POWER DEVICE FOR COMMAND AND REGULATION APPARATUSES

Abstract: 1. Apparatus for driving control and regulating means which possesses a piston (1) which can move in a working cylinder (3) and both of whose end faces (2) can be brought into contact with a pneumatic or hydraulic medium, and in which the piston (1) can be additionally actuated by means of a reset rod (4) which can be inserted into the working cylinder (3) from outside, the reset rod (4) being connected to an actuating member (5) which separates a chamber (6), with a feed line (7) for a pneumatic or hydraulic medium, from a second chamber (8) which has a venting or air inlet port (9) and contains one or more springs (10) which hold the actuating member (5) under tension, wherein the actuating member consists of a membrane (5) connected to a spring plate (14), and a stop (4a) for limiting the initial spring bias is provided.

Description: Vorrichtung zum Antreiben von steuerungs- und regelungstechnischen Einrichtungen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben von steuerungs- oder regelungstechnischen Einrichtungen mit einem in einem Arbeitszylinder beweglich angeordneten Kolben, dessen Kolbenflächen beidseitig pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbar sind, und bei der der Kolben durch eine von aussen in den Arbeitszylinder einführbare Rückstellstange zusätzlich betätigbar ist. Zum Steuern und Regeln werden in der chemischen Industrie bevorzugt Membran- oder Kolbenantriebe eingesetzt. Um beim Ausfall der Hilfsenergie die Sicherheitsstellung anfahren und halten zu können, sind diese Antriebe mit einer Federrückstellung versehen oder mit einem unter Druck stehenden Puffervolumen verbunden ("Luft"-Feder). Bei den Antrieben mit Federrückstellung muss bei jeder Hub- bzw. Drehbewegung die Feder mit bewegt werden. Bei der "Luft"-Feder muss der Druck im Puffervolumen ständig vorhanden sein. Um dies sicherzustellen ist eine automatische Uberwachung erforderlich. Es war daher die Aufgabe der Erfindung, einen Antrieb zu entwickeln, der die hohe Sicherheitsanforderung der chemischen Verfahrenstechnik zuverlässig und kostengünstig erfüllt, und bei dem die aus sicherheitstechnischen Gründen eingebaute Feder nur im Störungsfall wirksam wird. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Rückstellstange mit einer Membrane verbunden ist, die einen Raum mit einer Zuführung für ein pneumatisches oder hydraulisches Medium von einem zweiten Raum mit einer Ent- bzw. BelUftungsoffnung trennt, in dem eine oder mehrere Federn angeordnet sind, die die Membrane unter Vorspannung halten. Der Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung liegt in unterschiedlichen Funktionsweisen: 1. Im Normalbetrieb - bei vorhandenem Steuermedium - arbeitet der Antrieb ohne Federrückstellung als doppelt-wirkender Antrieb: - somit liefert dieser Antrieb ein wesentlich höheres Drehmoment als ein Antrieb mit Federrückstellung bei vergleichbarem Kolben durchmesser; - das abgegebene Drehmoment ist konstant und belastet die Arma turenspindel weniger; - bei vergleichbaren Drehmomenten hat der neue Antrieb ein gerin geres Gewicht; - der Luftverbrauch ist ebenfalls geringer; - das Drehmoment ist sehr leicht durch den Steuerdruck veränder bar. 2. Bei Ausfall der Hilfsenergie oder bei einer defekten Membrane arbeitet der Antrieb einfach wirkend - also mit Federrückstellung. Nur in diesen Fällen wird die Kompensation der Federkraft aufgehoben. - Somit werden die Federn nur ganz selten betätigt; - durch die geringe Wechselbeanspruchung der Feder(n) wird ihre Lebensdauer vergröBert; - die Verfugbarkeit des Antriebes ist sehr gross, da die Abdichtung durch eine Membrane ausserordentlich zuverlässig ist. - Auch nach einer längeren Verweilzeit in der Endstellung mit komprimierten Federn ist kein Blockieren der Rückstellstange zu befürchten, da die Membrane ohne Reibungsverluste bewegt wird. Eine mögliche AusfUhrungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erlau tert: Anstelle eines Kolbenantriebes m.t rederrL1ckstelluflg wird erfindungsgemäss ein doppelt wirkender Kolbenantrieb 1 in einer Arbeitskammer 3 mit einer angebauten bzw. integrierten Federrückstelleinheit verwendet; dabei wird beim doppelt-wirkenden Kolbenantrieb der Gehäusedeckel, in dem die Feder sitzen würde, mit einer Durchführung 11 einschliesslich Lager 12 und Abdichtung 13 für eine Rückstellstange 4 versehen. Die Rückstellstange 4 ist fest mit einer Einheit, bestehend aus einer Membrane 5, Feder (Federpaket) 10 und Federteller 14 verbunden. Durch die Membrane 5 wird ein Raum 6 mit einer Zuführung 7 für ein pneumatis-ches oder hydraulisches Medium von einem zweiten Raum 8 mit einer Ent- bzw. Belüftungsöffnung 9 abgetrennt, in dem die Feder(n) 10 angeordnet sind. Bei ausreichend hohem Druck des Steuermediums (Gas oder Flüssigkeit) wird (werden) über die Membrane 5 die Feder(n) 10 zusammengedrückt und somit die ROckstellstange 4 am Ende der Arbeitskammer 15 festgehalten. Damit kann der doppelt-wirkende Kolben 1 durch das auf die Kolbenflächen 2 einwirkende Steuermedium. und eine Steuer- oder Regeleinheit 16 mit den Zutührungen 7, 17, 18 in alle gewünschten Positionen gefahren werden. Beim Ausfall des Steuermediums wird die Rückstellstange 4 von der (den) Feder(n) 10 in die Arbeitskammer 15 bewegt. Der Kolben 1 wird dabei in die Sicherheitsstellung gedrückt und Uber die Rückstellstange 4 und die Feder(n) 10 festgehalten. Der Hub der Feder(n) 10 und der Membrane 5 muss mit dem Hub des Kolbens 1 abgestimmt sein. Damit ergibt sich eine Einschränkung des Hubs beim Einsatz der Membrane 5. Die Grösse der Federkraft muss entweder der Kraft des Kolbens 1 oder der gewünschten Rückstellkraft angepasst sein. Die Membranfläche wird so gross gewählt, dass beim vorhandenen Druck das Steuermedium die Rückstellstange 4 ausserhalb des Stellbereiches des Kolbens 1 festhält.

Claims: Patentanspruch Vorrichtung zum Antreiben von steuerungs- oder regelungstechnischen Einrichtungen mit einem in einem Arbeitszylinder (3) beweglich angeordneten Kolben (1), dessen Kolbenflächen (2) beidseitig pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbar sind, und bei der der Kolben (1) durch eine von aussen in den Arbeitszylinder (3) einfflhrbare RUckstellstange (4) zusätzlich betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellstange (4) mit einer Membrane (5) verbunden ist, die einen Raum (6) mit einer Zuführung (7) für ein pneumatisches oder hydraulisches Medium von einem zweiten Raum (8) mit einer Ent- bzw. BelüftungsÏffnung (9) trennt, in dem eine oder mehrere Federn (10) angeordnet sind, die die Membrane (5) unter Vorspannung halten. Zeichn.

Inventors: ENGELTER, ERICH, MEFFLE, KLAUS, VEIT, OSWALD
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: F15B15
IPC codes: F03C5, F15B15, F03C1, F15B19