DE3304585A1 - Betaetigungseinrichtung - Google Patents
BetaetigungseinrichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
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-
- 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
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/025—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic actuated by thermo-electric means
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
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Description
-3-Betätigungseinrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Betätigungseinrichtungen
für Bewegungsvorrichtungen, beispielsweise Venti-5.
Ie.
Falls es erforderlich ist, einen Mechanismus von einem Steuerort her, der von dem Mechanismus entfernt liegt, zu betätigen,
oder falls es erforderlich ist, von einem einzigen Steuerort aus mehrere oder verschiedene Mechanismen zu betätigen,
die voneinander entfernt angeordnet sind, ist es wünschenswert, daß die Verbindungsleitungen zwischen dem
Steuerort und dem Mechanismus oder jedem der Mechanismen so einfach wie möglich ausgeführt sind und daß ebenso eine
betreffende Betätigungseinrichtung für den Mechanismus oder
jeden der Mechanismen eine einfache, jedoch zuverlässige Konstruktion aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Betätigungseinrichtung
vorgesehen, die aus einem Element mit einem variablen Volumen besteht, das mit einem Bewegungselement der
Betätigungseinrichtung verbunden ist, um dieses Bewegungselement
in Abhängigkeit von Veränderungen im Volumen des Elements mit variablem Volumen zu bewegen, wobei das EIement
mit variablem Volumen Teil eines temperaturempfindlichen Mittels ist und wobei die Betätigungseinrichtung aus
einer thermoelektrisehen Einrichtung, nämlich einer
Peltier-Einrichtung, besteht, die selektiv zu betreiben
ist, um eine Erwärmungswirkung oder eine Kühlwirkung auf das temperaturempfindliche Mittel auszuüben, um so das Volumen
des Elements mit variablem Volumen zu verändern und
dadurch eine Bewegung des Bewegungselements hervorzurufen.
Eine derartige Betätigungseinrichtung kann mit einer Fernsteuereinrichtung
durch einfache Verdrahtung verbunden sein, die lediglich in der Lage ist, einen Arbeitsstrom
an die thermoelektrische Pel tier-Einrichtung zu liefern.
Die Betätigungseinrichtung kann von einer einfachen, jedoch
zuverlässigen Konstruktion wie die thermoelektrische
Peltier-Einrichtung, weiche als ein Anregungsmittel benutzt
wi rd, sein .
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen,
wie dieselbe wirksam zu machen ist, wird im folgenden ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur,
die eine seitliche Schnittansicht darstellt und teilweise
schematisch ein Ventil zeigt, das mit einer Betätigungseinrichtung
verbunden ist, welche mit einer Fernsteuereinrichtung
in Verbindung steht, beschrieben.
In der Figur ist gezeigt, daß ein Ventil 1 ein Ventilelement 2 hat, das von einem Ventilsitz 3 durch eine Druckfeder
4 ferngehalten wird, so daß das Ventil normalerweise
geöffnet ist. Der Körper des Ventils enthält ein Gehäuse 5 für die Druckfeder 4. Die Druckfeder 4 ist auf einem Ventilschaft
6 des Venti1 elements 2 angeordnet, wobei sich dieser
Ventilschaft 6 in das Gehäuse 5 hinein erstreckt und darin
endet.
Der Ventilschaft 6 tritt in das Gehäuse 5 an einem Ende ein, wogegen das andere Ende des Gehäuses 5 durch eine Mutter 7 mit einer Betätigungseinrichtung 8 verbunden ist. Die
Mutter 7 hält an dem betreffenden Gehäuseende einen Ansatz 9A einer Buchse 9 fest, die ihrerseits mit einem Ende .eines
ersten Gehäuses 10 der Betätigungseinrichtung fest verbunden
ist. Innerhalb dieses Endes des ersten Gehäuses 10 und
außerdem darin befestigt ist ein mit einem Ansatz versehenes Teil 11 angeordnet.
