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Elektromotorische Antriebsvorrichtung für Ventile
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebsvorrichtung für Ventile, bei denen ein Ven- tilkegel od. dgl. sowohl in seiner schliessenden als in seiner offenen Endlage eine abdichtende Funktion hat, wie z. B. bei Sitzventilen, wo der Ventilkegel in ganz offener Lage gegen den Deckel abdichtet, eine sogenannte Rückdichtung, so dass die Stopfbüchse während des Betriebes umgepackt werden kann, oder z. B. wie bei Zweiwegeventilen.
Um den Ventilkegel von einer abdichtenden Endlage schnell zu entfernen, muss das Drehmoment der Ventilspindel grösser sein, als das abdichtende Drehmoment, wenn der Ventilkegel seine Endlage erreicht. Die Erfindung betrifft eine Anordnung, wo dieser Unterschied der Momente vorhanden ist und wo auch verschiedene Momente in den beiden Endlagen des Ventilkegels erzielt werden können.
Bei der Erfindung steht die Ventilspindel in bekannter Weise über ein Getriebe und eine Rutschkupplung in Verbindung mit einem Antriebsmotor. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Rutsch- kupplung eine elektrische Rutschkupplung mit elektromagnetischer Drehmoilientübertragung verwendet wird, die auf der Ventilseite mit einem Geschwindigkeitsänderungen fühlenden Gerät in Verbindung steht, und dass Widerstände verschiedener Grösse in den Stromkreis der Magnetwicklung der Rutschkupplung schaltbar sind, die eine Änderung der Grösse des Rutschmomentes bewirken. Das Geschwindigkeitsänderungen fühlende Gerät schaltet den Motor ab, wenn die Drehzahl im Getriebe infolge des Rutschens der Rutschkupplung abnimmt.
Für diesen Zweck kann jede Anordnung verwendet werden, die eine abnehmende Drehzahl an der Getriebeseite der Rutschkupplung in einen für das Abschalten des Motors brauchbaren Impuls umwandeln kann. Es sind eine Menge solcher Vorrichtungen bekannt. Ob die Vorrichtung mechanisch oder elektrisch, mit oder ohne Verstärker arbeitet, ist in diesem Zusammenhang nicht massgebend.
Die erwähnten Widerstände im Stromkreis der Magnetwicklung der Rutschkupplung können bei einem Ventil mit Rückdichtung z. B. auf die folgende Weise einschaltbar angeordnet sein : Bei Start von der schliessenden Endlage des Ventilkegels ist im Stromkreis ein gewisser Widerstand eingeschaltet, der ein bestimmtes Rutschmoment (B) bewirkt. Eine geeignete Vorrichtung, z. B. ein Verzögerungskontakt, ist vorgesehen, die nach einer gewissen Zwischenzeit einen grösseren Widerstand einschaltet, wodurch die Rutschkupplung ein kleineres Rutschmoment (C) gibt, das der erwünschten Abdichtung in der offenen Endlage angepasst ist.
Bei Start von dieser Endlage ist ein Widerstand, der kleiner ist, als der letztgenannte Widerstand, zur Einschaltung in den Stromkreis angeordnet, wodurch ein Rutschmoment (D) erzielt wird, das grösser ist als das abdichtende Rutschmoment (C) in der offenen Endlage. Wenn der Ventilkegel seine schliessende Endlage erreicht, ist der im Stromkreis eingeschaltete Widerstand grösser als beim Start von dieser Endlage, und das abdichtende Moment (A) wird darum auch hier kleiner als das Startmoment (B). In einer vorgezogenen Ausführungsform der Erfindung ist das Startmoment (D) in der offenen Endlage gleich gross wie das abdichtende Moment (A) in der schliessenden Endlage, und derselbe Widerstand kann die ganzezeit im Stromkreis eingeschaltet sein, wenn der Ventilkegel sich von der offenen zu der schlie- ssenden Endlage bewegt.
Das Geschwindigkeitsänderungen fühlende Gerät ist, um möglichst schnell die abnehmende Drehzahl zu fühlen, direkt an der einen Hälfte der Rutschkupplung an der Getriebeseite der Antriebsvorrichtung gekuppelt.
