DE19712852A1 - Regulating valve for gradual adjustment of material flow - Google Patents
Regulating valve for gradual adjustment of material flowInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Regelventileinrichtung, insbesondere eine Regelventileinrichtung zum graduellen Einstellen einer Stoffströmung.The invention relates to a control valve device, in particular a control valve device for gradual Setting a material flow.
Zur Einstellung definierter Stoffströme oder ander weitiger Prozeßparameter dienen Regelventileinrichtungen, deren Ventilverschlußglied von einer Stelleinrichtung positioniert wird. Die Stelleinrichtung kann sowohl ein Elektromotor als auch ein druckbetätigter Stellmotor, wie bspw. ein Membranstellmotor sein. Bei Membranstellmotoren oder vergleichbaren pneumatischen Stellantrieben ist es häufig erforderlich, die Position der Ventilspindel zu erfassen, um eine vorgegebene gewünschte Ventilposition einstellen zu können. Dazu können Stellungsregler dienen, die die Druckbeaufschlagung des Stellantriebs regulieren. Solche Stellungsregler sind Geräte, die über einen Schwenkhebel die Ist-Position der Ventilspindel erfassen und einen Druckluftausgang für den Stellantrieb aufweisen. Die Montageposition des Stellungsreglers ist durch den Schwenkhebel weitgehend festgelegt. Der Stellungsregler muß neben der Ventilspindel montiert werden. Dies ist ein häufig unzugänglicher, belasteter oder unfallträchtiger Einbauort. Außerdem führen Fehler in der Erfassung der Ist-Position der Ventilspindel zwangsläufig zu Positionie rungsfehlern. Fehler in der Übertragung der Spindelbewe gung auf den Stellungsregler stellen sich infolge mechani scher Abnutzungen häufig schleichend ein, wodurch die Positioniergenauigkeit allmählich abfällt. Diese Fehler werden häufig nicht oder zu spät erkannt, wodurch Schäden auftreten können.For setting defined material flows or otherwise Further process parameters serve control valve devices, whose valve closure member by an actuator is positioned. The actuator can be both Electric motor as well as a pressure-operated servomotor, such as For example, be a diaphragm actuator. For diaphragm actuators or comparable pneumatic actuators often required to position the valve stem capture to a predetermined desired valve position to be able to adjust. Positioners can be used for this, that regulate the pressurization of the actuator. Such positioners are devices that have a Detect the swivel lever the actual position of the valve spindle and have a compressed air outlet for the actuator. The position of the positioner is indicated by the Swivel lever largely fixed. The positioner must be mounted next to the valve stem. This is a often more inaccessible, stressed or more likely to cause an accident Installation location. In addition, errors in the registration of the Actual position of the valve spindle inevitably to Positionie errors. Error in the transmission of the spindle movement position on the positioner are due to mechani wear and tear often creeps in, causing the Positioning accuracy gradually drops. These mistakes are often not recognized or recognized too late, causing damage may occur.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Regelventileinrichtung zu schaffen, die sich durch eine dauerhaft erhöhte Zuverlässigkeit und Präzision auszeich net. Außerdem sollen Unfallgefahren, die von unzweckmäßi gen Einbaulagen hervorgerufen sind, vermieden werden.Based on this, it is an object of the invention to To create control valve device, which is characterized by a consistently increased reliability and precision net. In addition, the risk of accidents caused by inappropriate installation positions are avoided.
Diese Aufgabe wird durch eine Regelventileinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is accomplished by a control valve device solved with the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße Regelventileinrichtung weist einen pneumatischen Stellantrieb auf, dessen druckbeaufschlagba res Element, vorzugsweise ein mit einer Rollmembran gegen das übrige Gehäuse abgedichteten Teller, mit der Ventil spindel verbunden ist. Das Gehäuse des Stellantriebs ist über ein sogenanntes Joch an dem Ventilgehäuse gehalten, so daß eine starre Verbindung hergestellt ist. Ein sol cher Stellantrieb ermöglicht hohe Stellkräfte und große Stellgeschwindigkeiten. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn, bspw. aus Sicherheitsgründen, schnelle Schließ- oder Öffnungsbewegungen erforderlich sind.The control valve device according to the invention has a pneumatic actuator, the pressurized res element, preferably one with a rolling membrane against the rest of the case sealed plate, with the valve spindle is connected. The actuator housing is held on the valve housing via a so-called yoke, so that a rigid connection is made. A sol cher actuator enables high actuating forces and large Positioning speeds. This is especially true of Advantage if, for example for security reasons, fast Closing or opening movements are required.