Das mit dem Ansatz versehene Teil 11 ist mit einem Ende
eines Elements mit variablem Volumen in Form einer ersten Ausdehnungsmanschette 12 fest verbunden und weist an seinem
anderen Ende eine damit fest verbundene Verschlußkappe 13 auf. In Nachbarschaft dieses anderen Endes der Ausdehnungsmanschette 12 ist das erste Gehäuse 10 durch eine weitere
Buchse 14 verschlossen, die fest in einem Ende eines zwei-
-δ-
ten Gehäuses 15 sitzt. Innerhalb dieses zweiten Gehäuses
ist ein weiteres Element mit variablem Volumen in Form einer zweiten Ausdehnungsmanschette 16 vorgesehen, an deren
einem Ende ein mit einem Ansatz versehenen Abschnitt 14A
der Buchse 14 fest angebracht ist und deren anderes Ende durch eine weitere Verschlußkappe 17 verschlossen ist.
Ein Bewegungselement der Betätigungseinrichtung wird durch
eine Stange 18 dargestellt, deren eines Ende gegen das Ende des Ventilschafts 6, das von dem Venti1 element 2 abgekehrt
liegt, stößt. Diese Stange erstreckt sich durch die Buchse 9, das mit einem Ansatz versehene Teil 11, die Verschlußkappe
13 und die Buchse 14 hin zu der weiteren Verschlußkappe 17. Die Stange 18 ist verschiebbar in die Buchse 9 und in
15. das mit dem Ansatz versehene Teil 11 eingepaßt, ist in einer
flüssigkeitsdichten Weise mit der Verschlußkappe 13
verbunden, sitzt verschiebbar eingepaßt in der Buchse 14
und ist in einer flüssigkeitsdichten Weise fest mit der
weiteren Verschlußkappe 17 verbunden. Das Innere der Ausdehnungsmanschette
12 wird durch die Verbindung dieser Ausdehnungsmanschette
mit dem mit Ansatz versehenen Teil 13 abgedichtet. Auf die gleiche Weise ist das Innere der weiteren
Ausdehnungsmanschette 16 durch deren Verbindung mit den Verschlußkappen 13 und 17 abgedichtet.
Die Stange 18 verläuft durch jede der Ausdehnungsmanschetten
mit einem Zwischenraum, so daß zwischen der Stange und der inneren Wandung der ersten Ausdehnungsmanschette 12
eine Kammer mit veränderbarem Volumen 19, und zwischen der Stange und dem Inneren der zweiten Ausdehnungsmanschette
eine weitere Kammer mit veränderbarem Volumen 20 definiert sind. Desweiteren sind Kammern mit varaiablem Volumen 21
und 22 zwischen dem Äußeren der Ausdehnungsmanschette 12 sowie der inneren Wandung des Gehäuses 10 (Kammer 21) und
zwischen dem Äußeren der zweiten Ausdehnungsmanschette 16 und der inneren Wandung des zweiten Gehäuses 15 (Kammer 22)
definiert. Die Kammer 22 enthält eine ausdehnungsfähige
Füllung eines temperaturempfindlichen Mediums, beispielswei-
se Öl, das sich mit dem Ansteigen der Temperatur ausdehnt. Die Ausdehnungsmanschette 16 und diese Füllung in der Kammer
22 stellen ein temperaturempfindliches Mittel zum Bewegen
der Stange 18 in Abhängigkeit von Veränderungen in dem
Volumen der Ausdehnungsmanschette 16 dar.
Der Kammer 22 ist ein Wärmeaustauscher 23 zugeordnet, der
aus einer thermoelektrisehen Peltier-Einrichtung besteht,
die an dem Gehäuse 15 angebracht ist und eine Wärmesenke 24 enthält. Dieser Wärmeaustauscher ist über elektrische Verbindungsleitungen
25 mit einem Steuergerät 26 verbunden, das Stromversorgungsleitungen 27 aufweist.
