teiloffenstellung T1 entsteht, in der die erste Sitzdichtung 8 die zugeordnete erste Sitzfläche 2a spaltweit verlassen hat und eine erste Sitzreinigungsströmung R1 aus dem ersten Ventilgehäuseteil 1a über die freigelegte erste Sitzfläche 2a in den Leckagehohlraum 5 generiert wird.
Zur Sitzreinigung des zweiten Schließgliedes 4 wird dieses so weit in Richtung des zweiten Ventilgehäuseteils 1b verschoben (Figuren 3, 3b), dass in einer dadurch vom zweiten Schließglied 4 eingenommenen zweiten Teiloffenstellung T2 die zweite Sitzdichtung 9 die zugeordnete zweite Sitzfläche 2b verlassen hat und eine zweite Sitzreinigungsströmung R2 aus dem zweiten Ventilgehäuseteil 1 b auf dem Weg über die freigelegte Sitzfläche 2b in den Leckagehohlraum 5 gelangt.
Zur Begrenzung der Reinigungsmittelmenge bei der Sitzreinigung (R1 , R2) werden erforderlichenfalls an den Schließgliedern 3, 4 an sich bekannte, entweder auf der Seite des Leckagehohlraums 5 oder auf der jeweils anderen Seite angeordnete zylindrische Ansätze (nicht bezeichnet) vorgesehen, die mit radialem Spiel jeweils in die Verbindungsöffnung 2c hineinreichen und dort jeweils einen sog. Drosselringspalt bilden. Die Begrenzung der Reinigungsmittelmenge wird alternativ auch dadurch erreicht, dass die jeweilige Teiloffenstellung T1 , T2 nicht stationär, sondern oszillierend generiert wird.
Zur Realisierung der vorstehend kurz dargestellten Schaltbewegungen bzw. der Hubkinematik der Schließglieder 3, 4 (voller Öffnungshub H, Teiloffenstellungen T1 und T2) ist das Doppelsitzventil 1 mit der Vorrichtung 100 gemäß der Erfindung ausgestattet, die für das Öffnen und Schließen des Doppelsitzventils im Rahmen des vollen Öffnungshubes H (Figur 2b) eine Hauptverstelleinrichtung 200 und für die Erzeugung der Teiloffenstellungen T1, T2 Einzelverstelleinrich- tungen 300 bzw. 400 aufweist (Figur 1a).
Zu der Hauptverstelleinrichtung 200 gehören im Wesentlichen ein erstes und ein zweites Gehäuseteil 101a, 101b (s. Figuren 1, 1a, 1b), die den oberen Teil eines Gehäuses 101 der Antriebsvorrichtung 100 bilden, eine Kolbenanordnung, beste- hend aus einem ersten Antriebskolben 102, der umfangsseits in dem zweiten Gehäuseteil 101b dichtend geführt ist, und ein zweiter Antriebskolben 105, der an seinem äußeren Umfang in einer auf der Unterseite des ersten Antriebskolbens 102 vorgesehenen zentrischen Ausnehmung 102a seinerseits dichtend und begrenzt axial verschieblich Aufnahme findet. Der erste Antriebskolben 102 ist, axial unverschieblich, auf einer ersten Antriebsstange 103 festgelegt, die ihrerseits mit der ersten Verstellstange 3a und damit dem ersten Schließglied 3 fest verbunden ist. Diese Festlegung auf der ersten Antriebsstange 103 erfolgt zwischen einem unterhalb des ersten Antriebskolbens 102 auf der ersten Antriebsstange 103 angeordneten zweiten Anschlagmittel 113, beispielsweise einem in die erste Antriebsstange 103 eingreifenden Sicherungsring 113, und einem oberhalb des ersten Antriebskolbens 102 an der ersten Antriebsstange 103 ausgebildeten Rezess 103d, wobei zwischen letzterem und dem ersten Antriebskolben 102 ein (erstes) Fügemittel (114.1), 114, beispielsweise ein (erster) Distanzring (114.1), 114) vorgesehen ist. Der erste Antriebskolben 102 ist außenseits mittels einer nicht näher bezeichneten Kolbendichtung im zweiten Gehäuseteil 101b gedichtet, während die innenseitige Abdichtung über eine nicht näher bezeichnete Dichtung auf der ersten Antriebsstange 103 erfolgt.
Der zweite Antriebskolben 105 findet innerhalb der zylindrischen Ausnehmung 102a seine axiale Begrenzung nach oben an seiner dortigen stirnseitige Begrenzungsfläche, die als siebte Anschlagfläche 105a fungiert, und die Begrenzung nach unten über seine untere stirnseitige Begrenzungsfläche, eine achte Anschlagfläche 105b, an einem ersten Anschlagmittel 112, beispielsweise einem Anschlagring 112, das/der auf der ersten Antriebsstange 103 form- und/oder kraftschlüssig festgelegt ist und eine vierte Anschlagfläche 103c für die Bewegung des zweiten Antriebskolbens 105 nach unten bildet. Der zweite Antriebskol- ben 105 ist an seinem äußeren Umfang gegenüber der Ausnehmung 102a im ersten Antriebskolben 102 und an seinem inneren Umfang gegenüber der ersten Antriebsstange 103 jeweils über eine nicht näher bezeichnete Dichtung verschieblich abgedichtet.