Die Erfassung der auf die Ventilspindel übertragenen Stellbewegung des Stellantriebs erfolgt unmittelbar an der Ventilspindel, die mit einem entsprechenden Teil einer Sensoreinrichtung verbunden ist. Zu der Sensoreinrichtung gehört außerdem ein ortsfest montiertes Teil, das bspw. an dem Joch angeordnet ist. Durch die direkte Verbindung zwischen dem bewegten Teil und der Ventilspindel fällt jede Art der Bewegungsübertragung mittels sich relativ zueinander bewegender Teile, bspw. durch Hebel oder der gleichen, weg. Damit kann, was insbesondere bei einer Bewegungsumkehr von Bedeutung ist, auch kein Spiel zwi schen dem beweglichen Teil der Sensoreinrichtung und der Ventilspindel auftreten. Dies stellt auf Dauer eine hohe Präzision bei der Positionserfassung sicher. Damit ist die gesamte Regelventileinrichtung in dieser Hinsicht zuver lässig. Die Trennung von Sensoreinrichtung und Stellungs regeleinrichtung gestattet es, beide den jeweiligen Erfor dernissen entsprechend optimal anzuordnen. Die Stellungs regeleinrichtung kann bspw. in unmittelbarer Nähe des pneumatischen Stellantriebs positioniert werden, so daß die erforderliche Leitung zwischen ihrem elektrisch ge steuerten Ventil und dem entsprechenden Arbeitsraum des pneumatischen Stellantriebes sehr kurz wird. Dies verbes sert das dynamische Verhalten, wenn sehr schnelle Stell bewegungen erforderlich sind. Durch Leitungen verursachte Strömungswiderstände die Ein- oder Ausströmen von Druck luft behindern könnten werden dadurch minimiert.Detection of those transferred to the valve stem Actuator movement takes place directly on the Valve stem with a corresponding part of a Sensor device is connected. To the sensor device also includes a stationary part, for example the yoke is arranged. Through the direct connection falls between the moving part and the valve stem every kind of movement transmission by means of itself relatively mutually moving parts, for example by lever or same way. So what can be done especially with a Reversal of movement is important, also no game between rule the movable part of the sensor device and the Valve stem occur. In the long run, this represents a high Precision in position detection guaranteed. So that's it entire control valve device verver in this regard casual. The separation of sensor device and positioner control device allows both the respective requirements to optimally arrange accordingly. The position control device can, for example, in the immediate vicinity of the pneumatic actuator can be positioned so that the required line between their electrical ge controlled valve and the corresponding work space of the pneumatic actuator becomes very short. This is better improves the dynamic behavior when very fast positioning movements are required. Caused by cables Flow resistances the inflow or outflow of pressure air can be minimized.
Die Ausrüstung eines pneumatischen Stellantriebes mit einer Stellungsregeleinrichtung, die von der Sensorein richtung ein weitgehend präzises Positionssignal erhält, ermöglicht es, mit dem pneumatischen Stellantrieb eine Feinpositionierung vorzunehmen, so daß die Regelventil einrichtung auch für anspruchsvollere Regelaufgaben ver wendbar ist. Die hier geforderte Genauigkeit wird er bracht, ohne auf die typischen Vorteile pneumatischer Stellantriebe zu verzichten, die bspw. in der hohen Stell kraft und der hohen Stellgeschwindigkeit liegen. Darüber hinaus erweisen sich pneumatische Stellantriebe als sehr robust. Gleichermaßen robust ist die Positions- oder Wegübertragung der Spindelbewegung auf die Sensoreinrich tung durch starre Elemente ohne Relativbewegung zuein ander. Durch die gesonderte Anordnung von Stellungsregel einrichtung und Sensoreinrichtung in voneinander getrenn ten Geräten kann die Stellungsregeleinrichtung in der näheren Umgebung des Stellantriebs frei plaziert werden. Die Anordnung kann nach unterschiedlichen Gesichtspunkten, wie bspw. Bedienungsfreundlichkeit, Zugänglichkeit, Monta gefreundlichkeit, oder nach Umgebungseinflüssen, wie bspw. Temperatur, Schmutzbelastung usw. optimiert werden. Kei nesfalls müssen bei der Rohnetzlegung Umwege aus Rücksicht auf die Plazierung der Stellungsregler gemacht werden. Die