DE1039805B - Ventilantrieb mit einem rotierenden Motor - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Ventilantrieb mit einem mit der Ventilspindel verbundenen rotierenden Motor.

Derartige Ventilantriebe sind z. B. in der chemischen Industrie bei Verfahren, die mit hoher Temperatur arbeiten, und bei der Erdölraffinierung verwendbar. Insbesondere können diese Ventilantriebe auch bei Konvertern verwendet werden, wobei in den unteren Enden von Förderleitungen od. dgl. Ventile vorgesehen sind, deren langgestreckte Spindeln sich durch Wandungen nach außen erstrecken. Wegen der außerordentlichen Länge derartiger Anlagen sind die Anschlußleitungen bei den üblicherweise vorherrschenden extremen Temperaturen beachtlichen Dehnungen und Kontraktionen ausgesetzt. Um ungebührliche Spannungen oder Krümmungen der Leitungen der Kesselwandungen und der Ventile unter allen Betriebsbedingungen zu vermeiden, wurden bereits verschiedenartige Hilfsmittel angewandt, um eine Auswärtsbewegung oder ein Nachlassen der Ventile zu ermöglichen, wenn Wärmespannungen in der Übertragungsleitung auftraten. Jedoch konnten diese Vorrichtungen bisher nicht befriedigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilantrieb mit einem mit der Ventilspindel verbundenen rotierenden Motor zu schaffen, wobei das Ventil auch unter starken Temperaturschwankungen arbeitsfähig bleibt.

Erfindungsgemäß weist dieser Ventilantrieb federnde Mittel auf, die durch ihre Zusammendrückbarkeit eine Anpassung an eine Längenänderung der Ventilspindel und gegebenenfalls einer zur Ventilspindel gleichachsigen Anschlußleitung ermöglichen, an deren innerem Ende das Verschlußstück bei geschlossenem Ventil anliegt. Vorteilhafterweise kann der Motor des Ventilantriebs auf den Grad der Zusammendrückung der federnden Mittel ansprechen, um dadurch das Ventil in Verschluß stellung zu halten. Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Betrieb des Motors durch einen normalerweise geschlossenen elektrischen Kreis bewirkt wird, welcher durch Mittel, die mit den Federmitteln verbunden sind, geöffnet werden kann, wenn die Zusammendrückung der Federmittel über einen vorbestimmten Grad hinausgegangen ist, und geschlossen werden kann, wenn die Spannung der Federmittel das vorbestimmte Maß wieder unterschreitet. Es kann zweckmäßig sein, daß der Betrieb des Motors durch ein normalerweise geöffnetes pneumatisches System gesteuert ist, welches durch Mittel, die mit den Federmitteln verbunden sind, geschlossen wird, wenn der Druck der Federmittel über einem vorbestimmten Wert liegt, und geöffnet wird, wenn die Spannung der Federmittel das vorbestimmte Maß wieder unterschreitet.

Anmelder:

The M. W. Kellogg Company,
Jersey City, N. J. (V. St. A.)

ίο Vertreter: Dir. F. Zumstein, Patentanwalt,

München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Februar 1954

Edward Dennis Dowling, Queens Village,

N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Vorteilhafterweise kann die Ventilspindel durch den Motor mittels einer Mutter bewegt werden, mit der eine Antriebshülse koaxial verkeilt ist. Es kann eine Anzeigehülse vorgesehen sein, die auf der Mutter ruht, sich mit ihr dreht und sich in axialer Richtung bezüglich der Ventilspindel bewegen kann. Es kann auch ein Nockenblock vorgesehen sein, der sich in axialer Richtung mit der Anzeigehülse bewegt und die Bewegung der Anzeigehülse auf einen Steuermechanismus überträgt, der den Motor schaltet.

Fig. 1 ist ein Aufriß, teilweise im Schnitt, der das Ventil nach der vorliegenden Erfindung im Einbau in eine Krackanlage mit fluidem Katalysator zeigt. Diese Anlage hat eine obere und eine untere Regenerationskammer, die durch innere Leitungen verbunden sind, die im unteren Teil der unteren Kammer enden.

Fig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Ebene 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt des unteren Teiles des Ventils längs der Ebene 3-3 der Fig. 2.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Detailansicht.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Einzelheit der rechten Ansicht der Anzeigevorrichtung.