Auf der dem Doppelsitzventil 1 zugewandten Seite der Kolbenanordnung 102, 105 befindet sich in einem das Gehäuse 101 der Vorrichtung 100 nach unten schließenden dritten Gehäuseteil 101c ein dritter Antriebskolben 106, der an seinem äußeren Umfang gegenüber dem dritten Gehäuseteil 101c und an seinem inneren Umfang gegenüber einer als Hohlstange ausgebildeten zweiten Antriebs- stange 104, die mit der zweiten Verstellstange 4a und damit mit dem zweiten
Schließglied 4 fest verbunden ist, jeweils über eine nicht näher bezeichnete Dichtung abgedichtet ist. Zwischen der Kolbenanordnung 102, 105 einerseits, den miteinander verbundenen Gehäuseteilen 101b und 101c umfangsseits und dem dritten Arbeitskolben 106 andererseits wird ein erster Druckmittelraum 107 gebildet, der über einen ers- ten Druckmittelanschluss 115 mit einem ersten Druckmittelstrom D1 beaufschlagbar ist. Durch eine diesbezügliche Beaufschlagung wird die Hauptverstelleinrichtung 200 zur Erzeugung des vollen Öffnungshubes H betätigt (Figur 2 bis 2b). Dabei verschiebt sich die Kolbenanordnung 102, 105 nach oben, das erste Schließglied 3 kommt bei seiner Aufwärtsbewegung am zweiten Schließglied 4 zur Anlage, wobei beide Schließglieder 3, 4 über die Mitteldichtung 11 gegeneinander abgedichtet sind, und überführt dieses in die gemeinsame Offenstellung H. Diese Öffnungsbewegung vollzieht sich gegen die Vorspannung einer den ersten Antriebskolben 102 beaufschlagenden Hauptfeder 110, beispielsweise ein aus drei Federn 110', 110" und 110'" bestehendes Federpaket 110, die/das sich an- dererseits am Boden des ersten Gehäuseteils 101a abstützt. In der Schließstellung des Doppelsitzventils 1 (Figur 1 bis 1b) wird die Vorspannkraft der Hauptfeder bzw. des Federpakets 110 über den ersten Antriebskolben 102 und das zweite Anschlagmittel 113 auf die erste Antriebsstange 103 und damit auf die erste Verstellstange 3a übertragen, die das erste Schließglied 3 auf die zugeordnete erste Sitzfläche 2a presst.
Zwischen dem ersten Anschlagmittel (Anschlagring) 112 einerseits und, auf der
Seite des Doppelsitzventils 1, einem inneren Rezess 104c innerhalb der als Hohlstange ausgebildeten zweiten Antriebsstange 104 andererseits ist ei- ne zweite Feder 111 angeordnet (Figur 1), die über ihre Vorspannkraft somit das zweite Schließglied 4 auf seine zugeordnete zweite Sitzfläche 2b presst. Im Zuge der Öffnungsbewegung H wird das erste Schließglied 3 relativ zum zweiten Schließglied 4 verschoben und die Vorspannkraft der zweiten Feder 111 ist in jeder Stellung der beiden Schließglieder 3, 4 zueinander, in der letztere mittels der Mitteldichtung 11 gegeneinander abgedichtet sein müssen, so ausreichend bemessen, dass der Leckagehohlraum 5 zur Umgebung hin mittels der Mitteldichtung 11 hinreichend abgedichtet ist. Die erste Einzelverstelleinrichtung 300 besteht im Wesentlichen aus der Kolbenanordnung 102, 105 in Verbindung mit der in diesen jeweils unmittelbar abgedichteten ersten Antriebsstange 103. Ein zwischen dem ersten Antriebskolben 102 und dem zweiten Antriebskolben 105 gebildeter zweiter Druckmittel räum 108 ist über wenigstens eine Querbohrung 103b, die aus einer Druckmittelbohrung 103a innerhalb der ersten Antriebsstange 103 ausmündet, mit einem im Bereich der Steuereinrichtung 7 angeordneten zweiten Druckmittelanschluss 7a verbunden, über den ein zweiter Druckmittelstrom D2 herangeführt bzw. abgeführt werden kann.
Zwischen dem dritten Gehäuseteil 101c und dem dritten Antriebskolben 106 wird ein dritter Druckmittel räum 109 gebildet, der über einen dritten Druckmittelanschluss 116 mit einem dritten Druckmittelstrom D3 beaufschlagt werden kann.
Die erste Teiloffenstellung T1 wird aus der Differenz eines zweiten und eines ersten Teihubweges b bzw. a gebildet (T1 = b - a). Dabei liegt der erste Teilhubweg a zwischen einer fünften Anschlagfläche 104a (Figur 4a) und einer neunten Anschlagfläche 105c (Figur 1a). Der zweite Teilhubweg b ergibt sich aus dem Ab- stand zwischen der vierten und der achten Anschlagfläche 103c bzw. 105 b (Figur 1a).
