DE3727008A1 - Anordnung mit einem pneumatischen regelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem pneumatischen Regelventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie beispielsweise in der DE-PS 31 16 640 dargestellt ist.

Bei solchen pneumatischen Regelventilen, bestehend aus einem pneumatischen Stellmotor, einem Stellungsregler mit pneumatischen Ausgang, einer Ventilstange zwischen Stellmotor und einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilkegel, einer Anlenkvorrichtung zwischen einem die Hubstellung des Ventilkegels abtastenden drehbeweglichen Hebel des Stellungsreglers und der Ventilstange sowie einem Stellmotor und Ventilgehäuse untereinander fest verbindenden Joch gewährleisten die Stellungsregler eine vorgegebene Zuordnung der Ventilkegelstellung als Regelgröße zum Stellsignal als Führungsgröße. Der Stellungsregler vergleicht das von einer pneumatischen oder elektropneumatischen Regel- oder Steuereinrichtung kommende Stellsignal mit dem Hub des Ventilkegels und verändert bei fehlerhaften Zuordnung des Stellsignales zum Ventilkegelhub den Druck im vorzugsweise pneumatisch arbeitenden Stellmotor so lange, bis der Ventilkegel im vorgesehenen Zusammenhang zum Stellsignal steht.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, muß die Stellung der Ventilstange gegenüber dem Ventilgehäuse abgebildet werden und man unterscheidet je nach Lösung dieses Problems zwei Gruppen von Stellungsreglern.

Bei der ersten Gruppe, die meist nach dem Kraftvergleich arbeitet, wird das Ende einer meist schraubenförmigen Feder oder eines äquivalenten Bauelementes mit der Ventilstange fest verbunden, während das andere Ende mit einer Vergleichs­ membran in Wirkverbindung steht, auf welche ebenfalls der das Stellsignal repräsentierende Luftdruck wirkt. Bei Ungleich­ gewicht zwischen die auf die Vergleichsmembran wirkenden Kräfte werden ein Kraftschalter und ein Verstärker derartig ausgesteuert, daß der Druck auf den pneumatischen Stellmotor gerade die Größe annimmt, mit welcher trotz äußerer fehlererzeugender Kräfte, z. B. Reibung oder Strömungskräfte auf den Ventilkegel usw., die gewünschte Motorstellung erzwungen wird; vgl. die ältere Patentanmeldung P 36 37 068.1. Im folgenden wird diese Gruppe als Stellungsregler mit translatorischem Eingang bezeichnet.

Ferner sind Stellungsregler bekannt, die einen drehbeweg­ lichen Hebel besitzen, welcher von der Ventilstange mitgenommen wird. Der Winkel des Hebels gegenüber einer Nullstellung ist eine Abbildung des Ventilhubes; vgl. DE-PS 31 16 640. Diese Gruppe von Stellungsreglern arbeitet häufig, aber nicht immer mit Wegvergleich; sie werden im folgenden als Stellungsregler mit rotatorischem Eingang bezeichnet.

Stellungsregler mit rotatorischem Eingang findet man wesentlich häufiger als solche mit translatorischem Eingang, vor allem weil sie sich leichter an die geometrischen Gegebenheiten der verschiedenen pneumatischen Regelventile anpassen lassen.

Beide Gruppen von Stellungsreglern besitzen, insbesondere bei Verwendung im rauhen Betrieb chemischer Fabriken, den Nachteil, daß sie außerhalb des Stellungsreglergehäuses befindlichen Teile, nämlich Hebel mit Ventilstangenanlenkung bzw. Abbildungsfeder, leicht beschädigt werden können. Zu solchen Beschädigungen kommt es, weil diese Teile häufig einem intensiven Korrosionsangriff ausgesetzt sind oder dadurch, daß sie beim Neulackieren der Stellgeräte mitlackiert werden, so daß der Stellungsregler dejustiert wird; schließlich kann, insbesondere wenn die örtlichen Verhältnisse eng sind, Unfallgefahr für die Person entstehen, die bei eingeschaltetem Stellventil am Stellungs­ regler manipuliert.

