DE102010005480B3

DE102010005480B3 - Ventilanordnung mit Schutzgehäuse

Info

Publication number: DE102010005480B3
Application number: DE201010005480
Authority: DE
Inventors: Grzegorz Bogdanowicz; Ralf Höhn; Jochen Hermann; Swen Schuppler
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2010-01-23
Filing date: 2010-01-23
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2030-01-24

Abstract

Es wird eine Ventilanordnung (1) vorgeschlagen, die mindestens ein in einem von einem Schutzgehäuse (14) definierten Schutzraum (15) angeordnetes, elektrisch betätigbares Steuerventil (2) aufweist. Der Schutzraum (15) steht über ein Rückschlagventil (18) mit der Atmosphäre (R) in Verbindung und kann außerdem unter Vermittlung eines von dem mindestens einen Steuerventils (2) unabhängig betätigbaren Spülventil (24) mit Spülluft beaufschlagt werden, um in dem Schutzraum (15) eine Kondensatbildung zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, mit einem Schutzgehäuse, das einen zur unmittelbaren Umgebung hin dicht abgeschlossenen Schutzraum umschließt, in dem mindestens ein zur fluidischen Ansteuerung mindestens einer außerhalb des Schutzraumes angeordneten fluidtechnischen Komponente dienendes, elektrisch betätigbares Steuerventil aufgenommen ist und der über mindestens ein ein Entweichen von Luft aus dem Schutzraum ermöglichendes Rückschlagventil mit der Atmosphäre kommuniziert, wobei ein elektrisch betätigbares Ventil vorhanden ist, das Spülluft in den Schutzraum einblasen kann.
Eine der Anmelderin intern bekannte, druckschriftlich nicht belegbare Ventilanordnung der vorgenannten Art eignet sich besonders gut zur Installation und Nutzung an reinigungsintensiven Örtlichkeiten, also in Bereichen, in denen häufige Reinigungsmaßnahmen unter Verwendung flüssiger Reinigungsmittel vorzunehmen sind. Ein Beispiel für solche Anwendungen sind Bereiche, in denen Lebensmittel abgefüllt oder verpackt werden, so dass ein besonders hoher Hygieneanspruch besteht. Eine ungeschützte Installation elektrisch betätigbarer Steuerventile in solchen Bereichen ist problematisch, weil durch die Reinigungsflüssigkeit Funktionsstörungen oder Schädigungen an den mechanischen und vor allem an den elektrischen Komponenten der Steuerventile auftreten können.
Bei einer Ventilanordnung der eingangs genannten Art sind die elektrisch betätigbaren Steuerventile zur Umgebung hin gekapselt in einem Schutzgehäuse untergebracht. Dabei stellt sich jedoch die Problematik ein, dass aufgrund von Temperaturschwankungen – beispielsweise bedingt durch ein Abspritzen der Ventilanordnung mit kalter Reinigungsflüssigkeit – im Innern des Schutzraumes eine Tendenz zur Kondensatbildung herrscht. Um solches Kondensat umgehend zu entfernen oder am Besten schon gar nicht entstehen zu lassen, erfolgt bei der eingangs genannten Ventilanordnung die Entlüftung der zur Vorsteuerung der Steuerventile genutzten Vorsteuerventile in den Schutzraum hinein, so dass die Abluft als Spülluft fungiert, die die Feuchtigkeit aufnehmen und durch das Rückschlagventil hindurch zur Atmosphäre abführen kann. Hierbei ist jedoch von Nachteil, dass der Trocknungseffekt mangels ausreichendem Luftvolumen vor allem bei geringer Schalthäufigkeit der Steuerventile sehr eingeschränkt ist.
Es wäre auch denkbar, einen ständigen Luftstrom durch den Schutzraum hindurch zu generieren, so dass ein kontinuierlicher Spülvorgang stattfindet. Damit verbunden wäre jedoch ein relativ hoher Luftverbrauch mit entsprechend hohen Betriebskosten.
Aus der DE 20 2005 009 954 U1 ist eine Ventileinheit bekannt, die einen als Gehäuse ausgebildeten Ventilgrundkörper aufweist, der eine Vielzahl von Ventilen aufnimmt. Der Ventilgrundkörper ist mit zentralen Druckmittelanschlüssen zur Druckmittelversorgung der Ventile ausgestattet. Ferner weist der Ventilgrundkörper einen Abluftkanal auf, der die Abluft der Ventile aus dem Ventilgrundkörper herausführt.