Die zweite Teiloffenstellung T2 wird aus der Differenz eines dritten und eines vierten Teilhubweges c bzw. d gebildet (T2 = c - d; Figurla). Dabei liegt der dritte Teilhubweg c zwischen einer zweiten und einer elften Anschlagfläche 101b* bzw. 106b (Fig. 3a). Der vierte Teilhubweg d wird zwischen einer sechsten und einer zehnten Anschlagfläche 104b bzw. 106a (Figuren 1a, 3a) gebildet.
In der Offenstellung des Doppelsitzventils 1 (siehe Figuren 2, 2a, 2b) ist das ers- te Schließglied 3 durch die Hauptverstelleinrichtung 200 um den aus Figur 2a, 2b ersichtlichen vollen Öffnungshub H von seiner zugeordneten ersten Sitzfläche 2a axial nach oben verschoben und hat dabei das zweite Schließglied 4 gleichfalls in die volle Offenstellung überführt. Die Abdichtung der Schließglieder 3, 4 gegeneinander erfolgt dabei über die Mitteldichtung 11. Der erste Druckmittel räum 107 (Figur 2a) ist über den ersten Druckmittelanschluss 115 mit dem ersten Druckmittelstrom D1 beaufschlagt. Die Öffnungskraft der Hauptverstelleinrichtung 200 er- gibt sich anteilig aus der wirksamen Kolbenfläche des ersten Antriebskolbens 102 und des in ihm angeordneten zweiten Antriebskolbens 105. Der volle Öffnungshub H wird nach oben begrenzt durch Anlage des ersten Antriebskolbens 102 an einer ersten Anschlagfläche 101a* am ersten Gehäuseteil 101a. Die Vorspannkraft der zweiten Feder 111 stützt sich einerseits am ersten Anschlagmittel 112 und andererseits an dem inneren Rezess 104c der zweiten Antriebsstange 104 ab. Der Anteil an der Öffnungskraft, der vom zweiten Antriebskolben 105 generiert wird, wird über den ersten Antriebskolben 102 auf die erste Antriebsstange 103 übertragen.
In der Sitzreinigungsstellung des zweiten Schließgliedes 4 (Figur 3b) ist letzteres durch die zweite Einzelverstelleinrichtung 400 um die zweite Teiloffenstellung T2 spaltweit von seiner zugeordneten zweiten Sitzfläche 2b entfernt, sodass die zweite Sitzreinigungsströmung R2 aus dem zweiten Ventilgehäuseteil 1b über die freigelegte Sitzfläche 2b in den Leckagehohlraum 5 und von dort über die Ablauf- bohrung 3c in die Umgebung des Doppelsitzventils 1 gelangen kann. Die zweite Einzelverstelleinrichtung 400 wird durch das dritte Gehäuseteil 101c und den dritten Antriebskolben 106 gebildet. Dabei verbleibt das erste Schließglied 3 mit seiner ersten Sitzdichtung 8 auf der zugeordneten ersten Sitzfläche 2a. Der dritte Druckmittelstrom D3 hat über den dritten Druckmittelanschluss 116 den dritten Druckmittelraum 109 beaufschlagt und dadurch den dritten Antriebskolben 106 nach oben verschoben. Die mit der zweiten Verstellstange 4a und damit mit dem zweiten Schließglied 4 fest verbundene zweite Antriebsstange 104 wurde durch den dritten Antriebskolben 106 in die zweite Teiloffenstellung T2 überführt, die sich aus der Differenz zwischen dem dritten Teilhubweg c und dem vierten Teil- hubweg d (T2 = c - d; siehe Figur 1a oder Figur 6) ergibt. Der dritte Antriebskolben 106 findet seine Teilhubbegrenzung nach oben mit seiner elften Anschlagfläche 106b an der am unteren Ende des zweiten Gehäuseteils 101b gebildeten zweiten Anschlagfläche 101b*. Bevor der dritte Antriebskolben 106 die zweite Anschlagfläche 101b* erreicht, gelangt er innenseits über die zehnte Anschlagfläche 106a an einem Vorsprung der zweiten Antriebsstange 104, der gegenüber dem dritten Antriebskolben 106 die sechste Anschlagfläche 104b bildet, zur Anlage, sodass sich aus der Differenz der Teilhubwege c und d die vorstehend bereits definierte zweite Teiloffenstellung mit T2 = c- d ergibt.
Die Figuren 4 und 4b zeigen die Sitzreinigungsstellung des ersten Schließgliedes 3. Dabei ist letzteres um den ersten Teilhub T1 spaltweit von seiner zugeordneten Sitzfläche 2a entfernt, sodass die erste Sitzdichtung 8 frei liegt und aus dem ersten Ventilgehäuseteil 1a die erste Sitzreinigungsströmung R1 in den Leckagehohlraum 5 und von dort über die Abiaufbohrung 3c in die Umgebung des Doppelsitzventils 1 gelangen kann. In dieser Sitzreinigungsstellung verbleibt das zweite Schließglied 4 auf seiner zugeordneten Sitzfläche 2b.