In Verbindung mit den eingangs genannten Stellungsreglern mit translatorischem Eingang ist bereits vorgeschlagen worden, die Abbildungsfeder in einem geschlossenen Gehäuse unterzubringen, welches in der Regel belüftet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus der DE-PS 31 16 640 bekannte Anordnung derart weiterzubilden, daß auch die der Abbildung und der Übertragung der Ventilstellung auf den Stellungsregler dienenden Teile gegen den Zugriff von außen und damit gegen Beeinflussung und/oder Beschädigung geschützt sind, ohne Verlust der leichten Austauschbarkeit.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Anordnung sind nunmehr auch der Eingangshebel des Stellungsreglers und die mit der Ventilstange verbundene Anlenkvorrichtung in einem allseits geschlossenen Raum untergebracht, der diese Teile von der Außenatmosphäre trennt, so daß sowohl Korrosion wie Verschmutzungs- und Unfallgefahr beseitigt sind. Vorteilhaft ist es, wenn dieser Raum zusätzlich belüftet ist.

Entsprechend der unterschiedlichen Ausbildung des als Joch bezeichneten Bauteils, das das den Ventilkegel zwecks Beeinflussung des zu stellenden Massenstromes enthaltende Ventilgehäuse mit dem Stellmotor verbindet, als Stehbolzen­ joch oder Kompaktjoch ist es vorteilhaft, das Gehäuse mittels Laschen an den Stehbolzen des Stehbolzenjoches zu befestigen oder zwischen Kompaktjoch und Motor einzufügen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der zweiteiligen Ausbildung des Gehäuses, da dann in dem einen Teil des Gehäuses die Ventilstange und in dem anderen Teil des Gehäuses der Stellungsregler mit einem drehbeweglichen Hebel untergebracht werden können, was sich günstig auf Montage und Wartungsarbeiten auswirkt.

Eine besonders günstige Ausbildung ergibt sich, wenn das Gehäuse als das den Ventilsitz enthaltende Ventilgehäuse mit dem vorzugsweise pneumatisch arbeitenden Stellmotor verbindende Kompaktjoch ausgebildet ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand dreier in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellter Ausführungsbei­ spiele beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines ersten Ausführungsbei­ spieles der Anordnung nach der Erfindung mit Stehbolzenjoch aber ohne Ventil­ körper,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbei­ spieles der Anordnung nach der Erfindung mit Kompaktjoch und Ventilkörper,

Fig. 5 eine teilweise im Schnitt dargestellte Frontansicht auf die Anordnung nach Fig. 4 und

Fig. 6 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines dritten Ausführungsbei­ spieles der Anordnung nach der Erfindung mit Kompaktjoch und Ventilkörper.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit der Bezugsziffer 1 ein üblicher Stellungsregler mit rotatorischem Eingang bezeichnet, der durch einen drehbeweglichen Hebel 2 verkörpert ist. Der Hebel 2 besitzt eine gabelförmige Aussparung 3, welcher einen Anlenkstift 4 umfaßt. Der Anlenkstift 4 ist mit Hilfe von Schellen 5 an einer Ventilstange 6 eines insgesamt mit RV bezeichneten pneumatischen Regelventils lösbar und verschiebbar befestigt. Durch das Zusammenwirken der Bauteile 2 bis 4 wird die Stellung der Ventilstange 6 in das Innere des Stellungs­ reglers 1 übertragen.

Die Ventilstange 6 des hier nicht dargestellten Ventilkörpers des Regelventils RV - vgl. Fig. 4 - ist mit einem pneumatischen Stellmotor 7 verbunden, der als Membranmotor ausgebildet ist und mit dem Ventilgehäuse 9 des Regelventils über ein zwei Stehbolzen umfassendes Stehbolzenjoch 8 fest verbunden.