Fig. 6 ist eine vergrößerte Einzelheit der linken Ansicht des Anzeigers.

In Fig. 1 ist der untere Teil der Kammer 11 dargestellt, von der vertikale Leitungen 12 und 13 nach oben führen. Die Leitungen 12 und 13 sind Dehnungen und Zusammenziehungen ausgesetzt, da z. B. der kalte Regenerator während des Betriebes auf Tempe-

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raturen von etwa 538 bis 593° C erwärmt und wieder auf Normaltemperatur abgekühlt wird. Das untere Ende der Leitung 12 trägt einen Ventilsitz 18, mit dem das Verschluß stück 32 des Ventils 31 zusammenwirkt. Das untere Ende der Leitung 13 trägt einen Ventilsitz 19 für das Verschlußstück 33 des Ventils 30.

Die Ventile 30 und 31 sind abnehmbar an der Kammerwand befestigt. Zu diesem Zweck sind Flanschhülsen 34 und 35 im Boden der Kammer 11 vorgesehen, an welchen die Ventile 30 und 31 befestigt sind.

Das Ventil 31 weist eine Ventilspindel auf mit einem röhrenförmigen Teil 38, der das Verschlußstück 32 trägt, sowie einen massiven Teil 39. Die beiden Teile 38 und 39 sind z. B. durch eine Mutter 42 verbunden. Die Verbindung nach außen erfolgt durch das T-Stück 43. Am unteren Ende des T-Stückes 43 wird eine Scheibe 54 angeflanscht. Eine übliche Stopfbuchse 55 dichtet den Teil 39 der Ventilspindel nach außen ab.

Eine Stütze 71 weist seitliche öffnungen 58 und 59 auf und ist abnehmbar an der Unterseite der Scheibe 54 befestigt und umgibt die Stopfbuchse 55 und einen Teil der sich nach unten erstreckenden Ventilspindel 39. Vertikale Rippen 120 gestatten die vertikale Bewegung eines an der Spindel 39 befestigten Ringes 121, während sie seine Drehung verhindern. Ein Zeiger 156 geht von dem Ring 121 aus und zeigt die Stellung der Ventilspindel 39 auf der Skala 157 an. Die Ventilspindel 39 hat einen mit einem Gewinde versehenen unteren Teil 122, der in die Mutter 123 paßt, die durch ein übliches Zahnrädergetriebe gedreht werden kann.

In dem Gehäuse des Antriebs dreht sich eine oben in Rollenlagern 134 und unten in Rollenlagern 135 ruhende Antriebseinheit. Die Anordnung weist einen Bord 136 an einer Anzeigehülse 137 auf, ferner die Mutter 123 und Ausgleichsfedern 124 in der Antriebshülse 125. Die Ausgleichsfedern 124 werden durch den Deckel 126 der Antriebshülse 125 in gewünschter Weise vorgespannt. Die Ausgleichsfedern 124 passen unter den Flanschteil der Mutter 123 und halten normalerweise die Mutter 123 in der dargestellten Lage. Bei einer Ausdehnung der Leitung 12 bewegt sich, wenn das Ventil geschlossen ist und infolgedessen die Ventilspindel 38, 39 sich nach abwärts bewegt, die Mutter 123 entgegen dem Druck der Ausgleichsfedern 124 ebenfalls nach unten. Die Ausgleichsfedern 124 sollen vertikale Bewegung aufnehmen können, die auf Grund der Wärmespannung innerhalb der bei dem Verfahren auftretenden Grenztemperaturen auftreten können.

Die Ausgleichsfedern mit den dazugehörigen Teilen werden von einem Gehäuse 127 umschlossen, an dem außen ein Antriebsmotor 128 und ein Handrad 129 befestigt sind. Übliche Übertragungselemente von dem Motor 128 oder vom Handrad 129 enden in dem Kupplungskranz 130, der mit der Mutter 132 verkeilt ist. Die Antriebshülse 131 und die Mutter 123 drehen sich mit dem Kupplungskranz 130 um das Gewinde 122 der Ventilspindel 39 und bewirken ihre vertikale Bewegung. Der Motor 128 wird durch von einem üblichen Steuermechanismus ausgehende Impulse reguliert, wobei dieser Mechanismus durch eine automatische Tastvorrichtung gemäß den Erfordernissen des gewünschten Verfahrens gesteuert wird, der die Lage der Ventilspindel 39 durch die Höhe an dem Einstellstreifen 159 der einstellbaren Spindelklemme 158 übermittelt wird, die am Ring 121 befestigt ist.