Der Schaltkreis der Antriebsvorrichtung kann mit Verriegelungsvorrichtungen versehen sein, so dass ein wiederholter Start in einer bestimmten Bewegungsrichtung nicht erfolgen kann, wenn das Geschwin-
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digkeitsänderungen fühlende Gerät eine Abschaltung bewirkt hat. Ferner kann ein handbetätigtes Organ im Schaltkreis vorgesehen sein, um den Ventilkegel in einer beliebigen Lage anzuhaften. Der Ventilkegel kann also unabhängig von dem Geschwindigkeitsänderungen fühlenden Gerät zum Stehen gebracht werden.
Es ist auch vorteilhaft, Stellungsanzeiger für den Ventilkegel einzuschalten, z. B. in der Form eines fortwährend anzeigenden Organs, das die Stellung des Ventilkegels anzeigt, und/oder Lampen, die bei der offenen bzw. schliessenden Lage des Ventilkegels leuchten, und eine Warnungslampe, die leuchtet, wenn der Ventilkegel aus irgend einem Grund zwischen den Endlagen stehengeblieben ist, z. B. falls fremde
Gegenstände den Ventilkegel daran hindern, sich in der einen oder andern Richtung zu bewegen.
Die beiliegende Zeichnung zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung für Ventile, Fig. 2 zeigt den Antriebsmotor und seinen Anschluss zum Netz über einen Überstromausschalter und Schalter für den Wechsel der Phasen- folge, Fig. 3 zeigt einen Teil des Stromkreises für die Schalter, und Fig. 4 zeigt einen Teil des Strom- kreises für die Magnetwicklung der Rutschkupplung.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen elektrischen Motor, der über eine elektrische Rutschkupplung 2a, 2b mit einem Zahnradgetriebe 3 in Verbindung steht. Das Getriebe treibt eine Hülse 4 mit Innengewinde, die die den Ventilkegel tragende Ventilspindel 5 umgibt. Ein Geschwindigkeitsänderungen fühlendes Gerät 6 ist direkt an die eine Hälfte 2b der Rutschkupplung gekuppelt. Für die Handbetätigung des Ventils ist ein
Handrad 7 vorgesehen, das in Eingriff mit einem an der Gewindehülse befestigten Zahnrad 8 gebracht wer- den kann. Um zu verhindern, dass der elektrische Motor 1 gestartet wird, wenn das Handrad 7 in Ein- griff ist, ist ein Sperrorgan 9 vorgesehen, z. B. in der Form einer federbeeinflussten Kugel, die auch die
Handradwelle in gehobener Lage festhält, wenn das Handrad nicht eingeschaltet se\il soll.
In Fig. 2 bezeichnet 1 den Motor, 10 einen Überstromausschalter und 11 und 12 Schalter für den
Wechsel der Phasenfolge. Der Schalter 11 öffnet das Ventil, und der Schalter 12 schliesst es.
In Fig. 3, die einen Teil des Stromkreises für die Schalter 11 und 12 zeigt, wird der Kreis mit Wech- selstrom gespeist, und ein Druckknopf 11" ist in Reihenschaltung mit dem Schalter 11. Ein Haltekreis 13 mit einem Kontakt 11'und dem Geschwindigkeitsänderungen fühlenden Gerät 6 ist in Parallelschaltung mit dem erwähnten Druckknopfll". WennderDruckknopf 11"betätigtwird, werden der Schalter 11 und das
Ventil im öffnenden Sinne beeinflusst, und der Ventilkegel wird aus seiner schliessenden Lage gehoben.
Es sind ferner im Stromkreis der Schalter ein zweiter Druckknopf 12" in Reihenschaltung mit dem Schal- ter 12 und ein zweiterHaltekreis 14 mit einem Kontakt 12'und dem Geschwindigkeitsänderungen fühlen- den Gerät 6 in Parallelschaltung mit dem Druckknopf 12". Bei der Betätigung des Druckknopfes 12" werden der Schalter 12 und das Ventil in schliessendem Sinne beeinflusst, und der Ventilkegel bewegt sich von seiner offenen Lage, d. h. von seiner Rückdichtungslage.
In Fig. 4, die einen Teil des Stromkreises für die Magnetwicklung der Rutschkupplung zeigt, wird der
Kreis von einer Gleichstromquelle gespeist. 15 bezeichnet die Magnetwicklung der Rutschkupplung, 16
Widerstände in Reihenschaltung, und 17, 18 und 19 bezeichnen Zweigleitungen für die Einschaltung von
Widerständen verschiedener Grösse. Wenn der Strom durch die Zweigleitung 19 geleitet wird, erhält man den grössten Widerstand und demnach auch das kleinste Rutschmoment in der Rutschkupplung. Wird die
Zweigleitung 18 benutzt, erhält man ein mittelgrosses Rutschmoment, und die Zweigleitung 17 gibt das grösste Rutschmoment.
