• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Eswird eine Vorrichtung (und ein Verfahren) zur Beurteilung des Wartungszustandeseines Ventils vorgeschlagen, bei welcher ein Aktuator (5) über eineVentilstange (3) auf eine Ventil-Verstellmechanik (6) einwirkt,-wobei ein Sensorelement (11) die während einer Bewegung der Ventilstange(3) auftretende Kraft oder mechanische Spannung erfasst und einder gemessenen Kraft oder Spannung entsprechendes Sensorsignal bildet,-wobei eine Elektronik (10) mit Prozessor zur Signalaufbereitungund Signalverarbeitung vorgesehen ist, welcher einen Speicher aufweist,der als Richtwert eine Kraft-Kenngröße oder Spannungs-Kenngröße enthält,-wobei ein Vergleicher das Sensorsignal und die Kraft-Kenngröße oderSpannungs-Meßgröße miteinander vergleicht-und wobei der Vergleicher eine Anzeigeeinrichtung ansteuert, umeine Meldung in einer Anzeigevorrichtung auszulösen, welche auf die erforderlicheWartung des Ventils (1) hinzuweist, sobald das Sensorsignal dieKraft-Kenngröße oderSpannungs-Kenngröße um mehrals einen Toleranzwert überschreitet,welcher zulässigeAbweichungen vom idealen, einem neuen Ventil entsprechenden Wertder Kraft-Kenngröße oderSpannungs-Kenngröße definiert.
    公开号:DE102004006354A1
    申请号:DE200410006354
    申请日:2004-02-10
    公开日:2005-08-25
    发明作者:Armin Dr. Gasch；Thomas Dr. Karte；Wolfgang Lasarzik；Rolf Dr. Merte；Andreas Stelter
    申请人:ABB Research Ltd Switzerland；
    IPC主号:F16K37-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beurteilung des Wartungszustandeseines Ventils gemäß dem Oberbegriffdes Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtungzur Beurteilung des Wartungszustandes eines Ventils gemäß dem Oberbegriffdes Anspruchs 2. Die Erfindung kann beispielsweise bei Ventilenverwendet werden, welche zur Steuerung von Flüssigkeitsströmen in Rohrleitungs-Systemen eingesetztwerden.
    [0002] Allgemeinist eine Wartung eines Ventils erforderlich, um einen eventuellenvorzeitigen Verschleiß verschiedenerVentilbaugruppen (wie mechanische Einrichtungen oder Dichtungen)rechtzeitig festzustellen und nachfolgend entsprechende Maßnahmendurchzuführen,wie Austausch von Ventilkomponenten oder Dichtungen, Schmiermittelzufuhr usw.Dies ist zum einen zur Sicherstellung einer hohen Lebensdauer desVentils von Vorteil und verhindert zum anderen eine Störung dergesamten Anlage, deren Baustein das Ventil darstellt. Da die speziellenBedingungen des Einsatzortes mitentscheidend für den auftretenden Verschleiß des Ventilssind, ist eine Wartung • beruhend auf Erfahrungswertenoder empirisch ermittelten Werten, • beruhendauf unabhängigvom Einsatzort fest vorgegebenen Intervallen, • beruhendauf der erfassten Anzahl an Bewegungen, insbesondere Hubbewegungeneiner Ventilstange sehr ungenau. Um jedwedes Risiko auszuschließen, erfolgtdeshalb üblicherweiseeine zu häufigeWartung, was jedoch den Nachteil erhöhter Wartungskosten hat.
    [0003] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beurteilungdes Wartungszustandes eines Ventils der eingangs genannten Art anzugeben,das den speziellen Einsatzort des Ventils berücksichtigt.
    [0004] DieseAufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durchdie im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
    [0005] DerErfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zurBeurteilung des Wartungszustandes eines Ventils der eingangs genanntenArt anzugeben, die den speziellen Einsatzort des Ventils berücksichtigt.
    [0006] DieseAufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durchdie im Kennzeichen des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst.
    [0007] Diemit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,dass das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Vorrichtung unabhängig vomspeziellen Einsatzort des Ventils sicherstellen, dass eine erforderlicheWartung des Ventils rechtzeitig festgestellt wird, um derart einerseitseine optimale Lebensdauer des Ventils zu gewährleisten und andererseitsunnötighohe Wartungskosten zu verhindern.
    [0008] WeitereVorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
    [0009] VorteilhafteAusgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
    [0010] DieErfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestelltenAusführungsbeispiele erläutert. Eszeigen:
    [0011] 1 einerstes Ausführungsbeispielseines Ventils mit einer Vorrichtung zur Beurteilung des Wartungszustandes,
    [0012] 2 einzweites Ausführungsbeispielseines Ventils mit einer Vorrichtung zur Beurteilung des Wartungszustandes.