Figur 4a zeigt, wie die erste Teiloffenstellung T1 zustande kommt. Sie bildet sich gemäß Figur 1a oder Figur 6 aus der Differenz T1 = b - a und sie wird durch die erste Einzelverstelleinrichtung 300 generiert, die aus dem ersten und dem zweiten Antriebskolben 102, 105 mit dem zwischen beiden gebildeten zweiten Druck- mittelraum 108 besteht. Wird dem zweiten Druckmittelraum 108 über die in der ersten Antriebsstange 103 angeordnete Druckmittelbohrung 103a und die sich anschließende wenigstens eine Querbohrung 103b der zweite Druckmittelstrom D2 zugeführt, dann kommt es zu einer gegenläufigen, axialen Spreizbewegung zwischen den beiden Antriebskolben 102 und 105. Bevor der zweite Antriebskol- ben 105 seine, bezogen auf die Zeichnungslage, untere endseitige Begrenzung an der vierten Anschlagfläche 103c des ersten Anschlagmittels (Anschlagring) 112 findet, gelangt er zunächst über die neunte Anschlagfläche 105c (Fig. 1a), die an einem an seiner Unterseite angeordneten konzentrischen ringförmigen Vorsprung 105d angeordnet ist, an der fünften Anschlagfläche 104a, die vom stirnseitigen Ende der zweiten Antriebsstange 104 gebildet wird, zur Anlage. Da sich die zweite Antriebsstange 104 über das zweite Schließglied 4 auf der zugeordneten zweiten Sitzfläche 2b abstützt, kann der zweite Antriebskolben 105 kei- ne über den ersten Teilhubweg a hinausgehende Verschiebebewegung nach unten ausführen. Die restliche, noch zur Verfügung stehende Spreizbewegung, nämlich die Differenz zwischen dem zweiten Teilhubweg b und dem ersten Teilhubweg a, die erste Teiloffenstellung T1 = b - a, kann nunmehr nur noch vom ers- ten Antriebskolben 102 nach oben gegen die Kraft der Hauptfeder bzw. des Federpakets 110 vollzogen werden. Der erste Antriebskolben 102 findet seine obere Endlage und damit ist dann auch die erste Teiloffenstellung T1 erreicht, wenn die erste Antriebsstange 103 mit dem darauf festgelegten ersten Anschlagmittel (An- schlagring) 112 am zweiten Antriebskolben 105 zur Anlage gelangt (vierte An- schlagfläche 103c/achte Anschlagfläche 105b).
Aus der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Figur 5 ist ersichtlich, wie die Sitzreinigungsstellung eines unabhängig angetriebenen, unten liegenden, als Schieberkolben ausgebildeten ersten Schließgliedes 3 mit Hilfe der vorste- hend beschriebenen Vorrichtung 100 bewerkstelligt werden kann, ohne dass die diese Vorrichtung 100 bildenden Bauteile geändert oder ergänzt werden müssen. Erfindungsgemäß entsteht durch Umordnung des Fügemittels (Distanzring) 114 bzw. 114.2 in die dargestellte Lage diese zweite Ausführungsform, sodass die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Blick auf den Antrieb für die beiden grundsätzli- chen Doppelsitzventil-Bauarten (Schieberkolben/Sitzteller oder Sitzteller/Sitzteller) bivalente Fähigkeiten besitzt.
Um die Sitzreinigungsstellung des als Schieberkolben ausgebildeten ersten Schließgliedes 3 sicherzustellen, muss dieses entgegen der in Figur 4a gekenn- zeichneten Orientierung der ersten Teiloffenstellung T1 nunmehr nach unten verschoben werden können. Um der ersten Verstellstange 3a und damit der ersten Antriebsstange 103 einen diesbezüglichen Bewegungsfreiheitsgrad T1 nach unten zu verschaffen, wird das erste Fügemittel 114.1 (erster Distanzring) entfernt. Dadurch erhält der erste Antriebskolben 102 eine durch die axiale Abmessung des ersten Fügemittels 114.1 determinierte, begrenzte axiale Verschieblichkeit auf der ersten Antriebsstange 103, wobei sich das erste Schließglied 3a, da es ein Schieberkolben ist, so weit unter dem Einfluss der Hauptfeder bzw. des Fe- derpakets 110 nach unten bewegt, bis der erste Antriebskolben 102 an einer dritten Anschlagfläche 101b** am zweiten Gehäuseteil 101b zur Anlage kommt. Nunmehr wird der zweite Antriebskolben 105 auf der ersten Antriebsstange 103 mittels eines zweiten Fügemittels 114.2 (zweiter Distanzring) unverschieblich festgelegt. Damit wird die zwischen den beiden Antriebskolben 102, 105 mögliche begrenzte axiale Spreizbewegung ausschließlich vom zweiten Antriebskolben 105 und damit von der ersten Antriebsstange 103 im Sinne der nach unten gerichteten ersten Teiloffenstellung T1 ausgeführt.
