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    • 专利摘要:
    Bei einer Vorrichtung zum starren Verbinden eines Stellantriebs, insbesondere eines Schwenkantriebs, und eines vom Stellantrieb zu betreibenden Stellorgans ist vorgesehen, daß die Vorrichtung zumindest einen Teil eines Gehäuses bildet, in dem wenigstens eine Einrichtung zum Sensieren wenigstens einer Betriebsgröße des Stellantriebs und/oder des Stellorgans und zum Erzeugen mindestens eines die Betriebsgröße repräsentierenden elektrischen Signals untergebracht ist.
    公开号:DE102004004902A1
    申请号:DE200410004902
    申请日:2004-01-30
    公开日:2005-08-18
    发明作者:Stefan Flentge；Thomas Dr. Karte；Stefan Kolbenschlag；Christian Mellinger；Karl-Bernd Schärtner；Fausto Crespo Vidal
    申请人:Samson AG；
    IPC主号:F15B15-12
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Vorrichtung zum starren Verbinden einesStellantriebs, insbesondere eines Schwenkantriebs, und eines vondem Stellantrieb zu betreibenden Stellorgans.
    [0002] Schwenkantriebekönnendazu verwendet werden, ein Ventil in eine geschlossene, geöffnete oderin eine Zwischenstellung zu verbringen, um Prozeßfluidkreisläufe derchemischen Industrie beispielsweise zur Mineralöl- oder Gasverarbeitung oderzur Herstellung von Kunststof fen, Düngemittel, etc. zu regeln.Insbesondere bei mit explosionsträchtigen Prozeßfluidenarbeitenden Anlagen sind elektrische Stellantriebe und Steuer- und/oderRegelungsgerätehoher elektrischer Spannung zu vermeiden. Üblicherweise werden pneumatischeAntriebe mit Pneumatik-Reglern verwendet.
    [0003] AusAutomatisierungsgründenist zumeist jedem Stellorgan ein Stellantrieb zugeordnet. Das Stellorganund der Stellantrieb sind übereine gattungsgemäße Vorrichtung,insbesondere eine Konsole, aneinander befestigt. Auf Höhe der Konsoleist meist eine Antriebskraftübertrags-Schnittstelle zwischenStellorgan und Stellantrieb vorgesehen. Dort wird ein als Antriebswelleausgebildetes antreibendes Bauteil des Stellantriebs an ein alsantreibbares Bauteil gebildetes Stellglied des Stellorgans über eineFedernut-Verbindung gekoppelt. Eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtungreguliert anhand der Stellung der Armatur die Prozeßfluidströmung undweist dafüreine pneumatisch arbeitende Antriebssteuerung zum Beeinflussen desPneumatikantriebs und sowie eine Weg-Sensorik auf, welche die Stellungdes Stellorgans ermittelt.
    [0004] Gemäß der VDI/VDE-Richtlinie(3845) sind füreine Schwenkantrieb-Stellorgan-Stellungsregler-Anordnungzwei Montageebenen vorgesehen. An der ersten Montageebene ist einesogenannte NAMUR-Konsole zum starren Kuppeln des Stellorgans andem Schwenkantrieb zu realisieren. Bei der zweiten Montageebenewird der Stellungsregler samt Gehäuse über eine Standard-Konsole andem Schwenkantrieb befestigt. In dem Stellungsregler sind eine Stellungssensorikmit einem Abgreifmechanismus und einem Weg-Sensor sowie eine Regelungselektronikuntergebracht. Als Nachteil ist zu identifizieren, daß die tatsächlicheStellung des Stellorgans überzwei mechanische Bewegungsübertragungs-Schnittstellenerfaßtwerden muß,die beide ein mechanisches Spiel notwendigerweise aufweisen, weswegendie gemessene Weggröße mit der tatsächlichenStellung des Stellorgans vor allem bei starker Verschleißerscheinungan den Schnittstellen nicht übereinstimmt,wodurch es zu Regelungsfehlern kommt.