Bei seiner Anwendung ist das Ventil 1 beispielsweise in
eine Flüssigkeitsströmungsleitung oder beispielsweise eine
Dampfleitung oder dergl . eingesetzt. In dem offenen Zustand, der gezeigt ist, befindet sich eine Leitungsflüssigkeit
auf beiden Seiten des Venti1 elements. Sie ist in der
Lage, in das zuerst genannte Gehäuse 5 und in das Innere
(Kammer 19) der ersten Ausdehnungsmanschette 12 einzutreten. Diese Ausdehnungsmanschette wirkt indessen als eine
Dichtung und dient dazu, die ausdehnungsfähige Füllung in
der Kammer 22 innerhalb des zweiten Gehäuses 15 von der Leitungsflüssigkeit zu isolieren. Insbesondere dadurch ist
in solchen Fällen, in denen statt einer Leitungsflüssigkeit
ein anderes Medium, beispielsweise Dampf, vorliegt,
die ausdehnungsfähige Füllung von den Einwirkungen der Wärme
des Leitungsmediums isoliert.
Das Ventil 1 kann bewegt werden, d. h. veranlaßt werden, zu schließen, oder es kann in die Lage versetzt werden, zu
öffnen, und zwar von dem Steuergerät 26 her durch Einstellen des Steuergeräts auf einen Arbeitsstrom für die thermo-.
elektrische Peltier-Einrichtung oder den Wärmeaustauscher
23. Abhängig von der ausgewählten Richtung des Stromflusses
kann entweder ein Erwärmungs- oder ein Kühlungseffekt durch
die thermoelektrisehen Peltier-Einrichtung, nämlich den
Wärmeaustauscher 23, erzielt werden. Falls Wärme erzeugt
"1 wird, steigt das Volumen der ausdehnungsfähigen Füllung in
der Kammer 22 an. Dies veranlaßt die zweite Ausdehnungsmanschette 16, sich zusammenzuziehen, was die Stange 18 in
einer Richtung antreibt, in der sie auf den Ventilschaft 6 einwirkt, um so das Ventil gegen die Wirkung der Druckfeder
4 zu schließen. Die Ausdehnungsmanschette 12 zieht sich ebenfalls zusammen, um sich an diese Bewegung der Stange
anzupassen. Durch eine nachfolgende Umkehr des Stromflusses durch die thermoelektrische Pel tier-Einrichtung, nämlich
den Wärmeaustauscher 23, kann eine Kühlungswirkung erzielt
werden, um das Volumen der ausdehnungsfähigen Füllung zu
verringern, wodurch die Druckfeder 4 in die Lage versetzt wird, sich wieder zu strecken, um so das Ventil zu öffnen.
So wie eine thermoelektrische Einrichtung wie die Peltier-Einrichtung
naturgemäß eine einfache Konstruktion aufweist, die keinerlei bewegliche Teile erfordert, ist durch die
Betätigungseinrichtung eine Quelle für eine Anregungskraft
gegeben, die von einer einfachen, jedoch zuverlässigen Konstruktion
ist. Der Rest der Betätigungseinrichtung weist
ebenfalls eine einfache Konstruktion mit einem Minimum von beweglichen Teilen auf. Wegen des Kühlungseffekts, der erzielt
werden kann, erlaubt das Vorsehen der thermoelektrisehen
Einrichtung, nämlich der Pel tier-Einrichtung, daß ein
schnelles Ansprechen in beiden Bewegungsrichtungen der Betätigungseinrichtung
erzielt wird. Desweiteren wird vermöge der Verwendung eines derartigen Aufbaus als Quelle für die
Anregungskraft eine stufenlose Bewegung erreicht.