Werden, wie dies vorgeschlagen wird, das erste und das zweite Fügemittel 114.1, 114.2 in Form eines einzigen Fügemittels 114 ausgebildet, dann sind die erste und die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung identisch hinsichtlich Anzahl und Formgestalt der notwendigen Bauteile aufgebaut. Die Anpassung der jeweiligen Ausführungsform an die jeweilige spezifische erste Teilof- fenstellung T1 (axiale Unterschiede und unterschiedlicher Durchlaufsinn) erfolgt über die beiden stirnseitigen Ausgestaltungen des zweiten Antriebskolbens 105, der zwei um 180 Grad unterschiedliche Einbaulagen innerhalb der zylindrischen Ausnehmung 102a des ersten Antriebskolbens 102 einnehmen kann. Dabei weist der zweite Antriebskolben 105 an seiner einen Stirnfläche den konzentrischen ringförmigen Vorsprung 105d und an seiner anderen Stirnfläche eine konzentrische Ausnehmung 105e auf, wobei der Vorsprung 105d und die Ausnehmung 105e jeweils so bemessen sind, dass ersterer an dem stirnseitigen Ende der zweiten Verstellstange 4a, 104, der fünften Anschlagfläche 104a, zur Anlage kommt oder dass, bei einer umgekehrten Einbaulage des zweiten Antriebskolbens 105, die Ausnehmung 105e das stirnseitige Ende der zweiten Verstellstange 4a, 104 aufnimmt.
Die übrigen Schaltbewegungen bzw. die übrige Hubkinematik des Doppelsitzventils 1, nämlich der Öffnungshub H und die zweite Teiloffenstellung T2, sind beim Doppelsitzventil 1 mit Schieberkolben 3 und Sitzteller 4 gleichermaßen identisch gegeben wie beim Doppelsitzventil 1 mit zwei Sitztellern 3, 4. Diese Schaltbewegungen lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach wie vor ausfüh- ren, da die notwendige Hauptverstelleinrichtung 200 und die zweite Einzelverstelleinrichtung 400 durch die vorstehend beschriebene Umordnung des Distanzringes 114 oder 114.1 , 114.2 in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion nicht verändert wurden.
Bei der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Figur 6) wird zur Erzeugung der vollen Offenstellung H ein zur Beaufschlagung des ersten Druckmittel raumes 107 notwendiger modifizierter erster Druckmittelstrom D1* ü- ber einen modifizierten ersten Druckmittelanschluss 7a* und die Druckmittelboh- rung 103a innerhalb der ersten Antriebsstange 103 und mindestens eine zweite Querbohrung 103b*, die in den Druckmittelraum 107 ausmündet, zugeführt.
Die Zufuhr eines modifizierten zweiten Druckmittelstromes D2*, der die erste Teiloffenstellung T1 bewirkt, zum zweiten Druckmittel räum 108 erfolgt über einen modifizierten zweiten Druckmittelanschluss 115* am Gehäuse 101 der Vorrichtung 100. Von dort gelangt er über einen Ringraum 117, der sich zwischen einer inneren Mantelfläche des Gehäuses 101 und einer äußeren Mantelfläche des radial verjüngten ersten Antriebskolbens 102 axial erstreckt, und auf dem Weg über Zufuhrbohrungen 118 im ersten Antriebskolben 102 in den zweiten Druckmittel- räum 108.
Der volle Öffnungshub H der Hauptverstelleinrichtung 200 wird durch eine modifizierte erste Anschlagfläche 101a** am Gehäuse 101 begrenzt. Die zweite Teiloffenstellung T2 wird durch eine modifizierte dritte Anschlagfläche 101b*** an ei- nem im dritten Gehäuseteil 101c festgelegten zweiten Sicherungsring 120 begrenzt. Der Distanzring 114 bzw. 114.1 legt den ersten Antriebskolben 102 zwischen dem ersten Anschlagmittel (Sicherungsring) 113 und dem Rezess 103d an der ersten Antriebsstange 103 auf letzterer fest. Der zweite Antriebskolben 105 besitzt zwischen dem Sicherungsring 113 und dem Anschlagring 112 eine be- grenzte axiale Beweglichkeit auf der ersten Antriebsstange 103. Die vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 (Figur 7) entspricht hinsichtlich ihrer Hubkinematik jener gemäß Figur 5, d.h. sie erlaubt eine begrenzte axiale Verschiebung der ersten Antriebsstange 103, den ersten Teilhub T1 (erste Teiloffenstellung T1), nach unten. Dies wird möglich durch die vorstehend im Zusammenhang mit der ersten und der zweiten Ausführungsform (Figuren 1 bis 4b und Figur 5) beschriebenen Umordnung des Fügemittels (Distanzringes) 114. Ansonsten weisen die dritte und die vierte Ausführungsform der Vorrichtung 100 uneingeschränkt die gleichen Eigenschaften wie die erste und die zweite Ausführungsform auf.
Um die Rückholkraft aus der ersten Teiloffenstellung T1 zu erhöhen ist eine Mitnehmerhülse 119 vorgesehen (Figuren 5 und 7), die an ihrem dem ersten Antriebskolben 102 zugewandten Ende an der ersten Antriebsstange 103 und damit der ersten Verstellstange 3a angreift und mit dieser einen Formschluss bei einer Verschiebung der ersten Antriebsstange 103 nach unten bewirkt und die an ihrem anderen Ende das Federpaket 110', 110", 110'", das die Hauptfeder 110 bildet, teilweise hintergreift. Im Ausführungsbeispiel wird die innere Feder 110'" von der Mitnehmerhülse 119 hintergriffen, sodass in der ersten Teiloffenstellung T1 durch diese innere Feder 110'" eine zusätzliche Rückstellkraft generiert wird. Es können auch zusätzlich noch die mittlere und ggf. auch noch im Bedarfsfall die äußere Feder 110" bzw. 110' mit einbezogen werden.