    [0005] Ausder WO 02/031363 ist ein pneumatischer Stellantrieb bekannt, beidem ein Gehäusedes Stellungsreglers an der Seite des Stellantriebsgehäuses angeflanschtist. Damit könnengasführende Leitungenvon dem pneumatisch arbeitenden Stellungsregler zum Stellantriebentbehrt werden, indem Steuerfluidbohrungen durch die angrenzendeAntriebsgehäusewandeingebracht werden. Bei dieser bekannten Anordnung ist es von Nachteil,daß die Stellungdes Stellorgans nur mittelbar überdie Position der Stellantriebswelle ermittelt werden kann. Alsoauch bei der Weg-Sensorik gemäß der WO 02/031363sind mehrere mechanische Bewegungsübergabepunkte von dem Stellgliedder Armatur bis zum elektrischen Weg-Sensor notwendig. Als mechanischer Übergabepunktsind die Kupplungsstelle der Stellantriebswelle und des Stellgliedsdes Stellorgans sowie ein Abgreifmechanismus der Weg-Sensorik, inForm eines Stößels anzusehen,der eine mechanische Verbindung von der Stellantriebswelle zum Weg-Sensorrealisiert. Desweiteren fordert die bekannte Weg-Sensorik eine Durchführung vondem Stellantriebsgehäusein ein Gehäuseder Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung, wodurch aufwendigeDichtungsmaßnahmennotwendig sind. Außerdemrufen DichtungskräfteHysterese-Phänomene beider Erzeugung von füreine spätereRegelung notwendigen Weg-Meß-Signalenhervor.
    [0006] Ausder DE 3727008 ist eintranslatorischer Stellantrieb fürein Verschlußventilbekannt. Der Stellantrieb ist an dem Ventilgehäuse über ein Joch durch Stehbolzenbefestigt. Durch eine translatorische Bewegung einer Stellachsewird das Ventil gestellt, wobei ein Abgreifmechanismus einer Weg-Sensorikantriebsseitig auf die Stellachse derart zugreift, daß die translatorischeBewegung der Stellachse in eine Drehbewegung einer Hebelanordnungumwandelt, welche die Drehbewegung in ein Gehäuse eines Reglers überträgt. In demGehäuseist eine Sensorik untergebracht, welche gemäß der Bewegung der Hebelanordnungein Weg-Regelungssignalerzeugt. Um eine beeinträchtigendeBeeinflussung von außen und/odereine Beschädigungder Hebelanordnung zu vermeiden, ist letztere in einem allseitsgeschlossenen Raum untergebracht. Auch bei dieser Anordnung sindnachteilig mehrere Bewegungsübergabepunkteerforderlich. Zwar hat sich der allseitig geschlossene Raum für die Hebelanordnungzu deren Schutz bewährt,allerdings geht mit dieser Schutzmaßnahme eine unerwünschte Vergrößerung der Bauhöhe einher.
    [0007] Beideoben genannten Lösungsvorschläge weisenaußerdemNachteile hinsichtlich eines aufwendigen konstruktiven Aufbaus insofernauf, als die Teilezahl aufgrund der Hebelanordnung oder des Stößels mitdafür notwendigerDurchführungdurch zumindest das Gehäuseder Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung hoch ist.
    [0008] Esist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technikzu überwinden,insbesondere eine Vorrichtung zum starren Verbinden eines Stellantriebsund eines von dem Stellantrieb zu betreibenden Stellorgans, wieeines Ventils, universell fürSchwenk- und Linearstell-antriebe bereitzustellen, wobei, unterBeibehaltung einer geringen Bauhöheder Stellantrieb-Stellorgan-Regler-Anordnung, der Konstruktions-und Montageaufwand fürdie Stellantrieb-Stellorgan-Regler-Anordnung, insbesondere die Teilezahlfür dieAnordnung, zu minimieren ist.