In der Zweigleitung 18 befindet sich ein Kontakt 12'111, der von dem Schalter 12 beeinflusst wird, und der, wenn das Ventil sich im Ruhestand befindet, in offener Lage die Zweigleitung abschaltet. In der
Zweigleitung 17 befindet sich ein Kontakt 12111, der von dem Schalter 12 beeinflusst wird, und der zuge- schaltet ist, wenn das Ventil sich im Ruhestand befindet. In der Zweigleitung 17 befindet sich ferner ein
Verzögerungskontakt 11111, der von demKontaktor 11 beeinflusst wird, und der im Ruhestand des Ventils. zugeschaltet ist. Der Verzögerungskontakt kann z. B. von der gewöhnlichen pneumatischen Bauart sein.
Die Schaltanordnung des Ventils funktioniert in der folgenden Weise :
Wenn das Ventil geschlossen ist, d. h., wenn der Ventilkegel sich in seiner schliessenden Endlage be- findet und wenn er gehoben werden soll, wird der Druckknopf 11" betätigt. Dabei bringt der Schalter 11 den Motor zum Start, und der Kontakt 11'und das Geschwindigkeitsänderungen fühlende Gerät 6 schalten den Haltekreis 13 ein. Im Stromkreis für die Magnetwicklung-15 der Rutschkupplung wird der Strom dann zuerst durch die Zweigleitung 17 geleitet, und die Rutschkupplung gibt ihr grösstes Moment (B).
Nach einer bestimmten Zwischenzeit schaltet der Verzögerungskontakt 11111 aus, und der Strom wird durch die
Zweigleitung 19 geleitet, wobei die Rutschkupplung ihr kleinstes Moment (C) gibt, das der erwünschten
Rückdichtung in der offenen Lage des Ventilkegels angepasst ist. Wenn der Ventilkegel die offene Endlage erreicht hat und die Rutschkupplung zu rutschen anfängt, fühlt das Gerät 6 die Abnahme der Drehzahl auf
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der Getriebeseite und schaltet den Motor ab, d. h., der Haltekreis 13 wird abgeschaltet.
Wenn das Ventil zu schliessen ist, d. h., wenn der Ventilkegel von seiner offenen, rückdichtenden Endlage zu entfernen und zu seiner schliessenden Endlage zu führen ist, wird der Druckknopf 12" betätigt, wobei der Schalter 12 den Motor zum Start bringt und der Kontakt 12'und das Gerät 6 den Haltekreis 14 einschalten. Im Strom- kreis für die Magnetwicklung 15 der Rutschkupplung wird der Strom durch die Zweigleitung 18 geleitet, da im Startaugenblick der Schalter 12 den Kontakt 12'"steuert, um die Zweigleitung 17 auszuschalten, und den Kontakt 12"", um die Zweigleitung 18 einzuschalten. Die Rutschkupplung 2a, 2b gibt dadurch ein
Moment A, das grösser ist als das oben genannte Moment C und kleiner als das oben erwähnte Moment B.
In der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind das Rutschmoment für das Entfernen des Ventilkegels aus seiner offenen Endlage und das Abdichtungsrutschmoment in der schliessenden Endlage gleich gross. Jedoch kann natürlich der Stromkreis für die Magnetwicklung der Rutschkupplung so angeordnet werden, dass ein Rutschmoment D erzielt wird für das Entfernen aus der rückdichtenden Lage, das z. B. etwas kleiner ist als das Abdichtungsmoment A in der schliessenden Endlage des Ventilkegels.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Elektromotorische Antriebsvorrichtung für Ventile, bei denen ein Ventilkegel sowohl in seiner schliessenden als in seiner offenen Endlage eine abdichtende Funktion hat und wo die Ventilspindel über ein Getriebe und eine Rutschkupplung mit einem Antriebsmotor in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass als Rutschkupplung eine elektrische Rutschkupplung (2a, 2b) mit elektromagnetischer Drehmomentübertragung verwendet wird, die auf der Ventilseite mit einem Geschwindigkeitsänderungen füh- lenden Gerät (6) in Verbindung steht, und dass Widerstände (16) verschiedener Grösse in den Stromkreis der Magnetwicklung (15) der Rutschkupplung schaltbar sind, die eine Änderung der Grösse des Rutschmomentes bewirken.