BEZUGSZEICHENLISTE DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGEN 1 Doppelsitzventil 10 Ventilgehäuse 1 a erstes Ventilgehäuseteil 1 b zweites Ventilgehäuseteil 2 Sitzring 2a erste Sitzfläche 2b zweite Sitzfläche 2c Verbindungsöffnung 3 erstes Schließglied (Sitzteller) 3a erste Verstellstange 3b Druckausgleichkolben 3c Abiaufbohrung 4 zweites Schließglied (Sitzteller) 4a zweite Verstellstange 5 Leckagehohlraum 6 Laternengehäuse 7 Steuereinrichtung (nicht dargestellt) 7a zweiter Druckmittelanschluss (Lift unten, T1 ) 7a* modifizierter erster Druckmittelanschluss (Haupthub) 8 erste Sitzdichtung (radial, axial) 9 zweite Sitzdichtung (radial, axial) 11 Dichtung (Mitteldichtung, axial) 12 Reinigungsmittelanschluss 100 Vorrichtung (Antriebsvorrichtung) 101 Gehäuse (Antriebsvorrichtung) 101a erstes Genau seteil 101 a* erste Anschlagfläche 101 a** modifizierte erste Anschlagfläche 101b zweites Gehäuseteil 101 b* zweite Anschlagfläche 101 b** dritte Anschlagfläche 101 b*** modifizierte dritte Anschlagfläche 101c drittes Gehäuseteil 102 erster Antriebskolben 102a zylindrische Ausnehmung 103 erste Antriebsstange 103a Druckmittelbohrung 103b Querbohrungen 103b* zweite Querbohrungen 103c vierte Anschlagfläche 103d Rezess 104 zweite Antriebsstange 104a fünfte Anschlagfläche 104b sechste Anschlagfläche 104c innerer Rezess 105 zweiter Antriebskolben 105a siebte Anschlagfläche
105b achte Anschlagfläche
105c neunte Anschlagfläche
105d konzentrischer ringförmiger Vorsprung 105e konzentrische Ausnehmung
106 dritter Antriebskolben 106a zehnte Anschlagfläche 106b elfte Anschlagfläche
107 erster Druckmittelraum 108 zweiter Druckmittelraum
109 dritter Druckmittelraum
110 Hauptfeder (Federpaket) 110' äußere Feder
110" mittlere Feder 110'" innere Feder
111 zweite Feder
112 erstes Anschlagmittel (Anschlagring)
113 zweites Anschlagmittel (Sicherungsring)
114 Fügemittel (Distanzring) 114.1 erstes Fügemittel (erster Distanzring)
114.2 zweites Fügemittel (zweiter Distanzring)
115 erster Druckmittelanschluss (Haupthub)
115* modifizierter zweiter Druckmittelanschluss (Lifthub unten, T1 )
116 dritter Druckmittelanschluss (Lift oben, T2) 117 Ringraum
118 Zufuhrbohrung
119 Mitnehmerhülse
120 zweiter Sicherungsring 200 Hauptverstelleinrichtung 300 erste Einzelverstelleinrichtung
400 zweite Einzelverstelleinrichtung a erster Teilhubweg b zweiter Teilhubweg c dritter Teilhubweg d vierter Teilhubweg
D1 erster Druckmittelstrom
D1 * modifizierter erster Druckmittelstrom D2 zweiter Druckmittelstrom
D2* modifizierter zweiter Druckmittelstrom
D3 dritter Druckmittelstrom
H voller Öffnungshub (volle Offenstellung)
R Reinigungsmittel R1 erste Sitzreinigungsströmung
R2 zweite Sitzreinigungsströmung
T1 erste Teiloffenstellung (T1 = b - a)
T2 zweite Teiloffenstellung (T2 = c - d)

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (100) zum Antrieb eines Doppelsitzventils (1) mit zwei unabhängig voneinander bewegbaren Schließgliedern (3, 4), die zwischen sich einen Leckagehohlraum (5) einschließen, der über wenigstens einen Verbindungsweg (3c) mit der Umgebung des Doppelsitzventils (1) verbunden ist, mit dem unabhängig angetriebenen ersten Schließglied (3), das nach einem Teilhub an dem zweiten Schließglied (4) zur Anlage kommt und dieses bei seiner weiteren Öffnungsbewegung gleichfalls in eine volle Offenstellung (H) überführt, mit teleskopartig ineinander fassenden, auf der Seite des zweiten Schließglieds (4) aus einem Ventilgehäuse (10) nach außen herausgeführten Verstellstangen (3a, 103 und 4a, 104), über die die Schließglieder (3, 4), zusätzlich zu der vollen Offenstellung (H) und unabhängig voneinander, jeweils in eine Teiloffenstellung (T1 , T2) verbringbar sind, wobei die volle Offenstellung (H) durch eine Hauptverstelleinrichtung (200) und die Teiloffenstellungen (T1 , T2) durch den jeweiligen Schließgliedern (3, 4) zugeordnete Einzelverstelleinrichtungen (300, 400) erzeugt werden, die Einzelverstelleinrichtungen (300, 400) zum einen zwischen der Hauptverstelleinrichtung (200) und dem Ventilgehäuse (10) und zum andern zusammen mit der Hauptverstelleinrichtung (200) in einem gemeinsamen Gehäuse (101) angeordnet sind, mit einem erstem Antriebskolben (102) der Hauptverstelleinrichtung (200) und einem zweiten Antriebskolben (105) der ersten Einzelverstelleinrichtung (300), die gemeinsam