    [0009] DieseAufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Danachist die Vorrichtung zum starren Verbinden des Stellantriebs unddes Stellorgans zum zumindest teilweisen Bilden eines Gehäuses ausgelegt,in dem eine Einrichtung zum Sensieren von wenigstens einer Betriebsgröße des Stellantriebsund/oder des Stellorgans untergebracht ist. Erfindungsgemäß soll alsodie Vorrichtung derart robust ausgeführt sein, daß die Lagerungsbelastung und/oderdie Antriebskräftedes Stellantriebs und/oder des Stellorgans sicher über dieerfindungsgemäße Vorrichtungableitbar und kompensierbar sind, und gleichsam die Möglichkeitgeboten wird, jegliche Sensorik oder Elektronik geschützt unterzubringen,so daß einseparates Gehäusefür einen Stellungsreglernicht mehr notwendig ist. Auf diese Weise kann die Teilezahl einerStellantrieb-Stellorgan-Regler-Anordnung deutlich reduziert werden.Erfindungsgemäß wird alsodie Funktionalitätder Vorrichtung als reines Befestigungsmittel dahingehend erweitert,daß sieRegelungs- und/oder Steuerungs-Einzelteile aufnimmt. Desweiterenläßt die erfindungsgemäße Maßnahme eineneinfachen modularen Aufbau zu, welche Module durch den Stellantrieb,das Stellorgan und eine den Stellantrieb mit dem Stellorgan starrkoppelnden und/oder tragenden und zumindest teilweise als Reglergehäuse dienendenVorrichtung gebildet sind. Es hat sich überraschenderweise ergeben,daß durchdie Ausbildung des das Stellor gan und den Stellantrieb verbindendenJochs als Reglergehäuseein sicherer Ort geschaffen wird, an dem annähernd jede Betriebsgröße des Stellantriebsund des Stellorgans zur Prozeßfluidregelungerfassbar ist. Ferner werden zum einen kurze Übertragungswege von der Sensorikzur Regelungselektronik und zum anderen Meßpunkte nutzbar, die in unmittelbarerNähe zumOrt des Ursprungs der zu bestimmenden Meßgröße liegen.
    [0010] Damitdie erfindungsgemäße Vorrichtung zumBefestigen des Stellantriebs an dem Stellorgan auch in einer raubenBetriebsumgebung funktionsgemäß einsetzbarist, ist vorzugsweise vorgesehen, das Gehäuseteil allseits geschlossenauszuführen. Dabeikann es verschließbarund öffenbargestaltet sein, um unter Umständenausgefallene Regelungs- und/oder Steuerungs-Module oder -Einzelteile in dem Gehäuse austauschenzu können.Insbesondere bei aggressiven Umgebungsmedien ist vorzugsweise dervon der erfindungsgemäßen Vorrichtung umgebendeInnenraum fluiddicht geschlossen.
    [0011] Beieiner bevorzugten Ausführungder Erfindung ist die Vorrichtung als rohrförmiges, insbesondere zylindrischesGehäuseteilausgebildet. Wenigstens an einem Ende des rohrförmigen Gehäuseteils ist ein Flansch zumBefestigen vorzugsweise an das Stellorgan ausgebildet. Hierfür kann dasStellorgangehäuseeine flache Montage-Außenseitezum Anbringen des Flansches aufweisen.
    [0012] Beieiner Weiterbildung der Erfindung ist das rohrförmige Gehäuseteil einstückig mitdem Stellantriebs-Gehäusegefertigt, wobei insbesondere das Gehäuseteil in einer sich öffnendenForm in das Stellantriebsgehäuse übergeht.Bei einem pneumatischen Stellantrieb öffnet sich das rohrförmige Gehäuseteilder erfindungsgemäßen Vorrichtungzu einem Innenraumteil des Stellantriebs, in dem Atmosphärendruckherrscht, der also gegenüberdem Arbeitsraum des pneumatischen Stellantriebs fluiddicht getrenntist.
    [0013] Beieiner bevorzugten Ausführungder Erfindung ist die Befestigungsvorrichtung als Gehäuse für eine Steuerungs-und/oder Regelungseinrichtung ausgeführt. Das Gehäuse bietetAn schlüssefür elektrische,pneumatische oder hydraulische Verbindungen und einen geeignetenInnenaufbau fürdie Regelungs- und/oder Steuerungseinzelteil-Architektur.
    [0014] Beieiner bevorzugten Ausführungder Erfindung ist in der teilweise als Gehäuse ausgebildeten erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtungeine Sensorik zum Erfassen der Stellung des Stellorgans untergebracht.Diese Weg-Sensorik ist dazu ausgelegt, direkt die Position des Stellorgansabzugreifen und ein entsprechendes elektrisches Regelsignal zu erzeugen.Das Regelsignal kann einer Auswerteinheit zugeführt werden, die ein Steuersignalan den Stellantrieb weiterleitet. Vorzugsweise ist die Weg-Sensorikdurch ein Sensorpaar mit einem ersten Sensor zum Erfassen der Stellungdes antreibenden Bauteils und einem zweiten Sensor zum Erfassender Stellung des antreibbaren Bauteils ausgeführt. Auf diese Weise kann dasinsbesondere fürdie Montage notwendige Spiel einer Kopplung zwischen einem antreibendenBauteil des Stellantriebs und einem antreibbaren Bauteil des Stellorgansuntersucht werden, insbesondere das Vergrößern des Spiels im Verlaufdes Betriebs überwachtwerden. Durch den Vergleich der Meßsignale des ersten und zweiten Sensorskann außerdemdie Funktion des Stellorgans sowie der funktionsgerechte Betriebder Sensoren selbst überwachtwerden.