    [0013] In 1 istein erstes Ausführungsbeispiels einesVentils mit einer Vorrichtung zur Beurteilung des Wartungszustandesdargestellt. Es ist ein Ventil 1 zu erkennen, dessen rohrförmiger Ventilkörper 2 in üblicherWeise an beiden Stirnflächenmit einem Flansch 7, 8 versehen ist, um derarteine abgedichtete Montage des Ventils 1 im Zuge einer Rohrleitung zuermöglichen.Im Innern des Ventilkörpers 2 befindetsich eine Ventil-Verstellmechanik 6 (beispielsweisezum Öffnen/Schließen derRohrleitung), deren Betätigung über eineVentilstange 3 erfolgt, welche den Ventilkörper 2 über eineVentilstangen-Dichtung 4 durchstößt. Das weitere Ende dieserVentilstange 3 wird von einem Aktuator 5 beaufschlagt.
    [0014] DerAktuator 5 empfängtSteuerbefehle von einer Elektronik 10, wobei beispielsweiseein Kabel 12 zur Kommunikation zwischen Elektronik 10 und Aktuator 5 eingesetztist. Je nach vorliegendem Steuerbefehl führt die Ventilstange 3 eineentsprechende Hubbewegung senkrecht zur Wand des Ventilkörpers 2 bzw.Längsachsedes Ventils 1 aus, welche auf die Ventil-Verstellmechanik 6 ingewünschterWeise einwirkt. Üblicherweiseerfolgt eine Rückmeldunghinsichtlich der von der Ventilstange 3 ausgeführten Hubbewegung,indem ein Wegaufnehmer 9 die tatsächliche Hubbewegung der Ventilstange 3 erfasst undder Elektronik 10 ein entsprechendes Sensorsignal – beispielsweise über einKabel 13 – zuleitet. Durchdiese Maßnahmenwird eine geregelte Bewegung der Ventilstange 3 ermöglicht.
    [0015] Umden aktuellen Wartungszustand des Ventils 1 beurteilenzu können,ist ein Sensorelement 11 seitlich an der Ventilstange 3 montiert,welches die währendeiner Hubbewegung der Ventilstange 3 auftretenden Kräfte odermechanischen Spannungen erfasst und ein der gemessenen Kraft (Druckkraft oderZugkraft) oder mechanischen Spannung (Dehnung) entsprechendes Sensorsignal – beispielsweise über einKabel 14 – andie Elektronik 10 leitet. Zweckmäßig weist das Sensorelement 11 eineanaloge Signalauf bereitung auf. Durch die Messung der in der Ventilstange 3 auftretendenDehnung oder der Kraft, die benötigtwird, um die Ventilstange 3 zu bewegen, können Rückschlüsse über denZustand der Mechanik im Ventil – Ventil-Verstellmechanik 6 – und/oder derVentilstangen-Dichtung 4 geschlossen werden.
    [0016] In 2 istein zweites Ausführungsbeispielseines Ventils mit einer Vorrichtung zur Beurteilung des Wartungszustandesdargestellt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird hierdas der gemessenen Kraft oder mechanischen Spannung entsprechendeSensorsignal per Funksignal an die Elektronik 10 geleitet,wozu das Sensorelement 11 einen Funksender 15 aufweistsowie die Elektronik 10 mit einem Funkempfänger 16 ausgerüstet ist.Selbstverständlichweisen der Funksender 15 einen vorgeschalteten Modulator/Codiererund eine nachgeschaltete Antenne sowie der Funkempfänger 16 einevorgeschaltete Antenne und einen nachgeschalteten Demodulator/Decodiererauf. Es ist somit möglich,das dem Sensorsignal entsprechende, aufbereitete Funksignal vomFunksender 15 zum Funkempfänger 16 zu senden.Die übrigeAnordnung ist wie unter 1 beschrieben.
    [0017] Alternativzur Übermittlungdes Sensorsignals per Funk ist es auch möglich, eine drahtlose Signalübertragungper Infrarotsignal zu realisieren, d. h. das Sensorelement 11 isthierfürmit einem Infrarot-Sender ausgerüstet,währenddie Elektronik 10 einen Infrarot-Empfänger aufweist.
    [0018] Für beideAusführungsbeispielegilt, dass die Elektronik 10 mit einem Prozessor versehenist, welcher die Signalaufbereitung und Signalverarbeitung vornimmt.Insbesondere ist ein Speicher vorgesehen, welcher als Richtwerteine Kraft-Kenngröße oderSpannungs-Kenngröße enthält, welcheauf einer charakteristischen, im Herstellerwerk des Ventils nachFertigung des Ventils erfassten idealen Kraft-Kenngröße oderSpannungs-Kenngröße beruht.Das aufbereitete Sensorsignal des Sensorelements 11 wirdin einem Vergleicher mit der Kraft-Kenngröße oder Spannungs-Kenngröße verglichen. Überschreitetdas Sensorsignal die Kraft-Kenngröße oder Spannungs-Kenngröße um mehrals einen Toleranzwert, welcher zulässige Abweichungen vom idealen,einem neuen Ventil entsprechenden Wert definiert, so steuert derVergleicher eine Anzeigevorrich tung an, um eine Meldung in einerAnzeigevorrichtung auszulösen,welche auf die erforderliche Wartung des Ventils 1 hinzuweist.