Anordnung der Stellungsregeleinrichtungen in einer Weise, daß ein an ihr vorhandenes Display ablesbar ist, daß es geschützt und nicht unfallträchtig angeordnet ist, und daß es für Reparaturzwecke zugänglich ist, ist von der Topologie des Rohrnetzes entkoppelt festlegbar. Außerdem können die Stellungsregeleinrichtung und das Ventil bspw. zu Reparaturzwecken getrennt demontiert werden.Equipping a pneumatic actuator with a position control device operated by the sensor receives a largely precise position signal in the direction makes it possible to use the pneumatic actuator Make fine positioning so that the control valve also for more demanding control tasks is reversible. It will be the accuracy required here brings without the typical advantages of pneumatic To do without actuators, for example in the high position force and the high positioning speed. About it pneumatic actuators also prove to be very useful robust. The position or is equally robust Transfer of the spindle movement to the sensor device by rigid elements without relative movement at the. Due to the separate arrangement of the position rule device and sensor device in separate from each other The positioner can be used in the the surrounding area of the actuator can be placed freely. The arrangement can be based on different aspects, such as ease of use, accessibility, installation friendliness, or according to environmental influences, such as Temperature, contamination, etc. can be optimized. Kei If necessary, detours must be taken out of consideration when laying the net be made on the placement of the positioner. The Arrangement of the position control devices in such a way that an existing display can be read, that it is protected and not arranged to cause accidents, and that it is accessible for repair purposes is from the The topology of the pipe network can be defined separately. Furthermore can the position control device and the valve, for example. be dismantled separately for repair purposes.
Prinzipiell ist es möglich, pneumatische Stellantrie be zu verwenden, die zwei entgegengesetzt wirkende Ar beitsräume aufweisen. Jedoch kann bei einer vereinfachten Form ein bspw. als Membranstellmotor ausgebildeter Stell antrieb vorgesehen sein, bei dem der Membranteller federnd auf eine Endlage vorgespannt ist. In Verbindung mit dem bei pneumatischen Stellantrieben kompressiblen Druckmedium ergibt sich die Position des Membrantellers mehr oder weniger genau aus dem Kräftegleichgewicht zwischen Feder kraft und Druckkraft des Druckmediums. An der Ventilspin del angreifende Reibungs- oder Strömungskräfte können die Position von der Sollposition abweichen lassen. Der Stel lungsregler korrigiert solche Fehler. Bei Ausfall des Versorgungsmediums (Druckluftausfall) geht das Ventil durch die Feder in eine definierte Lage und bleibt nicht einfach stehen, wie es bei elektrischen Stellantrieben der Fall ist.In principle, it is possible to use pneumatic actuators be to use the two opposing ares have working rooms. However, with a simplified Form, for example, an actuator designed as a membrane actuator drive can be provided in which the diaphragm plate resilient is biased to an end position. In connection with the with pneumatic actuators compressible pressure medium the position of the diaphragm plate results more or less accurate from the balance of forces between the spring force and pressure force of the pressure medium. On the valve spin del attacking friction or flow forces can Let the position deviate from the target position. The stel regulator corrects such errors. If the The supply medium (compressed air failure) goes the valve by the spring in a defined position and does not remain just stand, as is the case with electrical actuators Case is.
Der unmittelbare Anschluß der Stellungsregeleinrich tung an dem Stellantrieb, insbesondere mit einer Druck luftleitung, die kürzer als 10 cm ist und vorzugsweise höchstens 3 cm lang ist, ermöglicht es, die volle Dynamik des Stellantriebs auszunutzen.The direct connection of the positioner tion on the actuator, especially with a pressure air line that is shorter than 10 cm and preferably is at most 3 cm long, allows full dynamism of the actuator.