    [0015] Desweiterenkann in der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtungeine Sensorik zum Überprüfen derDichtheit des Stellorgangehäuses bezüglich einesProzeßfluidsuntergebracht sein. Dabei kann ein separater, fluiddicht geschlossenerKontrollraum vorgesehen sein, der vorzugsweise als Volumenpackungausgeführtist. Der fluiddichte Kontrollraum umgibt einen abgedichteten Durchgangsbereicheiner Stellachse- oder Stellwelle des Stellorgans. Ein Drucksensorgreift auf den Kontrollraum zu und stellt Meßsignale bereit, um zu überwachen,ob sich der Druck in dem Kontrollraum ändert und damit die Leckageeines Prozeßfluidsam Durchgangsbereich besteht. Bei Überschreitung eines Sollwerts wirdein Warnsignal ausgegeben.
    [0016] Beieiner weiteren bevorzugten Ausführung istin der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtungeine Körperschallsensorikvorgesehen, die von dem Stellorgan erzeugte Schallwellen detektieren kann.Bei nicht ganz verschlossenem Ventil treten üblicherweise Schwingungen amStellglied des Ventils auf welche aufgrund von vorbeiströmenden Prozeßfluidenerzeugt werden und von dem Schallsensor zu erfassen sind. Auf dieseWeise kann auf hochverstärkteSchallsensoren, die entfernt von der Schallquelle am Stellgliedzugeordnet sind, verzichtet werden, weil einfache Schallsensoren,die erfindungsgemäß nahe derSchallstörquelleangeordnet werden können,nun einsetzbar sind.
    [0017] Desweiterenkann in der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtungeine Sensorik zum Ermitteln von statischem Druck eines Arbeitsfluidsdes Stellantriebs untergebracht sein. Insbesondere kann die Sensorikdazu ausgelegt sein, ein dem Arbeitsfluiddruck entsprechendes elektrischesMeßsignalzu erzeugen und einer Auswerteinrichtung weiterzuleiten. Die Auswerteinrichtungsorgt fürdie Berücksichtigungdieser Meßgröße bei derRegelung der Prozeßfluidströmung durchdas Stellorgan. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist in dererfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtungeine Sensorik zum Übermittelnder Position eines antreibenden Bauteils des Stellantriebs und zumErzeugen eines die Stellung des antreibenden Bauteils entsprechenden elektrischenSignals untergebracht.
    [0018] Beieiner Weiterbildung der Erfindung ist in der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung eineElektronik zum Verarbeiten von Signalen des wenigstens einen Positionssensorsund/oder weiterer Sensoren anderer Funktion untergebracht. Die Elektronikkann eine Auswerteinrichtung, eine Vergleichseinrichtung, eine Überwachungseinrichtung und/oderDiagnoseeinrichtung zum Verarbeiten und Weiterleiten der ermitteltenBetriebsgrößen desStellorgans und des Stellantriebs aufweisen.
    [0019] Beieiner bevorzugten Ausführungder Erfindung umschließtdie erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtungeine lösbareKupplungseinrichtung, die insbesondere als Nut-Federverbindung für einen Schwenkbewegungsübertragausgebildet ist. Auf diese Weise ist auch die Kupplungseinrichtung vonunter Umständenaggressiven Umgebungsmedien geschützt.
    [0020] Beieiner bevorzugten Ausführungder Erfindung ist der Stellantrieb pneumatisch betrieben, wobeizu der pneumatischen Regelung eine fluidale Verbindung vom Stellantriebin die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtungvorgesehen ist. Hierbei kann eine Drucksensorik vorgesehen sein,welche insbesondere die dynamischen Drücke eines strömenden pneumatischenArbeitsfluids mißtund einer Elektronik zur Auswertung zuführt. Die fluidale Verbindung kannals in dem Gehäuseteilder erfindungsgemäßen Vorrichtungausgebildeter Kanal ausgeführtsein. Hierbei könnenmehrere Kanälevorgesehen sein, wobei einer an den Arbeitsfluidraum eines pneumatischenoder hydraulischen Stellantriebs angeschlossen ist, während insbesondereein anderer Kanal eine Verbindung zu einer Fluiddruckquelle herstellt.
