DE1185031B

DE1185031B - Antrieb fuer Ventile, die in groesserer Anzahl in einer laengeren Hochdruckleitung untergebracht sind

Info

Publication number: DE1185031B
Application number: DEZ9486A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Carl Herbert Zikesch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-06-27
Filing date: 1962-06-27
Publication date: 1965-01-07

Description

Antrieb für Ventile, die in größerer Anzahl in einer längeren Hochdruckleitung untergebracht sind Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für Ventile, die in größerer Anzahl in einer längeren Hochdruckleitung untergebracht sind. Die Leitungen und der Kessel einer Dampfkraftanlage u. dgl. müssen gleichzeitig auf ihrer ganzen Länge entwässert und/ oder entlüftet werden können. Zu diesem Zweck befinden sich in solchen Leitungen eine Vielzahl von Ventilen, die von einer Schaltwarte aus gesteuert werden.
Infolge ihrer räumlichen Trennung können die Ventile nicht exakt gleichmäßig die Schließstellung erreichen. Dies brachte bisher Schwierigkeiten in der Auslegung des Antriebs wie auch in der Schaltung, wenn von einer Zentrale aus mit einem einzigen Schaltvorgang gesteuert werden soll.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Schwierigkeiten zu beseitigen. Ihr Wesen wird gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden an sich bekannten Vorrichtungen: a) ein Drehstrom-Drehfeld-Magnet; der ohne schädliche Erhitzung unter Spannung stehen kann, mit einer b) Schubübertragung des Antriebes mittels eines Schneckenantriebes auf eine Gewindespindel des Verschlußstückes und mit c) der Schließrichtung des Verschlußstückes im Sinne des Dampfdruckes sowie mit d) der Anordnung eines Kraftspeichers derart, daß seine Entspannung in Öffnungsrichtung nur zu Beginn des Öffnungsweges erfolgt und entgegen dem Leitungsdruck auf die Ventilspindel wirkt.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch dargestellt, und zwar zeigt A b b. 1 einen Längsschnitt durch einen Antrieb gemäß der Erfindung, A b b. 2 eine diagrammatische Darstellung eines Ventilhubes in Abhängigkeit von der Spindelkraft. Da die Schließstellungen der Ventile nicht gleichzeitig erreicht werden, kommt im Sinne der erfindungsgemäßen Kombination ein Motor zur Anwendung, der unter Spannung abbremsbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß die schließenden Motoren zunächst unter Spannung bleiben, bis der letzte geschlossen hat. Als solche Motoren kommen Drehstrom- und Drehfeldmagneten zur Anwendung, die eine kleine Antriebseinheit bilden. Nach jedem kleinen Regelvorgang wird dieser Motor nicht abgeschaltet, sondern bleibt ständig unter Spannung stehen, gleichgültig, ob er steht oder läuft. So ist es möglich, daß der Antriebsmotor beim Schließen eines Verschlußstückes unter voller Tourenzahl gegen die Dichtung läuft und aus diesem Lauf blockiert wird, ohne Schaden zu nehmen. Dadurch wird die Voraussetzung gegeben, daß sämtliche Ventile mit eigenem Antrieb auf einfachste Weise nur mit einem gemeinsamen Schalter gleichzeitig gesteuert werden. Auf diese Weise kommen umfangreiche und kostspielige Endschalter und Drehmomentschalter zum Fortfall. Dabei kann jeder der Antriebsmotoren für Dauerbelastung mit einem einstellbaren Verzögerungsrelais ausgerüstet werden.
Bei solch kleinen Elektromotoren ist eine einfache Schubübertragung mittels eines Schneckentriebes auf eine Gewindespindel des Verschlußstückes erforderlich. Die Verschlußstücke an den Spindeln sind so angeordnet, daß der Leitungsdruck auf den Verschlußstücken liegt und dadurch eine schließende Tendenz hat. Der Elektroantrieb öffnet oben dann das Ventil entgegen dem Leitungsdruck. Um trotzdem den Motor klein halten zu können, ist eine Feder vorgesehen, die nur zu Beginn des Öffnungshubes diesen unterstützt. Sowie nach einem kurzen Öffnungshub beiderseits des Verschlußstückes Druckausgleich hergestellt ist, spielt der Leitungsdruck keine wesentliche Rolle mehr.