Prinzipiell ist es möglich, die Sensoreinrichtung unmittelbar zwischen Joch und Ventilspindel anzuordnen. Es ist jedoch auch möglich die Sensoranordnung, bspw. in dem Gehäuse des pneumatischen Stellantriebes vorzusehen. Nachdem diese Gehäuse meist Metallgehäuse, insbesondere Stahlgehäuse sind, ist die Sensoreinrichtung hier sowohl gegen mechanische Beschädigung als auch gegen magnetische Störfelder geschützt. Dies ist insbesondere bei Verwendung von induktiven Gebern als Wegaufnehmer von Bedeutung. Bei starrer Verbindung zwischen Membranteller und Ventilspin del wird auch mit dieser Lösung die Übertragung der Bewe gung der Ventilspindel auf den beweglichen Teil des Sen sors erreicht, ohne daß Mittel zur Umsetzung der Bewegung zwischen Ventilspindel und dem beweglichen Teil des Sen sors vorgesehen wären.In principle, it is possible to use the sensor device to be arranged directly between the yoke and the valve stem. It However, the sensor arrangement is also possible, for example in the Provide the housing of the pneumatic actuator. After these housings mostly metal housings, in particular Are steel housing, the sensor device is both here against mechanical damage as well as against magnetic Interference fields protected. This is especially true when using of inductive sensors as displacement transducers. At rigid connection between diaphragm plate and valve pin del is also the transfer of the movement with this solution the valve stem on the moving part of the sen sors achieved without funds to implement the movement between the valve stem and the moving part of the Sen would be provided.
Die Sensoreinrichtung ist eine Anordnung zur Umset zung der Position oder der Positionsveränderung des be weglichen Teils des Sensors in ein elektrische Signal. Als Sensoreinrichtung kann ein veränderbarer Widerstand, ein induktiver Geber, ein inkrementaler Geber oder dergleichen in Frage kommen.The sensor device is an arrangement for implementation position or change of position of the be moving part of the sensor into an electrical signal. As Sensor device can be a variable resistor inductive encoder, an incremental encoder or the like come into question.
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Details of advantageous embodiments of the Invention are the subject of subclaims and result from the description below. In the drawing Embodiments of the invention are illustrated.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 Die erfindungsgemäße Regelventileinrichtung mit pneumatischem Stellantrieb, in einer schemati sierten, längsgeschnittenen Darstellung und Fig. 1 The control valve device according to the invention with pneumatic actuator, in a schemati-based, longitudinal section and
Fig. 2 einen alternativen, pneumatischen, Stellantrieb mit zugehöriger Stellungsregeleinrichtung und Sensoreinrichtung, in schematisierter, längsge schnittener Darstellung. Fig. 2 shows an alternative, pneumatic, actuator with associated position control device and sensor device, in a schematic, longitudinal section view.
In Fig. 1 ist eine Regelventileinrichtung 1 ver anschaulicht, zu der ein Drei-Wege-Ventil 2, ein pneumati scher Stellantrieb und eine Stellungsregeleinrichtung 4 gehören. Das Drei-Wege-Ventil 2 ist ein Sitzventil mit einem Ventilverschlußglied 5, das die Stoffströmung zwi schen drei Anschlüssen 6, 7, 8 reguliert. Das Ventilver schlußglied 5 ist mit einer Ventilspindel 9 verbunden, die über eine entsprechende Dichtung 11 aus dem Ventilgehäuse 12 herausgeführt ist. An dem Ventilgehäuse 12 ist ein entsprechender Ansatz 13 ausgebildet, durch den die Ven tilspindel 9 geführt ist. Auf diesem sitzt ein Zwischen stück 14, das ein zweischenkliges Joch 15 trägt. Das Joch 15 verbindet das Ventilgehäuse 12 mit dem Stellantrieb 3 und weist zwei sich parallel zueinander erstreckende Träger 16, 17 auf, die im wesentlichen parallel zu der Ventilspindel 1 verlaufen. An seinem von dem Ventilgehäuse 12 abliegenden Ende trägt das Joch 15 ein zweischaliges Gehäuse 18 des pneumatischen Stellantriebs. In dem Gehäuse 18 ist ein Teller 19 mit zylindrischem Rand 21 angeordnet. Der Teller 19 ist über Druckfedern 22 in eine Endlage vorgespannt und über eine Kraftabgabestange 22 mit der Ventilspindel 11 verbunden.In Fig. 1, a control valve device 1 is illustrated, to which a three-way valve 2 , a pneumatic actuator and a position control device 4 belong. The three-way valve 2 is a seat valve with a valve closure member 5 , which regulates the flow of matter between three connections 6 , 7 , 8 . The Ventilver circuit member 5 is connected to a valve spindle 9 which is guided out of the valve housing 12 via a corresponding seal 11 . On the valve housing 12 , a corresponding approach 13 is formed through which the Ven tilspindel 9 is guided. On this sits an intermediate piece 14 , which carries a two-legged yoke 15 . The yoke 15 connects the valve housing 12 to the actuator 3 and has two supports 16 , 17 which extend parallel to one another and run essentially parallel to the valve spindle 1 . At its end remote from the valve housing 12 , the yoke 15 carries a double-shell housing 18 of the pneumatic actuator. A plate 19 with a cylindrical edge 21 is arranged in the housing 18 . The plate 19 is biased into an end position by means of compression springs 22 and connected to the valve spindle 11 via a force output rod 22 .