    [0021] Beieiner bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist eine Einrichtungzum Sensieren einer Weg-Größe eineauf im wesentlichen punktuellen Druck ansprechende Sensorfolie auf.Die Sensorfolie kann sowohl an dem antreibenden Bauteil als auch andem benachbarten ortsfesten Gehäuseabschnitt befestigtsein. Die Sensorfolie zeichnet sich durch eine besonders flacheBauart aus und kann sehr hohen Umgebungsdrücken ohne Beeinträchtigungder Meßergebnisseausgesetzt werden. Die Sensorfolie umfaßt abtastseitig eine Schutzfolie,die eine leitfähigeSchicht bedeckt, die in einem Abstand von einem herkömmlichenPotentiometer angeordnet ist, der an eine Spannungsquelle angeschlossenist. Die Schutzfolie sowie die leitfähige Schicht sind elastisch verformbarausgestaltet. Die Sensorfolie ist einem insbesondere ortsfestenSchleifer zugeordnet, der eine vorbestimmbare Druckkraft auf dieSensorfolie ausübt.Zwei im wesentlichen an den Enden der Sensorfolie angeordnete Kontaktesind zum Abgreifen einer elektrischen Größe, wie des Widerstands, der Stromstärke oderder Spannung, bestimmt. Jede Position der Druckstelle des Schleifersan der Sensorfolie erzeugt einen einer bestimmten Stellung des antreibendenBauteils entsprechenden Meßwert.Diese Sensorfolien-Anordnungist insofern von Vorteil, als unter Umständen in der Nähe des Sensorsbefindliches Fett oder Öloder andere Schmutzpartikel die Meßwerte der Sensorfolie nichtbeeinflußtund die Sensorfolie aufgrund ihrer anpassbaren Geometrie sowie einerselbstklebenden, der Schutzfolie gegenüberliegenden Klebeschicht leichtmontierbar ist.
    [0022] Beieiner alternativen Ausführungdes Sensors ist eine berührungslosabtastende Magnet-Fluid-Bahnvorgesehen. Die Magnet-Fluid-Bahn besteht insbesondere aus einerim wesentlichen kanal- oder schlauchförmigen Fluidbahn, die ein Trägerfluid,insbesondere eine Trägerflüssigkeit,das vorzugsweise ein migrierendes Öl ist, und in der Fluidbahnsuspendierte magnetisierbare Teilchen, wie einem Ferrit-Pulver,hält. DerFluidbahn kann ein Magnet zugeordnet sein, so daß sich die magnetisierbarenTeilchen an einem dem Magneten proximalen Bereich der Fluidbahnsammeln, wodurch es in diesem Bereich zu einer höheren Teilchenkonzentrationkommt. In Abhängigkeitvon der Position des Bereichs erhöhter Teilchenkonzentrationkönnenunterschiedliche elektrische Meßgrößen an denMeßkontaktenabgegriffen werden, die im wesentlichen an dem Ende der Fluidbahnangeordnet sind. Die Fluidbahn kann an dem antreibenden Bauteilsowie an einem Gehäuseabschnittangebracht sein, wobei der Magnet entsprechend an einer gegenüberliegendenStelle des anderen Teils vorzusehen ist.
    [0023] Desweiterenbetrifft die Erfindung eine Anordnung mit einem Stellorgan, wieeinem Ventil, einem Stellantrieb zum Betreiben des Stellorgans und einererfindungsgemäßen Vorrichtungzum starren untereinander Verbinden des Stellantriebs und des Stellorgans.
    [0024] Weiterhinbetrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Regeln und/oder Steuernund/oder Überwachenmindestens einer Betriebsgröße einesStellorgans, wie eines Ventils, und/oder Stellantriebs, wobei dieRegelungseinrichtung eine Sensorik insbesondere zum Erfassen derBetriebsgröße und zum Erzeugeneines Sensorsignals und ein die Sensorik aufnehmendes Gehäuseteilaufweist. Erfindungsgemäß ist dieRegelungseinrichtung mit einem Gehäuseteil versehen, das entsprechendder erfindungsgemäßen Vorrichtungausgebildet ist.