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Electromotive drive device for valves
The invention relates to an electromotive drive device for valves in which a valve cone or the like has a sealing function both in its closing and in its open end position, such as. B. in poppet valves, where the valve cone seals against the cover in the completely open position, a so-called back seal, so that the stuffing box can be repacked during operation, or z. B. as with two-way valves.
In order to quickly remove the valve cone from a sealing end position, the torque of the valve spindle must be greater than the sealing torque when the valve cone reaches its end position. The invention relates to an arrangement where this difference in moments is present and where different moments can also be achieved in the two end positions of the valve cone.
In the invention, the valve spindle is in a known manner via a gear and a slip clutch in connection with a drive motor. The invention is characterized in that an electrical slip clutch with electromagnetic torque transmission is used as the slip clutch, which is connected on the valve side to a device that senses changes in speed, and that resistors of various sizes can be switched into the circuit of the magnetic winding of the slip clutch, which have a Change the size of the slip torque. The device, which senses changes in speed, switches off the motor when the speed in the transmission decreases as a result of the slipping clutch.
For this purpose, any arrangement can be used that can convert a decreasing speed on the transmission side of the slip clutch into a pulse that can be used to switch off the motor. A number of such devices are known. Whether the device works mechanically or electrically, with or without an amplifier, is not relevant in this context.
The mentioned resistances in the circuit of the magnetic winding of the slip clutch can be used in a valve with a back seal z. B. be arranged switchable in the following way: When starting from the closing end position of the valve cone, a certain resistance is switched on in the circuit, which causes a certain slip torque (B). A suitable device, e.g. B. a delay contact is provided, which switches on a larger resistance after a certain interval, whereby the slip clutch gives a smaller slip torque (C), which is adapted to the desired seal in the open end position.
When starting from this end position, a resistance that is smaller than the last-mentioned resistance is arranged to be switched on in the circuit, whereby a slip torque (D) is achieved that is greater than the sealing slip torque (C) in the open end position. When the valve cone reaches its closing end position, the resistance switched on in the circuit is greater than when starting from this end position, and the sealing torque (A) is therefore also smaller here than the starting torque (B). In a preferred embodiment of the invention, the starting torque (D) in the open end position is the same as the sealing torque (A) in the closing end position, and the same resistance can be switched on all the time in the circuit when the valve cone moves from the open to the moving end position.
The speed change sensing device is, in order to feel the decreasing speed as quickly as possible, coupled directly to one half of the slip clutch on the transmission side of the drive device.
The circuit of the drive device can be provided with locking devices so that a repeated start in a certain direction of movement cannot take place if the speed
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The device that senses changes in the condition has caused a shutdown. Furthermore, a manually operated member can be provided in the circuit in order to adhere the valve cone in any position. The valve cone can therefore be brought to a standstill independently of the device that senses changes in speed.
It is also advantageous to turn on position indicators for the valve cone, e.g. B. in the form of a continuously indicating organ that indicates the position of the valve cone, and / or lamps that light up when the valve cone is in the open or closed position, and a warning lamp that lights up when the valve cone is between the for some reason End positions stopped, z. B. if strangers
Objects prevent the valve plug from moving in one direction or the other.
The accompanying drawing shows schematically an embodiment of the invention. Fig. 1 shows partially in section a drive device according to the invention for valves, Fig. 2 shows the drive motor and its connection to the network via an overcurrent switch and switch for changing the phase sequence, Fig. 3 shows part of the circuit for the switches, and 4 shows part of the circuit for the magnet winding of the slip clutch.
In FIG. 1, 1 denotes an electric motor which is connected to a gear transmission 3 via an electric slip clutch 2a, 2b. The gear drives a sleeve 4 with an internal thread which surrounds the valve spindle 5 carrying the valve cone. A speed change sensing device 6 is coupled directly to one half 2b of the slip clutch. For the manual operation of the valve there is a
Handwheel 7 is provided, which can be brought into engagement with a gear 8 fastened to the threaded sleeve. In order to prevent the electric motor 1 from being started when the handwheel 7 is in engagement, a locking member 9 is provided, e.g. B. in the form of a spring-influenced ball, which is also the
Holds the handwheel shaft in a raised position when the handwheel should not be switched on.