Die Ausdehnungsmanschette 12 stellt eine Dichtung einer
geeigneten einfachen Konstruktion dar, die durch ihre Größe in Verlängerung der Richtung fort von dem Ventil gut dazu
dient, die ausdehnungsfähige Füllung von einer heißen fließenden
Leitungsflüssigkeit zu isolieren. In Situationen,
in denen die Wärme, die auf den Mechanismus einwirkt, welcher zu bewegen ist, kein Problem mit sich bringt, kann die
Ausdehnungsmanschette 12 durch etliche andere Formen von Dichtungen ersetzt werden, die vergleichweise kompakt in
-δ-
der Richtung fort von dem Ventil sind, beispielsweise durch
eine oder mehrere O-Ringdichtungen. Es ist ersichtlich, daß
der Mechanismus, der zu betätigen ist, anstelle eines Ventils auch eine andere Einrichtung sein kann und daß mehr
als ein Mechanismus von einer einfachen Steuereinrichtung
aus bewegt werden kann. Die Verbindung der Steuereinrichtung
mit der Betätigungseinrichtung oder mit jeder von mehreren
Betätigungseinrichtungen erfordert lediglich ein Minimum
von einfachen elektrischen Verbindungsleitungen. IO
Patentanwalt 15
IUU
Claims (6)
1. Betätigungseinrichtung mit einem Element mit variablem
Volumen, das mit einem Bewegungselement der Betätigungseinrichtung
verbunden ist, um dieses Bewegungselement in Abhängigkeit
von Änderungen im Volumen des Elements mit variablem
Volumen zu bewegen, wobei das Element mit variablem Volumen Teil eines temperaturempfindlichen Mittels ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung desweiteren aus einer thermoelektrisehen
Pel tier-Einrichtung mit einer Wärmesenke (24) besteht, die
selektiv zu betreiben ist, um eine Erwärmungswirkung oder eine Kühlungswirkung auf das temperaturempfindliche Mittel
(16, 20, 22) auszuüben, um so das Volumen des Elements mit variablem Volumen zu verändern und um dadurch eine Bewegung
für das Bewegungselement zu verursachen.
2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzei
chnet , daß das Element mit variablem Volumen eine Ausdehnungsmanschette (16) ist, daß das temperaturempfindliche
Mittel ein Gehäuse (15) enthält, in welehern die Ausdehnungsmanschette angeordnet ist, wobei deren
Inneres gegenüber dem Inneren des Gehäuses abgedichtet ist, und daß eine Kammer (22) vorgesehen ist, die zwischen der
inneren Wandung des Gehäuses (15) und der äußeren Wandung der Ausdehnungsmanschette (16) definiert ist und die eine
ausdehnungsfähige Füllung eines temperaturempfindlichen
Mediums enthält, das sich mit einem Ansteigen der Temperatur ausdehnt.
3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungselement eine
Stange (18) ist, die an der Ausdehnungsmanschette (16) befe stigt ist, so daß sie durch eine Änderung in dem Volumen
der Ausdehnungsmanschette bewegt wird, und daß sich diese Stange (18) von dem Rest der Betätigungseinrichtung aus
durch ein längliches Dichtungselement erstreckt, das dazu
dient, das temperaturempfindliche Mittel (16, 20, 22) von
dem heißen Medium zu isolieren, falls dieses in dem Mechanismus, der durch die Betätigungseinrichtung zu bewegen
ist, vorhanden ist.
4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Dichtungsele-
ment eine weitere Ausdehnungsmanschette (12) ist, durch welche sich die Stange (18) erstreckt, und daß das Innere
dieser Ausdehnungsmanschette (12) gegenüber der Stange (18) an demjenigen Ende dieser Ausdehnungsmanschette (12) abgedichtet
ist, das dem temperaturempfindlichen Mittel (16,
20, 22) benachbart ist.
5. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k
e η η ζ e i c h η e t , daß das längliche Dichtungselement,
welches die Ausdehnungsmanschette (12) bildet, in einem Gehäuse (10) angeordnet ist und daß das Innere dieser
Ausdehnungsmanschette (12) gegenüber dem Inneren des Gehäuses (10) abgedichtet ist.
6. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuergerät (26) elektrisch mit der thermoelektrisehen
Pel ti er-Ei nri chtung "mit Wärmesenke (24) zum Betreiben dieser Einrichtung verbunden ist, um die Erwärmungs- oder Kühlungswirkung
auf das temperaturempfindliche Mittel (16, 20,
22) auszuüben .
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Legal Events
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