    [0025] WeitereVorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden durchdie folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung anhand der beiliegendenZeichnung deutlich, wobei eine Figur eine prinzipielle Querschnittsansichteiner erfindungsgemäßen Vorrichtungzum aneinander Befestigen eines pneumatischen Antriebs und einer Schwenkarmaturzeigt.
    [0026] DieFigur zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zumaneinander Befestigen eines pneumatischen Schwenkantriebs 3 an einemals Ventil ausgeführtenStellorgan 5. Der Schwenkantrieb 3 hat eine Montageseite 7.Das Stellorgan 5 hat eine der Montageseite 7 desAntriebs 3 gegenüberliegendeMontageseite 9.
    [0027] Anden Montageseiten 7, 9 ist ein die Armatur mitdem Antrieb verbindendes starres rohrförmiges Gehäuseteil 11 über Schrauben 13 befestigt.Das Gehäuseteil 11 umfaßt an seinenEnden L-förmige Flansche 15 zumBefestigen des starren Gehäuseteils 11 andem Stellantrieb 3 und dem Stellorgan 5.
    [0028] Auseinem Stellantriebsgehäuse 17 erstreckt sicheine drehbar gelagerte Antriebswelle 19, welche über eineDrehmoment-Übertragunseinrichtung 21 miteinem schwenkbaren Stellglied 23 des Stellorgans 5 lösbar gekoppeltist. Das Stellglied 23 gelangt durch das Stellorgangehäuse 25 indas innere einer Prozeßfluidleitung(nicht näherdargestellt), um eine Prozeßfluidströmung zuregulieren. Das Stellorgan 5 ist an einem Durchgang 24 durcheine Dichtungspackung 26 abgedichtet.
    [0029] Indem von dem rohrförmigenGehäuseteil 11 undden Montageseiten 7 und 9 des Stellantriebs 3 unddes Stellorgans 5 geschlossenen Innenraum 27 derVorrichtung 1 ist eine Elektronik 29 zum Regeln, Überwachenund/oder Diagnostizieren von Betriebsgrößen des Stellorgans 5 und/oderdes Stellantriebs untergebracht. Die Elektronik 29 wirdmit einigen Betriebs- und/oderDiagnoseparametern, wie Drucksignalen, einem Körperschallsignal und einemStellungssignal, versorgt. Die Elektronik 29 ist betriebsmäßig miteiner pneumatischen Steuerung 31 verbunden, in die einemit sechs Bar beaufschlagbare Zuluftleitung 33 mündet undvon der eine Abluftleitung 35 abgeht.
    [0030] Inden Arbeitsraum 37 der pneumatischen Steuerung 31 mündet ausdem pneumatischen Stellantrieb 3 ein Lufteintrittskanal 34,und ein Luftaustrittskanal 36 gelangt von dem Arbeitsraum 37 inden Stellantrieb 3 zu dessen Steuerung für eine gewünschte Schwenkbewegungder Antriebswelle 19 und Stellung des Stellorgans 5.
    [0031] AmDurchgangsbereich des Stellglieds 23 in dem Stellorgangehäuse 25 istein dicht umschließenderKontrollraum 41 angeordnet, der eine Öffnung 42 für das Stellglied 23 aufweist.In dem Kontrollraum 41 ist ein Drucksensor 45 angeordnet,der anhand von Druckänderungen überprüft, ob dieam Durchgang 24 des Stellglieds 23 in das Stellorgangehäuse 25 vorgeseheneDichtungspackung 47 gegenüber dem Prozeßfluid ordnungsgemäß dichtet.
    [0032] Außerdem istan der Montageseite 9 des Stellorgans 5 ein imInnenraum 27 liegender Körperschallsensor 49 angeordnet,der insbesondere durch vorbeiströmendeFluide erzeugte Schwingungen am Stellglied 23 erfaßt und andie Elektronik 29 zur Überwachungweiterleitet. Ferner ist eine Sensorik 61 zum Erfassendes statischen Drucks des im Stellantrieb 3 herrschendenArbeitsfluids vorgesehen. Diese Meßgröße kann zur besseren Steuerungdes Stellantriebs 3 genutzt werden.