Der Hebel 2 und die Anlenkvorrichtung 3/4 sowie der zugeordnete Teil der Ventilstange 6 sind von einem nach außen hin geschlossenen Gehäuse 10 untergebracht, das am Stehbolzenjoch 8 mittels zweier Laschen 11 befestigt ist. Die Ventilstange 6 kann sich innerhalb des Gehäuses 10 mit oder ohne hier nicht dargestellte zusätzliche Dichtungen verschieben.

In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung an einem Regelventil RV mit einem geschmiedeten oder gegossenen Kompaktjoch 21 dargestellt. Bei dieser Ausbildungsform ist das Ventilgehäuse 9 mit dem Stellmotor 7 über das Kompaktjoch 21 starr verbunden, das an seinen beiden Enden Löcher besitzt, von denen in Fig. 4 nur das eine Loch 22 dargestellt ist. Mit Hilfe der Löcher wird das Komjaktjoch einerseits an den Ventilkörper 9 des Regelventils RV und andererseits über aus den Gehäuseteilen 20 a und 20 b bestehendes Gehäuse 20 an den Stellmotor 7 geschraubt.

Auch in der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 sind ein Stellungsregler 1 mit seinem Hebel 2, die Anlenkvorrichtung 3/4, die Ventilstange 6 und der Stellmotor 7 vorgesehen, der auch dort als pneumatischer Stellmotor ausgebildet ist. Das bei dieser Ausführungsform vorgesehene Gehäuse 20 umschließt ebenfalls Ventilstange 6. Anlenkvorrichtung 3/4 und Hebel 2, der ebenfalls eine gabelförmige Aussparung 3 aufweist.

Das Gehäuse 20 ist - im Gegensatz zum Gehäuse 10 - zweiteilig derart ausgebildet, daß der Stellungsregler 1 vom Regelventil RV entfernt werden kann, ohne daß zuvor umfangreiche Demontagearbeiten notwendig werden müßten, wie etwa bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3.

Durch geeignete Formgebung und Werkstoffauswahl ist dem Gehäuseteil 20 a eine so hohe mechanische Festigkeit gegeben, daß es zwischen dem oberen Ende des Kompaktjoches 21 und dem pneumatischen Stellmotor 7 eingefügt werden kann ohne die Funktion des Regelventiles etwa durch zu hohe Verformung zu stören. Das so gestaltete Gehäuseteil 20 a besitzt mindestens eine Dichtungsfläche 23, über welche der Stellungsregler als Gehäuseteil 20 b an das Gehäuseteil 20 a angedichtet werden kann. Ferner ist es zweckmäßig, eine Dichtungsfläche 24 zwischen dem Gehäuseteil 20 a und dem Stellmotor 7 und schließlich noch einen Deckel 25 mit einer Dichtungsfläche 26 vorzusehen.

Ferner ist in dem Gehäuse 20 eine Druckluftverbindung 28 vorgesehen, welche den Ausgang des Stellungsreglers 1 mit dem Luftraum des pneumatischen Motors 7 verbindet. Schließlich ist eine Druckluftverbindung 29, über welche die Versorgungs­ luft über das Gehäuse 20 zum Stellungsregler 1 geleitet wird, im Gehäuse 20 vorgesehen. Selbstverständlich können auch elektrische Verbindungsleitungen im Gehäuse 20 angeordnet werden, wenn elektrische Energie im Stellungsregler 1 gebraucht wird, z. B. für den Fall, daß es sich dort um einen elektropneumatischen Stellungsregler handelt. Um die Dichtheit der Flächen 23, 24 und 26 sicherzustellen, werden die Bauteile 20 a mit 20 b sowie 7 mit 20 a und 25 mit 20 a mittels hier nicht dargestellter Schrauben miteinander verschraubt oder in ähnlicher Weise fixiert.