Der Teller 19 sowie eine sich von seinem Rand 21 zu dem Gehäuse 18 erstreckende Rollmembrane definieren einen Arbeitsraum 24 der über die Stellungsregeleinrichtung 4 gezielt mit Druckluft beaufschlagbar ist. Dazu dient ein Anschluß 25 auf dem die Stellungsregeleinrichtung 4 sitzt. Diese enthält ein elektrisch gesteuertes Ventil 26, das mit einer Druckluftleitung 27 verbunden ist. Das Ventil 26 ist dazu eingerichtet, dosiert Druckluft in den Arbeits raum 24 hinein bzw. aus diesem herausströmen zu lassen.The plate 19 and a rolling diaphragm extending from its edge 21 to the housing 18 define a working space 24 which can be pressurized with compressed air via the position control device 4 . For this purpose, a connection 25 is used on which the position control device 4 is seated. This contains an electrically controlled valve 26 , which is connected to a compressed air line 27 . The valve 26 is set up to meter compressed air into the working space 24 or to let it flow out of it.
Zur Steuerung des Ventils 26 dient eine Regeleinrich tung 28, die anhand gemessener Parameter einen Sollwert für die Position des Ventilverschlußglieds 5 vorgibt. Die elektrische Regeleinrichtung ist dazu über eine Leitung 29 mit einer Stromversorgung und über eine Leitung 31 mit einem Sensor 32 für Prozeßparameter wie bspw. Temperatur, Druck oder dergleichen verbunden.To control the valve 26 is a Regeleinrich device 28 , which specifies a setpoint for the position of the valve closure member 5 based on measured parameters. For this purpose, the electrical control device is connected via a line 29 to a power supply and via a line 31 to a sensor 32 for process parameters such as temperature, pressure or the like.
Zur Erfassung der tatsächlichen Position der Ventil spindel 9 und somit des Ventilverschlußglieds 5 dient eine Sensoreinrichtung 33, die an dem Joch 15 und an der Ventilspindel 11 befestigt ist. Die Sensoreinrichtung 33 ist bspw. ein induktiver Weggeber, der als Tauchspulensen sor ausgebildet ist. Er weist einen ortsfesten Teil 34 auf, der mechanisch mit dem Träger 16 und über eine Lei tung 35 mit der Regeleinrichtung 28 verbunden ist.To detect the actual position of the valve spindle 9 and thus the valve closure member 5 is a sensor device 33 which is attached to the yoke 15 and the valve spindle 11 . The sensor device 33 is, for example, an inductive displacement sensor which is designed as a plunger sensor. It has a fixed part 34 which is mechanically connected to the carrier 16 and via a line 35 to the control device 28 .
An der Ventilspindel 9 oder einem wenigstens in Axialrichtung fest mit dieser verbundenen Element 36 ist ein starrer Ausleger 37 vorgesehen, der fest mit einem be weglichen Teil 38 der Sensoreinrichtung 33 verbunden ist. Somit sind die Stellungsregeleinrichtung 4 und die Sensor einrichtung 33 räumlich voneinander getrennt, wodurch eine Erfassung der Spindelbewegung ohne Kraftübertragungsmit tel, insbesondere ohne Getriebemittel, wie Seilzüge, Hebel oder dergleichen, und eine Steuerung des Arbeitsvolumens 24, im Wesentlichen ohne zwischengeschaltete Rohrleitungen erfolgen kann. Die Stellungsregeleinrichtung 4 ist un abhängig von dem Meßort angeordnet. Sie kann ohne Rück sicht auf den Einbauort des Ventils in zugänglicher, wenig unfallträchtiger Position angeordnet werden.On the valve spindle 9 or at least in the axial direction firmly connected to this element 36 , a rigid arm 37 is provided which is fixedly connected to a movable part 38 of the sensor device 33 . Thus, the position control device 4 and the sensor device 33 are spatially separated from each other, whereby a detection of the spindle movement without power transmission means, in particular without gear means, such as cables, levers or the like, and a control of the working volume 24 , essentially without intermediate pipelines. The position control device 4 is arranged depending on the measuring location. It can be arranged in an accessible, less accident-prone position regardless of where the valve is installed.