    [0033] Schließlich istin der Vorrichtung 1 zum starren Verbinden des Stellantriebs 3 unddes Stellorgans 5 ein Potentiometer 51 vorgesehen,der die Schwenk- oder Drehstellung der Abtriebswelle 23 abgreift.Hierfürist eine Referenzscheibe 53 an dem Stellglied 23 befestigt.
    [0034] Dieerfindungsgemäße Vorrichtung 1 wird nichtnur zum mechanischen Koppeln der Schwenkarmatur 5 und dempneumatischen Antrieb 3 genutzt sondern auch als Gehäuse für sämtlichenicht dargestellten Steuerungs- und/oder Regelungskomponenten.
    [0035] Diein der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in denAnsprüchenoffenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auchin beliebigen Kombinationen fürdie Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformenwesentlich sein.
    1 Befestigungsvorrichtung 3 Schwenkantrieb 5 Stellorgan 7,9 Montageseiten 11 starresGehäuseteil 13 Schrauben 15 Flansche 17 Stellantriebsgehäuse 19 Antriebswelle 21 Drehmoment-Übertragungseinrichtung 23 schwenkbaresStellglied 24 Durchgang 25 Stellorgangehäuse 26 Dichtungspackung 27 geschlossenerInnenraum 29 Elektronik 31 pneumatischeSteuerung 33 Zuluftleitung 35 Abluftleitung 37 Innenraumder pneumatischen Steuerung 41 Kontrollraum 42 Öffnung 45 Drucksensor 47 Dichtungspackung 49 Körperschallsensor 51 Potentiometer 61 Sensorik
    权利要求:
    Claims (18)
    [1] Vorrichtung zum starren Verbinden eines Stellantriebs,insbesondere eines Schwenkantriebs (3), und eines vom Stellantriebzu betreibenden Stellorgans (5), dadurch gekennzeichnet ,daß dieVorrichtung zumindest einen Teil (11) eines Gehäuses bildet,in dem wenigstens eine Einrichtung zum Sensieren wenigstens einerBetriebsgröße des Stellantriebsund/oder des Stellorgans (5) und zum Erzeugen mindestenseines die Betriebsgröße repräsentierendenelektrischen Signals untergebracht ist.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durchein rohrförmiges,insbesondere zylindrisches Gehäuseteil(11), das fürdessen Montage zumindest an einem Stellorgangehäuse (25) einen Flansch(15) aufweist, vorzugsweise einen weiteren Flansch für dessenMontage an einem Stellantriebsgehäuse (17).
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnetdurch ein rohrförmiges,insbesondere zylindrisches Gehäuseteil(11), das mit einem Stellantriebsgehäuse (17) und/oderdem Stellorgangehäuse (15)aus einem Stückgefertigt ist.
    [4] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß siezumindest teilweise ein Gehäusefür eineRegelungs- und/oder Steuerungseinrichtung, insbesondere einen pneumatischenRegler, bildet, in welchem Gehäuseeine Elektronik (27) zum Verarbeiten des mindestens einenSignals untergebracht ist.
    [5] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß inihr eine Sensorik zum Erfassen der Stellung des Stellorgans (5)untergebracht ist, wobei insbesondere eine Weg-Sensorik zum Erfassender Stellung eines vom Stellantrieb antreibbaren Bauteils, insbesondereeines Stellglieds, des Stellorgans (5) und zum Erzeugeneines der erfaßtenStellung entsprechenden elektrischen Regelsignals ausgelegt ist.
    [6] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß inihr eine Sensorik zum Überprüfen derDichtheit des Stellorgans (5) bezüglich eines Fluids, insbesondereProzeßfluids,untergebracht ist, dessen Strömunginsbesondere durch das Stellorgan (5) zu regeln ist, wobei eineDruck-Sensorik zum Erfassen einer Druckänderung am Stellorgangehäuse (15),insbesondere im Bereich eines das Stellorgangehäuse (15) verlassendenantreibbaren Bauteils, und zum Erzeugen eines einer Druckänderungentsprechenden elektrischen Prüfsignalsausgelegt ist.
    [7] Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß indem Gehäuseein fluiddicht geschlossener Kontrollraum (41), insbesondereeine Volumenpackung, vorgesehen ist, das einen Durchgang (24)für einsich aus dem Gehäuseerstreckendes antreibbares Bauteil des Stellorgans (5)vollständigumschließtund auf das die Sensorik zum Überprüfen derDichtheit zugreift, wobei insbesondere eine Druck-Sensorik zum Erfasseneiner Druckänderungund zum Erzeugen eines der Druckänderungin dem Kontrollraum (41) entsprechenden elektrischen Prüfsignalsausgelegt ist.