Die Spindel 1 für das Verschlußstück eines Ventils ist durch eine Keil- oder Bolzenführung 2 gegen Verdrehung gesichert. Die Schubbewegungen erfolgen durch ein auf der Spindel l befestigtes Schneckenrad 3, das mit einer motorisch angetriebenen Schneckenspindel 4 im Eingriff steht.
Die Schneckenspindel 4 ist in einem ringförmigen Mittelteil 5 drehbar gelagert, welches das Schneckenrad 3 umschließt. Der Mittelteil 5 befindet sich zwischen einem Deckel 6 und einem Bodenstück 7. Der Mittelteil 5, der Deckel 6 und der Boden 7 bilden das Gehäuse des Antriebes. Zur leicht lösbaren Anordnung ist der Mittelteil 5 durch Schrauben 8 mit dem Deckel 6 sowie dem Boden 7 verschraubt. Das Schneckenrad 3 stützt sich an seinen beiden Seiten 9 über Kugellager 10 gegen den Deckel 6 und das Bodenstück 7 ab. Zwischen den Stirnseiten des Mittelteiles 5 und -dem Deckel 6 bzw. dem Bodenstück 7 sind Paßringe 11 eingesetzt.
Die Feder 12 ist derart angeordnet, daß ihre Spannung vor der Schließstellung erfolgt und entgegen dem Leitungsdruck auf die Ventilspindel 1 wirkt. Wie aus der Darstellung der A b b. 2 ersichtlich, sind in der Horizontalen der Ventilhub und auf der Vertikalen die Spindelkräfte des Ventils in Kp aufgetragen. Die Kurve 1 stellt den Kraftverlauf der Spindelkraft im vollkommen normalen Zustand dar. Sie läßt erkennen, daß beim Beginn des öffnens des Ventils in dem gewählten Beispiel 2000 Kp öffnungskräfte vorliegen und daß diese öffnungskräfte im Verlauf des Hubes zunächst sehr stark und dann leicht abfallen. Würde man die Feder 12 nicht einbauen, so müßte der Antriebsmotor mit einer Leistung ausgerüstet werden, die der Erzeugung einer Schubkraft von 2000 Kp entspricht. Das führt zu einem großen Motor. Durch die Anordnung des Kraftspeichers oberhalb des Antriebes in der erfindungsgemäßen Kombination wird die Spitze der Motorleistungskurve abgebrochen, und zwar nach der Kurve I1, so daß die maximale Motorleistung höchstens noch mit 1200 Kp Schubkraft zu entsprechen braucht. Die Charakteristik der Feder geht aus der Kurve III hervor. Bekanntlich haben alle Federn eine gerade Charakteristik. Die Feder in der erfindungsgemäßen Kombination soll auch nicht auf dein ganzen Ventilöffnungsweg arbeiten, sondern nur am Anfang, solange die hohe Spitze vorliegt. Sobald dieser Hub an der Stelle I V erreicht ist, wird die Feder arretiert, und die Spindel läuft ohne Federkraft in den vollen Öffnungszustand. Beim Schließzustand ist eine erhebliche Kraftreserve vorhanden, weil das Verschlußstück vom Dampfdruck geschlossen wird und man keinen wesentlichen Widerstand überwinden muß, wenn man -von der .Reibung absieht. Infolgedessen ist es möglich, auch mit einem sehr leichten und schwachen Motor in der Feder die erforderliche Kraftreserve aufzuspeichern.

Claims

Patentanspruch: Antrieb für Ventile, die in größerer Anzahl in einer längeren Hochdruckleitung untergebracht und in unregelmäßigen Abständen durch einen einzigen Vorgang in einer Schaltwarte gleichzeitig gesteuert werden, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden an sich bekannten Vorrichtungen: a) ein Drehstrom-Drehfeld-Magnet, der ohne schädliche Erhitzung unter Spannung stehen kann, mit einer b) Schubübertragung des Antriebes mittels eines Schneckenantriebes (3, 4) auf eine Gewindespindel (1) des Verschlußstückes und mit c) der Schließrichtung des Verschlußstückes im Sinne des Leitungsdruckes sowie mit d) der Anordnung eines Kraftspeichers (12) derart, daß seine Entspannung in öffnungsrichtung nur zu Beginn des öffnungsweges erfolgt und entgegen dem Leitungsdruck auf die Ventilspindel (1) wirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 511691, 677 856, 710 292, 717 884; deutsche Auslegeschriften Nr. 1077 018, 1099297.