Die insoweit beschriebene Regelventileinrichtung 1
arbeitet wie folgt:
Bei normalem Betrieb liegt an der Leitung 27 Druck
luft im Bereich von 4 bis 8 vorzugsweise 6 bar, und an der
Leitung 29 eine Versorgungsspannung an. Mit dem Sensor 32
wird ein Prozeßparameter, bspw. eine Temperatur, ein Druck
ein Durchfluß oder eine Konzentration erfaßt, der durch
das Ventil 2 beeinflußbar ist. Weicht nun dieser Parameter
von einem eingestellten Sollwert ab, ist eine Stellbewe
gung an der Ventilspindel 9 erforderlich. Die Regelein
richtung 28 gibt deshalb eine neue Position für die Ven
tilspindel 9 vor, die von der vorhandenen Spindelposition
abweicht. Die Abweichung wird über die Sensoreinrichtung
33 erfaßt und an die Regeleinrichtung 28 gemeldet. Diese
steuert nun das Ventil 26 so an, daß der Arbeitsraum 24,
je nach Betätigungsrichtung druckbeaufschlagt oder druck
entlastet wird. Eine daraus resultierende Stellbewegung
des Tellers 19 und somit der Ventilspindel 9 wird von der
Sensoreinrichtung 33 unmittelbar erfaßt und an die Regel
einrichtung 28 rückgemeldet. Ist die Sollposition
erreicht, wird der in dem Arbeitsvolumen 24 eingestellte
Druck gehalten.The control valve device 1 described so far operates as follows:
In normal operation, compressed air is in the range from 4 to 8, preferably 6 bar, on line 27 , and a supply voltage is present on line 29 . The sensor 32 detects a process parameter, for example a temperature, a pressure, a flow rate or a concentration, which can be influenced by the valve 2 . If this parameter now deviates from a set value, an actuating movement on the valve spindle 9 is required. The Regelein device 28 therefore specifies a new position for the Ven tilspindel 9 , which deviates from the existing spindle position. The deviation is detected by the sensor device 33 and reported to the control device 28 . This now controls the valve 26 so that the working space 24 is pressurized or relieved of pressure, depending on the direction of actuation. A resulting actuating movement of the plate 19 and thus the valve spindle 9 is detected directly by the sensor device 33 and reported back to the control device 28 . When the target position is reached, the pressure set in the working volume 24 is maintained.
Die Regeleinrichtung 28 steuert auch Änderungen der Position des Ventilverschlußglieds 5 entgegen, die bspw. durch die das Drei-Wege-Ventil 2 durchfließende Stoffströ mung verursacht sind. Sobald die Position der Ventilspin del 9 von der Sollposition abweicht, wird dies über die Sensoreinrichtung 33 erfaßt und die Regeleinrichtung 28 steuert über das Ventil 26 gegen.The control device 28 also controls changes in the position of the valve closure member 5 , which are caused, for example, by the material flowing through the three-way valve 2 . As soon as the position of the Ventilspin del 9 deviates from the target position, this is detected by the sensor device 33 and the control device 28 counteracts via the valve 26 .
Durch die spielfreie Verbindung zwischen Ventilspin del 9 und beweglichem Teil 38 der Sensoreinrichtung 33, wird die Ventilspindelposition nicht nur sehr genau er faßt, sondern es wird darüberhinaus ermöglicht, die Soll position präzise einzustellen. Insbesondere wegen des fehlenden Spiels können bspw. Regelschwingungen vermieden werden.Due to the play-free connection between Ventilspin del 9 and movable part 38 of the sensor device 33 , the valve spindle position is not only very precisely, but it also enables the target position to be set precisely. Because of the lack of play, for example, control vibrations can be avoided.