Bei einer Drehung des Handrades 129 dreht sich das Kegelzahnrad 139, das in den Kegelzahnkranz 138 eingreifen kann, dessen Zähne einen Teil des Kupplungskranzes 130 bilden. Der Kupplungskranz 130 kann durch übliche, hier nicht dargestellte mechanische Mittel mittels des Kupplungshebels 140 zum Eingriff mit dem Getriebe des Motors 128 oder zum Eingriff mit dem Zahnrad 139 des Handrades 129 verstellt werden. Eine Drehung des Handrades 129 hat, wenn der Kupplungskranz 130 in dieser letzteren Stellung ist, eine Drehung des Kupplungskranzes 130 zur Folge, der, wie oben erwähnt, mit der Antriebshülse 131 verkeilt ist und daher diese Hülse mitdreht. Auf Grund des großen verwendeten Übersetzungsverhältnisses ist es, nachdem das Ventil in Verschlußstellung gebracht wurde, möglich, die Drehung der Mutter 123 fortzusetzen und dadurch die Ausgleichsfedern 124 zusammenzudrücken. Wenn die Zusammendrückung der Ausgleichsfedern 124 einen vorbestimmten Betrag überschreiten sollte, dann könnte die Anpassung an die Wärmeausdehnung ungenügend sein, woraus sich Beschädigungen des Ventils ergeben könnten. Um dem vorzubeugen, verwendet man einen Anzeigemechanismus für den Ausgleich, der eine Anzeigehülse 137 und einen Bord 136 aufweist, die einen Bestandteil der Mutter 123 bilden und auf Grund ihrer Lage den Grad der Zusammendrückung der Ausgleichsfedern 124 anzeigen.

Bei manchen Verfahren ist es erforderlich, nicht nur während einer Ausdehnung der Leitungen 12 und 13 mit zunehmender Temperatur, sondern auch während ihrer Kontraktion dafür zu sorgen, daß der Ver-Schluß beibehalten wird.

Eine vergrößerte Detailansicht eines kombinierten Warnungs- und Verschlußmechanismus zu diesem Zweck ist in den Fig. 4 bis 6 dargestellt, wobei ein Bord 136 und eine Anzeigehülse 137 in gleicher Weise wie bei den früheren Zeichnungen dargestellt sind und wobei Rollen 142 einen Teil des Nockenblockes 143 bilden. Dieser Block kann zusammen mit dem Bord 136 in senkrechter Richtung bewegt werden, wobei sich jedoch der Bord 136 ungehindert drehen kann.

Der Nockenblock 143 ist über den Ständer 144 geschoben und kann in vertikaler Richtung frei gleiten. Ein Hebel 145 greift in die Oberfläche des Nockenblockes 143 ein und wird dadurch betätigt. Er besitzt ein Zahnsegment 146, das mit ihm starr, jedoch mittels Schraube und Mutter einstellbar verbunden ist. Der untere Teil des Hebels 145 kann irgendeine übliche Signalvorrichtung betätigen. In Fig. 6 ist dargestellt, wie der Hebel 145 den Knopf 147 des Steuermechanismus 148 berührt, der je nach der Bewegung des Knopfes 147 den Motor anlaufen und anhalten läßt. Der Steuermechanismus 148 kann einen üblicherweise geschlossenen elektrischen Stromkreis aufweisen, der durch einen Druck auf den Knopf 147 geöffnet wird. Er kann auch aus einem pneumatischen System bestehen, das normalerweise offen ist und das durch einen Druck auf den Knopf 147 geschlossen wird. Wenn bei einem elektrischen Steuermechanismus das Ventil geschlossen und die Ausgleichsfedern 124 verhältnismäßig stark zusammengepreßt sind, so daß der Bord 136 tief liegt und der Knopf 147 hineingedrückt ist, dann ist der Stromkreis offen, und der Motor 128 steht still. Bei einer Zusammenziehung der Ventilspindel 38, 39 und einer Entlastung der Ausgleichsfedern 124 hebt sich der Bord 136, und der Knopf 147 springt wieder heraus, so daß der Stromkreis geschlossen wird und der Motor 128 anläuft, der das Ventil 30,31 schließt und bei geschlossenem Ventil die Ausgleichsfedern 124 wieder in gewünschter Weise spannt. In ähnlicher Weise hebt sich bei einem pneumatischen System bei einer Zusammenziehung