In Fig. 2, 1 denotes the motor, 10 an overcurrent switch and 11 and 12 switches for the
Change of phase sequence. The switch 11 opens the valve and the switch 12 closes it.
In FIG. 3, which shows part of the circuit for switches 11 and 12, the circuit is fed with alternating current, and a push button 11 ″ is connected in series with switch 11. A hold circuit 13 with a contact 11 ′ and the Device 6, which senses changes in speed, is connected in parallel with the aforementioned pushbutton. When the push button 11 "is operated, the switch 11 and the
The valve is influenced in the opening sense and the valve cone is lifted from its closed position.
Furthermore, in the circuit of the switches there are a second push button 12 ″ connected in series with the switch 12 and a second holding circuit 14 with a contact 12 ′ and the device 6 sensing changes in speed in parallel with the push button 12 ″. When the push button 12 "is actuated, the switch 12 and the valve are affected in a closing sense, and the valve cone moves from its open position, i.e. from its back seal position.
In Fig. 4, which shows part of the circuit for the magnetic winding of the slip clutch, the
Circuit powered by a direct current source. 15 designates the magnetic winding of the slip clutch, 16
Resistors connected in series, and 17, 18 and 19 denote branch lines for switching on
Resistances of various sizes. When the current is passed through the branch line 19, the greatest resistance is obtained and therefore also the smallest slipping torque in the slipping clutch. Will the
If branch line 18 is used, a medium-sized slip torque is obtained, and branch line 17 gives the greatest slip torque.
In the branch line 18 there is a contact 12'111 which is influenced by the switch 12 and which, when the valve is at rest, switches off the branch line in the open position. In the
Branch line 17 is a contact 12111, which is influenced by the switch 12 and which is switched on when the valve is at rest. In the branch line 17 there is also a
Delay contact 11111, which is influenced by the contactor 11, and that when the valve is idle. is switched on. The delay contact can, for. B. be of the ordinary pneumatic type.
The switching arrangement of the valve works in the following way:
When the valve is closed, i. That is, when the valve cone is in its closing end position and when it is to be lifted, the push button 11 ″ is actuated. The switch 11 starts the motor and the contact 11 ′ and the device 6 sensing changes in speed switch the holding circuit 13. In the circuit for the magnetic winding 15 of the slip clutch, the current is first passed through the branch line 17, and the slip clutch gives its greatest moment (B).
After a certain interval, the delay contact 11111 switches off and the current is passed through the
Branch line 19 passed, the slip clutch giving its smallest torque (C) that of the desired
Back seal is adapted in the open position of the valve cone. When the valve cone has reached the open end position and the slip clutch begins to slip, the device 6 senses the decrease in speed
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the transmission side and switches off the engine, d. That is, the hold circuit 13 is switched off.
When the valve is to be closed, d. That is, when the valve cone is to be removed from its open, back-sealing end position and to be guided to its closing end position, the push button 12 "is actuated, the switch 12 starting the motor and the contact 12 'and the device 6 the holding circuit 14. In the circuit for the magnet winding 15 of the slip clutch, the current is conducted through the branch line 18, since at the moment of starting the switch 12 controls the contact 12 '"to switch off the branch line 17 and the contact 12" "to switch off the Switch on branch line 18. The slip clutch 2a, 2b is input
Moment A, which is greater than the above moment C and smaller than the above moment B.
In the embodiment of the invention shown in the drawing, the slip torque for removing the valve cone from its open end position and the sealing slip torque in the closing end position are equal. However, of course, the circuit for the magnetic winding of the slip clutch can be arranged so that a slip torque D is achieved for the removal from the back sealing layer, which z. B. is slightly smaller than the sealing torque A in the closing end position of the valve cone.
PATENT CLAIMS:
1. Electromotive drive device for valves in which a valve cone has a sealing function both in its closing and in its open end position and where the valve spindle is connected to a drive motor via a gear and a slip clutch, characterized in that an electric slip clutch is used as a slip clutch (2a, 2b) is used with electromagnetic torque transmission, which is connected on the valve side to a device (6) that detects changes in speed, and that resistors (16) of various sizes can be switched into the circuit of the magnetic winding (15) of the slip clutch, which cause a change in the magnitude of the slip torque.