Wegen der kurzen Leitung zwischen dem Stellantrieb 3 und dem Ventil 26 kann eineträgheitsarme Reaktion des Stellantriebs 3 erreicht werden. Insbesondere sind schnel le Schließ- und Öffnungsbewegungen des Ventils 5 möglich. In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Stellantriebs 3 veranschaulicht. Während der in Fig. 1 dargestellte Stellantrieb 3 in drucklosem Zustand Zug auf die Ventilspindel 9 ausübt und somit das Ventil 2 in seinem Weg von Anschluß 6 nach Anschluß 7 sperrt, übt der Stellantrieb 3 nach Fig. 2 bei drucklosem Arbeitsraum 24 Druck an seiner Kraftabgabestange 23 auf die Ventilspindel 9 aus. Auch hier ist die Stellungsregeleinrichtung 4 un mittelbar an dem Anschluß 25 des Stellantriebs 3 ange schlossen. Die Wahl des Stellantriebs 3 richtet sich danach, ob bei Ausfall des Druckluftnetzes ein Öffnen oder Schließen des Ventils 2 gewünscht ist.Because of the short line between the actuator 3 and the valve 26 , a low-inertia reaction of the actuator 3 can be achieved. In particular, quick closing and opening movements of the valve 5 are possible. A modified embodiment of the actuator 3 is illustrated in FIG. 2. While the actuator 3 shown in FIG. 1 exerts tension on the valve spindle 9 in the depressurized state and thus blocks the valve 2 in its path from port 6 to port 7 , the actuator 3 according to FIG. 2 exerts pressure on its power rod when the working chamber 24 is depressurized 23 on the valve spindle 9 . Again, the position control device 4 is un indirectly connected to the terminal 25 of the actuator 3 . The choice of actuator 3 depends on whether opening or closing valve 2 is desired in the event of a failure of the compressed air network.
Sowohl bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Stell antrieb 3 als auch bei dem in Fig. 2 veranschaulichten Stellantriebs 3 ist es möglich, die Sensoreinrichtung 33 an dem Stellantrieb 3 vorzusehen und bedarfsweise in das Gehäuse 18 zu integrieren. Wegen der starren Verbindung zwischen dem Teller 19 und dem Ventilverschlußglied 5 wird auch hier die Ventilposition spielfrei erfaßt. Obwohl möglicherweise aufwendiger, ist die Sensoreinrichtung 33, bei der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform geschützt angeordnet. Ist das Gehäuse 18 ein Metallgehäu se, ist die Sensoreinrichtung 33 auch vor Magnetfeldern weitgehend geschützt. Insbesondere bei induktiven Weg aufnehmern können dadurch Störungen reduziert werden. Außerdem kann die Sensoreinrichtung 33 bedarfsweise schon bei der Montage des Stellantriebs 3 eingebaut werden, so daß spätere, unter Umständen, fehlerträchtige Montagepro zesse vor Ort wegfallen.Both in the example illustrated in Fig. 1 pitch drive 3 and in the example illustrated in Fig. 2 the actuator 3 it is possible to provide the sensor means 33 to the actuator 3 and, if necessary, to incorporate in the housing 18. Because of the rigid connection between the plate 19 and the valve closure member 5 , the valve position is also detected without play here. Although possibly more complex, the sensor device 33 is arranged in a protected manner in the embodiment illustrated in FIG. 2. If the housing 18 is a metal housing, the sensor device 33 is also largely protected from magnetic fields. This can reduce interference, particularly with inductive displacement sensors. In addition, the sensor device 33 can be installed if necessary during the assembly of the actuator 3 , so that later, possibly error-prone Montagepro processes are omitted on site.
Zu der verschleißfreien Verbindung zwischen dem beweglichen Teil 38 der Sensoreinrichtung 34 und der Ventilspindel 9 kommt hier noch der Vorteil der geschütz ten Einbaulage.In addition to the wear-free connection between the movable part 38 of the sensor device 34 and the valve spindle 9, there is also the advantage of the protected mounting position.
Eine Regelventileinrichtung 1 weist einen pneumati schen Stellantrieb und eine Stellungsregeleinrichtung 4 auf, die die Position der Ventilspindel 9 über eine Sen soreinrichtung 33 erfaßt. Während die Stellungsregel einrichtung 4 unmittelbar an dem pneumatischen Stellan trieb 3 angeordnet ist, ist die Sensoreinrichtung 33 von der Stellungsregeleinrichtung 4 getrennt so angeordnet, daß sie mit einem Teil 34 ortsfest und mit einem bewegli chen Teil 38 unmittelbar und spielfrei ohne relativ zu einander bewegliche Kraftübertragungsmittel mit der Ventil spindel 9 verbunden ist. Durch die somit verschleißfreie Übermittlung der Ventilspindelposition an die Sensorein richtung 33 und durch die zweckentsprechende Anordnung der Stellungsregeleinrichtung 4 möglichst in unmittelbarer Nähe des Stellantriebs 3, wird eine zuverlässige und dauerhaft präzise Regelventileinrichtung 1 erhalten, die aufgrund ihres Antriebsprinzips und der Anordnung der Regeleinrichtung 4 bei hoher Kraftentwicklung reaktions schnell ist.A control valve device 1 has a pneumatic actuator and a position control device 4 , which detects the position of the valve spindle 9 via a sensor device 33 Sen. While the position control device 4 is arranged directly on the pneumatic actuator 3 , the sensor device 33 is separated from the position control device 4 so that it is fixed with a part 34 and with a movable part 38 directly and without play without relatively movable force transmission means is connected to the valve spindle 9 . By thus wear-free transmission of the valve stem position to the Sensorein direction 33 and through suitable corresponding arrangement of the position control means 4 as possible in the immediate vicinity of the actuator 3, a reliable and durable precision regulating valve device 1 is obtained which is high because of its driving principle and constitution of the control device 4 at Force development is responsive.