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der Ventilspindel 38,39 und einer Entlastung der Ausgleichsfedern 124 der Bord 136 an, und der Knopf 147 springt heraus, wodurch das pneumatische System geöffnet wird und den Motor 128 anlaufen läßt.

Bei der Warnvorrichtung greift das Zahnsegment 146 derart in die Zähne eines Zahnrades 149 ein, daß eine leichte Abwärtsbewegung der Ausgleichsfedern 124 über einen bestimmten Punkt hinaus ein Herabfallen der Signalflagge 160 bewirkt. Beim Nachlassen des Druckes und beim Anheben des Bordes 136 wird das Zahnsegment 146 in umgekehrter Richtung bewegt, und es bewirkt das Zurückziehen der Signalflagge 160.

Ein zusätzliches Warnsystem, das hier nicht dargestellt ist, bedient sich eines Schall signals, beispielsweise einer Pfeife oder Glocke. Dieses System kann durch einen Knopf, der ähnlich wie der Knopf 147 ausgebildet ist, ausgelöst werden, der jedoch Druckluft in eine Pfeife eintreten läßt oder einen mit einer elektrischen Glocke verbundenen Stromkreis schließt.

Ein Zeiger 150 ist am Nockenblock 143 befestigt und bewegt sich zusammen mit ihm an einer feststehenden Skala 151 vorbei und zeigt dadurch den Grad der Zusammendrückung der Ausgleichsfedern 124 an.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Ventilantrieb mit einem mit der Ventilspindel verbundenen rotierenden Motor, gekennzeichnet durch federnde Mittel (124), die durch ihre Zusammendrückbarkeit eine Anpassung an eine Längenänderung der Ventilspindel (38,39) und gegebenenfalls einer zur Ventilspindel (38, 39) gleichachsigen Anschlußleitung (12,13) ermöglichen, an deren innerem Ende das Verschlußstück (32 bzw. 33) bei geschlossenem Ventil (30 bzw. 31) aufliegt.

2. Ventilantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (128) auf den Grad der Zusammendrückung der federnden Mittel (124) anspricht, um dadurch das Ventil (30, 31) in Verschluß stellung zu halten.

3. Ventilantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb des Motors (128) durch einen normalerweise geschlossenen elektrischen Kreis bewirkt wird, welcher durch Mittel (145,146,147), die mit den Federmitteln (124) verbunden sind, geöffnet werden kann, wenn die Zusammendrückung der Federmittel (124) über einen vorbestimmten Grad hinausgegangen ist, und geschlossen werden kann, wenn die Spannung der Federmittel (124) das vorbestimmte Maß wieder unterschreitet.

4. Ventilantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb des Motors (128) durch ein normalerweise geöffnetes pneumatisches System gesteuert ist, welches durch Mittel (145, 146,147), die mit den Federmitteln (124) verbunden sind, geschlossen wird, wenn der Druck der Federmittel (124) über einem vorbestimmten Wert liegt, und geöffnet wird, wenn die Spannung der Federmittel (124) das vorbestimmte Maß wieder unterschreitet.

5. Ventilantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (38, 39) durch den Motor (128) mittels einer Mutter (123) bewegt wird, mit der eine Antriebshülse (125) koaxial verkeilt ist.

6. Ventilantrieb nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Anzeigehülse (137), die auf der Mutter (123) ruht, sich mit ihr dreht und sich in axialer Richtung in bezug auf die Ventilspindel (38, 39) frei bewegen kann.

7. Ventilantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Nockenblock (143) in axialer Richtung mit der Anzeigehülse (137) bewegt und die Bewegung der Anzeigehülse (137) auf einen Steuermechanismus (148) überträgt, der den Motor (128) schaltet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 497 761, 616 112, 884.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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