    [8] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß inihr eine Sensorik zum akustischen Erfassen von Körperschallwellen der Armaturund zum Erzeugen eines der erfaßtenKörperschallwellenentsprechenden elektrischen Schallsignals untergebracht ist, wobei insbesonderedie Schall-Sensorik auf ein vom Stellantrieb antreibbares Bauteildes Stellorgans (5) sensierend zugreift.
    [9] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß inihr eine Sensorik zum Ermitteln von Druck, insbesondere eines statischenDrucks, eines Arbeitsfluids des Stellantriebs untergebracht ist,wobei insbesondere die Sensorik zum Erzeugen eines dem Arbeitsfluiddruck entsprechendenelektrischen Signals ausgelegt ist.
    [10] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß inihr eine Sensorik zum Ermitteln der Position eines antreibendenBauteils des Stellantriebs und zum Erzeugen eines die Stellung desantreibenden Bauteils entsprechenden elektrischen Signals untergebrachtist. '
    [11] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß inihr eine Elektronik (29) zum Verarbeiten des wenigstens einenSignals untergebracht ist, insbesondere eine Auswerteinheit zumBereitstellen eines Signals zum Regeln einer Prozeßfluidströmung durchdas Stellorgan, zum Überwacheneines Drucksignals einer Sensorik zum Erfassen einer Druckänderungam Stellorgangehäuse(15) ge genübereinem insbesondere vorbestimmbaren Sollwert sowie zum Überwachen einesSchallsignals gegenübereinem insbesondere vorbestimmbaren Schallsollwerts.
    [12] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß sie dazuausgelegt ist, eine lösbareKupplung zum Übertragenvon Stellkräftendes Stellantriebs auf das Stellorgan (5), vorzugsweisegegenüberAtmosphäre,einer Arbeitsfluid-umgebung des Stellantriebs und/oder einer Prozeßfluidumgebungdes Stellorgans (5) fluiddicht, zu umschließen.
    [13] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß siein dem Gehäuseteil(11) wenigstens einen Kanal aufweist, der zum Schaffeneiner fluidalen Verbindung zu einem Arbeitsfluid des Stellantriebs,insbesondere eines pneumatisch oder hydraulisch Stellantriebs, und/oderzu einer Fluiddruckquelle ausgelegt ist.
    [14] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß sieein gekapseltes Gehäuseist.
    [15] Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß sie zweiGehäusehälften umfaßt, diezur Bildung eines allseitig geschlossenen Raums aneinander schließbar sindund jeweils an dem Stellantrieb und dem Stellorgan befestigbar sind.
    [16] Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,daß wenigstenseine Gehäusehälfte miteinem Stellorgangehäuseund/oder einem Stellantriebsgehäuseaus einem Stückgefertigt ist.
    [17] Anordnung mit einem Stellorgan (5), wieeinem Ventil, einem Stellantrieb zum Betreiben des Stellorgans (5)und einer nach einem der Ansprüche 1bis 16 ausgebildeten Vorrichtung (1).
    [18] Einrichtung zum Regeln und/oder Steuern und/oder Überwachenmindestens einer Betriebsgröße einesStellorgans (5), wie eines Ventils, und/oder eines dasStellorgan (5) betreibenden Stellantriebs, mit einer Sensorikinsbesondere zum Erfassen der Betriebsgröße und zum Erzeugen mindestenseines Sensorsignals und einem die Sensorik aufnehmenden Gehäuseteil(11), das zumindest teilweise durch eine nach einem derAnsprüche1 bis 16 ausgebildete Vorrichtung (1) ausgebildet ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004004902B4|2006-04-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-08-18| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-10-12| 8363| Opposition against the patent|
    2006-11-02| 8363| Opposition against the patent|
    2008-12-18| 8331| Complete revocation|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004004902A|DE102004004902B4|2004-01-30|2004-01-30|Anordnung mit einem Stellorgan und einem Stellantrieb, Einrichtung zum Regeln und/oder Steuern|DE102004004902A| DE102004004902B4|2004-01-30|2004-01-30|Anordnung mit einem Stellorgan und einem Stellantrieb, Einrichtung zum Regeln und/oder Steuern|
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