Ein so gestaltetes Gehäuse hat folgende Vorteile:

Falls es notwendig wird, den Stellungsregler 1 in inspizieren oder zu reparieren, kann er durch Lösung seiner nicht dargestellten Dichtungsschrauben ohne weiteres vom Gehäuse 20 entfernt und durch ein anderes Exemplar ersetzt werden. Durch Abnehmen des Deckels 25 kann man beobachten, ob der Anlenkstift 4 richtig von der Ausnehmung 3 im Hebel 2 umfaßt wird. Da auch dafür gesorgt wird, daß die Abluft des Stellungsreglers 1 über das Gehäuse 20 in die freie Atmosphäre gelangt, kann sich innerhalb des Gehäuses keine korrodierende Außenatmosphäre halten.

Neben dem Schutz der mechanischen Eingangsteile des Stellungsreglers wird also auch erreicht, daß er an das Stellventil ab- und angebaut werden kann, ohne daß die sonst notwendigen Rohrleitungsverschraubungen oder elektrischen Steckverbindungen gelöst oder wiederhergestellt werden müssen.

Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 6 bildet das Ventilstange 6, Anlenkvorrichtung 3/4 und Hebel 2 des Stellungsreglers des Regelventils RV umschließende, entsprechend starr ausgebildete Gehäuse 30 das Kompaktjoch. Das Gehäuse 30 ist im übrigen so ausgebildet, wie es in Verbindung mit dem Gehäuse 20 gemäß der Fig. 4 und 5 beschrieben wurde - der Stellungsregler 1 ist daher ebenfalls als ein Gehäuseteil ausgebildet, das an das als Kompaktjoch ausgebildete Gehäuseteil angedichtet wird -, und weist daher auch dessen Vorteile auf. Darüber hinaus ist ein weiterer Vorteil darin zu sehen, daß bei einem solchermaßen ausgebildeten Regelventil ein besonderes Jochteil entfällt, was sich auf Montage und Wartung günstig auswirkt.

Selbstverständlich kann die beschriebene Anordnung anstelle eines Ventilkegels auch eine Ventilklappe oder einen Schieber umfassen.

Claims (12)

1. Anordnung mit einem pneumatischen Regelventil, bestehend aus einem pneumatischen Stellmotor, einem Stellungsregler mit pneumatischem Ausgang, einer Ventilstange zwischen Stellmotor und einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilkegel, einer Anlenkvorrichtung zwischen einem die Hubstellung des Ventilkegels abtastenden drehbeweglichen Hebel des Stellungsreglers und der Ventilstange sowie einem Stellmotor und Ventilgehäuse miteinander fest verbindenden Joch gekennzeichnet durch ein Hebel (2), Ventilstange (6) und Anlenkvorrichtung (2-4) einschließendes Gehäuse (10, 20).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (10, 20) am Joch (8, 21) zwischen Stellmotor (7) und Ventilgehäuse (9) angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (10) mittels Laschen (11) an den Stehbolzen des als Stehbolzenjoch (8) ausgebildeten Joches befestigt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (20) zwischen Joch (21) und Stellmotor (7) angeordnet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (30) das Joch bildet.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (20) in ein die Ventilstange (6) und in ein den drehbeweglichen Hebel (2) des Stellungsreglers (1) umfassendes Gehäuseteil (20 a/20 b) unterteilt ist und beide Gehäuseteile lösbar miteinander verbunden sind.

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das die Ventilstange (6) umfassende Gehäuseteil (20 a) mit dem Motor (7) über eine Dichtungsfläche (24) lösbar verbunden ist.

8. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (20) einen lösbaren Deckel (25) aufweist, der über eine Dichtfläche (26) mit dem Gehäuse lösbar verbunden ist.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 20, 30) belüftet ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (10, 20, 30) eine die Abluft des Stellungsreglers (1) in das Gehäuse führende Bohrung aufweist.

11. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 20, 30) Öffnungen (29) zwecks Zuführung von pneumatischer und/oder elektrischer Energie aufweist.

12. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gehäuseteilen (20 a, 20 b) des Gehäuses (20) miteinander kommunizierende Bohrungen (28, 29) vorgesehen sind.