Claims (12)
mit einem Ventil (2), das ein Ventilgehäuse (12) aufweist, aus dem eine axial beweglich gelagerte Ventil spindel (9) zur Betätigung eines in dem Ventilgehäuse (12) angeordneten Ventilverschlußglieds (5) abgedichtet her ausgeführt ist,
mit einem endseitig mit dem Ventilgehäuse (12) fest verbundenen Joch (15), das wenigstens ein sich von dem Ventilgehäuse (12) weg erstreckendes Tragelement (16) aufweist,
mit einem pneumatischen Stellantrieb (3), der ein fest mit dem Joch (15) verbundenes Gehäuse (18) aufweist, in dem ein wenigstens einseitig druckbeaufschlagbares Element (19) angeordnet ist, das eine Linearbewegung ausführt und mit der Ventilspindel (9) verbunden ist,
mit einer Stellungsregeleinrichtung (4), die ein elektrisch gesteuertes Ventil (26) zur dosierten Druck beaufschlagung des druckbeaufschlagbaren Elements (19) und eine Regeleinrichtung (28) enthält und die in einer geson derten, den jeweiligen Erfordernissen entsprechenden Position mit dem pneumatischen Stellantrieb (3) verbindbar ist,
mit einer Sensoreinrichtung (33) zur Erfassung der Position der Ventilspindel (9), wobei die Sensoreinrich tung (33) einen beweglichen Teil (38), der mit der Ventil spindel (9) verbunden ist, und einen festen Teil (34) aufweist, der ortsfest angeordnet ist und der die Bewegung und/oder die Position des mit der Ventilspindel (9) ver bundenen Teils (38) in ein elektrisches Signal umsetzt, und
mit einer elektrischen Verbindungsleitung (35), die den festen Teil (34) der Sensoreinrichtung (33) mit der Stellungsregeleinrichtung (4) verbindet und das elektri sche Signal an die Regeleinrichtung (28) überträgt.1. control valve device ( 1 ), in particular for gradually adjusting a material flow,
with a valve ( 2 ) having a valve housing ( 12 ), from which an axially movably mounted valve spindle ( 9 ) for actuating a valve closure member ( 5 ) arranged in the valve housing ( 12 ) is sealed,
with a yoke ( 15 ) firmly connected at the end to the valve housing ( 12 ) and having at least one support element ( 16 ) extending away from the valve housing ( 12 ),
with a pneumatic actuator ( 3 ) which has a housing ( 18 ) which is fixedly connected to the yoke ( 15 ) and in which an element ( 19 ) which can be pressurized at least on one side and which carries out a linear movement and is connected to the valve spindle ( 9 ) is arranged ,
with a position control device ( 4 ) which contains an electrically controlled valve ( 26 ) for the metered pressure application of the pressurizable element ( 19 ) and a control device ( 28 ) and which is in a special position corresponding to the respective requirements with the pneumatic actuator ( 3 ) is connectable,
with a sensor device ( 33 ) for detecting the position of the valve spindle ( 9 ), the sensor device ( 33 ) having a movable part ( 38 ) which is connected to the valve spindle ( 9 ) and a fixed part ( 34 ), which is arranged in a stationary manner and which converts the movement and / or the position of the part ( 38 ) connected to the valve spindle ( 9 ) into an electrical signal, and
with an electrical connecting line ( 35 ) which connects the fixed part ( 34 ) of the sensor device ( 33 ) to the position control device ( 4 ) and transmits the electrical signal to the control device ( 28 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997112852 DE19712852A1 (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Regulating valve for gradual adjustment of material flow |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997112852 DE19712852A1 (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Regulating valve for gradual adjustment of material flow |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19712852A1 true DE19712852A1 (en) | 1998-10-08 |
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ID=7824769
Family Applications (1)
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