die volle Offenstellung (H) und die in einer gegenläufigen Spreizbewegung die erste Teiloffenstellung (T1) an der ersten Verstell- Stange (3a, 103) des ersten Schließgliedes (3) ausführen, wobei der zweite Antriebskolben (105) in seiner Umfangsfläche dichtend vom ersten Antriebskolben (102) umfasst ist, und mit einem dritten Antriebskolben (106) der zweiten Einzelverstelleinrichtung (400) für das zweite Schließglied (4), der in Richtung der zugeordne- ten zweiten Teiloffenstellung (T2) zum Eingriff in eine Mitnahmeverbindung mit der zweiten Verstellstange (4a, 104) des zweiten Schließgliedes (4) verbringbar ist, wobei zwischen den Antriebskolben (102, 105) einerseits und dem dritten Aπtriebskoben (106) andererseits ein erster Druckmittelraum (107) zur Er- zeugung der vollen Offenstellung (H) angeordnet ist, zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebskolben (102, 105) ein zweiter Druckmittel räum (108) zur Erzeugung der ersten Teiloffenstellung (T1) vorgesehen und auf der dem ersten Druckmittel räum (107) abgewandten Seite des dritten Antriebskolbens (106) ein dritter Druckmittelraum (109) zur Erzeugung der zweiten Teiloffen- Stellung (T2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
• dass der erste und der zweite Antriebskolben (102, 105) unmittelbar auf der ersten Verstellstange (3a, 103) angeordnet sind, und
• dass bei Ausbildung der Schließglieder (3, 4) jeweils als Sitzteller - der erste Antriebskolben (102) auf der ersten Verstellstange (3a, 103) unverschieblich festgelegt - und der zweite Antriebskolben (105) auf der ersten Verstellstange (3a, 103) begrenzt axial verschieblich angeordnet sind.
Vorrichtung (100) zum Antrieb eines Doppelsitzventils (1) mit zwei unabhängig voneinander bewegbaren Schließgliedern (3, 4), die zwischen sich einen Leckagehohlraum (5) einschließen, der über wenigstens einen Verbindungsweg (3c) mit der Umgebung des Doppelsitzventils (1) verbunden ist, mit dem unabhängig angetriebenen ersten Schließglied (3), das nach einem
Teilhub an dem zweiten Schließglied (4) zur Anlage kommt und dieses bei seiner weiteren Öffnungsbewegung gleichfalls in eine volle Offenstellung (H) überführt, mit teleskopartig ineinander fassenden, auf der Seite des zweiten Schließglieds (4) aus einem Ventilgehäuse (10) nach außen herausgeführten
Verstellstangen (3a, 103 und 4a, 104), über die die Schließglieder (3, 4), zusätzlich zu der vollen Offenstellung (H) und unabhängig voneinander, jeweils in eine Teiloffenstellung (T1 , T2) verbringbar sind, wobei die volle Offenstellung (H) durch eine Hauptverstelleinrichtung (200) und die Teiloffenstellungen (T1, T2) durch den jeweiligen Schließgliedern (3, 4) zugeordnete Einzelverstelleinrichtungen (300, 400) erzeugt werden, die Einzelverstelleinrichtungen (300, 400) zum einen zwischen der Hauptverstelleinrichtung (200) und dem Ventilgehäuse (10) und zum andern zusammen mit der Hauptverstelleinrichtung (200) in einem gemeinsamen Gehäuse (101) angeordnet sind, mit einem erstem Antriebskolben (102) der Hauptverstelleinrichtung (200) und einem zweiten Antriebskolben (105) der ersten Einzelverstelleinrichtung (300), die gemeinsam die volle Offenstellung (H) und die in einer gegenläufigen Spreizbewegung die erste Teiloffenstellung (T1) an der ersten Verstell- stange (3a, 103) des ersten Schließgliedes (3) ausführen, wobei der zweite
Antriebskolben (105) in seiner Umfangsfläche dichtend vom ersten Antriebskolben (102) umfasst ist, und mit einem dritten Antriebskolben (106) der zweiten Einzelverstelleinrichtung (400) für das zweite Schließglied (4), der in Richtung der zugeordne- ten zweiten Teiloffenstellung (T2) zum Eingriff in eine Mitnahmeverbindung mit der zweiten Verstell stange (4a, 104) des zweiten Schließgliedes (4) verbringbar ist, wobei zwischen den Antriebskolben (102, 105) einerseits und dem dritten Antriebskoben (106) andererseits ein erster Druckmittelraum (107) zur Erzeugung der vollen Offenstellung (H) angeordnet ist, zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebskolben ( 02, 105) ein zweiter Druckmittel räum (108) zur Erzeugung der ersten Teiloffenstellung (T1) vorgesehen und auf der dem ersten Druckmittel räum (107) abgewandten Seite des dritten Antriebskolbens (106) ein dritter Druckmittelraum (109) zur Erzeugung der zweiten Teiloffenstellung