    [0019] Inden vorstehenden Beispielen wird davon ausgegangen, dass die Elektronik 10 desWegaufnehmers 9 gleichzeitig auch zur Beurteilung des Wartungszustandesdes Ventils herangezogen wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, eineseparate Elektronik hierfüreinzusetzen.
    [0020] Ausder vorstehenden Beschreibung geht bereits hervor, dass das Sensorelement 11 wahlweiseals Kraft-Sensorelement oder als Sensorelement zur Erfassung einermechanischen Spannung ausgebildet ist. Als Kraft-Sensorelement istbeispielsweise eine Kraftmessdose einsetzbar, welche innerhalb der Ventilstangeoder im Aktuator 5 zwischen Ventilstange und Antrieb derVentilstange angeordnet ist, um dort die auf die Ventilstange 3 einwirkendeKraft zu erfassen. Bei Einsatz eines seitlich an der Ventilstangemontierten Sensors könnendie in der Ventilstange auftretenden mechanischen Spannungen oderDehnungen ermittelt werden. Hierzu eignen sich ein Dehnungsmessstreifenoder ein Oberflächenwellensensor.
    1 Ventil 2 Ventilkörper 3 Ventilstange 4 Ventilstangen-Dichtung 5 Aktuator 6 Ventil-Verstellmechanik 7 Flansch 8 Flansch 9 Wegaufnehmer 10 Elektronik 11 Sensorelement 12 Kabel 13 Kabel 14 Kabel 15 Funksender 16 Funkempfänger
    权利要求:
    Claims (8)
    [1] Verfahren zur Beurteilung des Wartungszustandeseines Ventils, bei welchem mit Hilfe eines Aktuators (5) über eineVentilstange (3) auf eine Ventil-Verstellmechanik (6) eingewirktwird, dadurch gekennzeichnet, – dass die während einerBewegung der Ventilstange (3) aktuell auftretende Kraftoder mechanische Spannung erfasst und mit einer als Richtwert dienenden Kraft-Kenngröße oderSpannungs-Kenngröße verglichenwird – unddass eine Meldung ausgelöstwird, welche auf die erforderliche Wartung des Ventils hinweist,sobald die aktuell auftretende Kraft oder mechanische Spannung dieKraft-Kenngröße oderSpannungs-Kenngröße um mehrals einen Toleranzwert überschreitet.
    [2] Vorrichtung zur Beurteilung des Wartungszustandeseines Ventils, bei welcher ein Aktuator (5) über eineVentilstange (3) auf eine Ventil-Verstellmechanik (6)einwirkt, dadurch gekennzeichnet, – dass ein Sensorelement (11)die währendeiner Bewegung der Ventilstange (3) auftretende Kraft oder mechanischeSpannung erfasst und ein der gemessenen Kraft oder Spannung entsprechendesSensorsignal bildet, – dasseine Elektronik (10) mit Prozessor zur Signalaufbereitungund Signalverarbeitung vorgesehen ist, welcher einen Speicher aufweist,der als Richtwert eine Kraft-Kenngröße oder Spannungs-Kenngröße enthält, – dass einVergleicher das Sensorsignal und die Kraft-Kenngröße oderSpannungs-Kenngröße miteinandervergleicht – unddass der Vergleicher eine Anzeigeeinrichtung ansteuert, um eineMeldung in einer Anzeigevorrichtung auszulösen, welche auf die erforderlicheWartung des Ventils (1) hinzuweist, sobald das Sensorsignaldie Kraft-Kenngröße oderSpannungs-Kenngröße um mehrals einen Toleranzwert überschreitet, welcherzulässigeAbweichungen vom idealen, einem neuen Ventil entsprechenden Wertder Kraft-Kenngröße oderSpannungs-Kenngröße definiert.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass das Sensorelement (11) seitlich an der Ventilstange(3) montiert ist.
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass das Sensorelement (11) im Aktuator (5) vorgesehenist.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass als Elektronik (10) die Elektronik eines Wegaufnehmers(9) dient, welcher die aktuelle Bewegung der Ventilstange(3) erfasst.
    [6] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–5, dadurch gekennzeichnet,dass das Sensorsignal überein Kabel (14) vom Sensorelement (11) zur Elektronik(10) gelangt.
    [7] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–5, dadurch gekennzeichnet,dass das Sensorelement (11) mit einem Funksender (15)und die Elektronik (10) mit einem Funkempfänger (16)versehen sind, so dass das Sensorsignal als Funksignal übertragbar ist.
    [8] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–5, dadurch gekennzeichnet,dass das Sensorelement (11) mit einem Infrarot-Sender unddie Elektronik (10) mit einem Infrarot-Empfänger versehensind, so dass das Sensorsignal als Infrarotsignal übertragbarist.
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    同族专利:
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    引用文献:
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    法律状态:
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    2005-11-24| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2007-08-16| 8364| No opposition during term of opposition|
    2014-09-02| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    2014-11-27| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20140902 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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