(T2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, • dass der erste und der zweite Antriebskolben (102, 105) unmittelbar auf der ersten Verstellstange (3a, 103) angeordnet sind, und • dass bei Ausbildung des ersten Schließgliedes (3) als Schieberkolben und des zweiten Schließgliedes (4) als Sitzteller - der erste Antriebskolben (102) auf der ersten Verstellstange (3a, 103) begrenzt axial verschieblich angeordnet und - der zweite Antriebskolben (105) auf der ersten Verstellstange (3a, 103) unverschieblich festgelegt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unverschiebliche Festlegung des ersten Antriebskolbens (102) mittels eines ersten Fügemittels (114.1) erfolgt, das auf der dem zweiten Antriebskolben (105) abgewandten Seite des ersten Antriebskolbens (102) auf der ersten Verstellstange (3a, 103) angeordnet ist, dass die unverschiebliche Festlegung des zweiten Antriebskolbens (105) mittels eines zweiten Fügemittels (114.2) erfolgt, das auf der dem ersten Antriebskolben (102) abgewandten Seite des zweiten Antriebskolbens (105) auf der ersten Verstellstange (3a, 103) angeordnet ist, und dass zwischen den beiden Antriebskolben (102, 105) und auf der er- sten Verstellstange (3a, 103) ein auf dieser unverschieblich angeordnetes, beiden Antriebskolben (102, 105) gleichermaßen dienendes zweites Anschlagmittel (113) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Fügemittel (114.1 , 114.2) in Form eines einzigen Fügemittels (114) ausgebildet sind, und dass der zweite Antriebskolben (105) an seiner einen Stirnfläche einen konzentrischen ringförmigen Vorsprung (105d) und an seiner anderen Stirnfläche eine konzentrische Ausnehmung (105e) aufweist, wobei der Vorsprung (105d) und die Ausnehmung (105e) jeweils so be- messen sind, dass der Vorsprung (105d) an einem stirnseitigen Ende (104a) der zweiten Verstellstange (4a, 104) zur Anlage kommt oder dass, bei einer umgekehrten Einbaulage des zweiten Antriebskolbens (105), die Ausnehmung (105e) das stirnseitige Ende (104a) der zweiten Verstellstange (4a,104) aufnimmt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügemittel (114; 114.1 , 114.2) als Distanzringe ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckmittelraum (107) an dem Gehäuse (101) einen ersten Druckmittelanschluss (115) aufweist, über den der erste Druckmittelraum (107) mit einem ersten Druckmittelstrom (D1) beaufschlagbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckmittelraum (108), ausgehend von einem zweiten Druckmittelanschluss (7a), über eine in der ersten Verstellstange (3a, 103) ausgebildete Druckmittelbohrung (103a), die sich in mindestens eine Querbohrung (103b) verzweigt, mit einem zweiten Druckmittelstrom (D2) beaufschlagbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckmittelraum (107), ausgehend von einem modifizierten er- sten Druckmittelanschluss (7a*), über eine in der ersten Verstellstange (3a, 103) ausgebildete Druckmittelbohrung (103a), die sich in mindestens eine zweite Querbohrung (103b*) verzweigt, mit einem modifizierten ersten Druckmittelstrom (D1*) beaufschlagbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckmittelraum (108) über eine Zufuhrbohrung (118) im ersten Antriebskolben (102) mit einem modifizierten zweiten Druckmittelstrom (D2*) beaufschlagbar ist, wobei die Zufuhrbohrung (118) aus einem Ringraum (117) ausmündet, der zwischen einer äußeren Mantelfläche des radial verjüngten ersten Antriebskolbens (102) und einer inneren Mantelfläche des Gehäuse (101) gebildet ist, und der Ringraum (117) über einen an dem Gehäuse (101) angeordneten modifizierten zweiten Druckmittelanschluss (115*) mit dem Druckmittelstrom (D2*) versorgt wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem zweiten Antriebskolben (105) abgewandten Seite des ersten Antriebskolbens (102) eine die erste Verstellstange (3a, 103) umschlie- ßende Mitnehmerhülse (119) vorgesehen ist, die im Zuge der ersten Teiloffenstellung (T1) einerseits an ihrem dem ersten Antriebskolben (102) zugewandten Ende in eine Mitnahmeverbindung mit der ersten Verstellstange (3a, 103) gelangt und andererseits ein kolbenfernes Ende entweder einer den ersten Antriebskolben (102) beaufschlagenden Hauptfeder (11) oder wenigstens einer inneren Feder (110'") eines Federpaketes (110', 110", 110"') hintergreift.
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