Die DE 35 25 857 C2 offenbart eine Ventilanordnung, die einen block- oder plattenförmigen Anschlusskörper aufweist, an dem eine Mehrzahl von Ventilen befestigt ist. Alle Ventile werden gemeinsam über einen den Anschlusskörper durchsetzenden Versorgungskanal mit Druckluft versorgt. Zur Entlüftung enthält jedes Ventil einen Entlüftungskanal, wobei alle Entlüftungskanäle an einen gemeinsamen Abluftführungskörper angeschlossen sind, der an die Ventile angesetzt ist. Zur elektrischen Betätigung ist an die Ventile eine Elektronikkarte angesteckt, die von einem Schutzgehäuse vollständig umgeben ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art mit kostengünstigen und dennoch hochwirksamen Maßnahmen zur Verhinderung der Kondensatbildung innerhalb des Schutzgehäuses auszustatten.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Auf diese Weise ist unabhängig vom Betrieb des mindestens einen im Schutzgehäuse untergebrachten Steuerventils eine Spülung des Schutzraumes mit trockener Luft möglich. Dabei kann die Menge an Spülluft und die Dauer des Spülvorganges nach Bedarf gewählt werden, ohne an die Taktfrequenz der Steuerventile gebunden zu sein. Die Ventilsteuerung des Spülvorganges macht es dabei möglich, den Spülluftstrom von Zeit zu Zeit zu unterbrechen, um den Luftverbrauch so gering wie möglich zu halten. Es liegt somit eine effektive und dennoch kostengünstige Maßnahme vor, um die Kondensatbildung zu unterbinden und dadurch Funktionsbeeinträchtigungen der Ventilanordnung zu vermeiden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ein besonders vorteilhafter Gehäuseaufbau sieht vor, dass das Schutzgehäuse ein beispielsweise plattenförmiges oder scheibenförmiges Bodenelement aufweist sowie ein auf das Bodenelement unter Abdichtung aufgesetztes Haubenelement. Montage- und Wartungsmaßnahmen können somit bei abgenommenem Haubenelement sehr leicht vorgenommen werden, insbesondere wenn das mindestens eine Steuerventil innen an dem Bodenelement montiert ist.
Das Haubenelement eignet sich auch besonders gut für eine Ausgestaltung aus einem transparenten Material, insbesondere aus durchsichtigem Kunststoffmaterial. Die wirksame Kondensatvermeidung durch das steuerbare Spülventil hält die Innenfläche des Haubenelementes beschlagfrei und gewährleistet somit jederzeit eine visuelle Funktionsüberwachung der unter dem Haubenelement in dem Schutzraum installierten Komponenten der Ventilanordnung.
Damit auch das Spülventil selbst wirksam vor äußeren Einflüssen geschützt ist, sollte es ebenfalls zur Umgebung hin abgeschottet sein, was sich am Einfachsten dadurch bewerkstelligen lässt, dass es wie das mindestens eine Steuerventil innerhalb des Schutzraumes angeordnet ist. Enthält das Schutzgehäuse ein das mindestens eine Steuerventil tragendes Bodenelement, sitzt zweckmäßigerweise auch das Spülventil, insbesondere unabhängig von dem mindestens einen Steuerventil, an der Innenfläche des Bodenelementes.
Das Spülventil kann allerdings bei Bedarf auch mit dem mindestens einen Steuerventil zu einer Baugruppe zusammengefasst sein.
Der Spülvorgang kann auf einfache Weise rein zeitabhängig gesteuert werden, zu welchem Zweck die Ventilanordnung dann eine Zeitsteuereinrichtung aufweisen kann, die eine zeitlich getaktete Betätigung des mindestens einen Spülventils vornimmt. Vorzugsweise können die Taktfrequenz und/oder die Spülzeitintervalle variabel vorgegeben werden. Hierzu kann der Zeitsteuereinrichtung eine entsprechende Einstelleinrichtung zugeordnet sein.
Die vorzugsweise auch in dem Schutzraum untergebrachte Zeitsteuereinrichtung ist zweckmäßigerweise Bestandteil einer elektronischen Steuereinrichtung. Letztere kann insbesondere auch dazu dienen, das mindestens eine elektrisch betätigbare Steuerventil anzusteuern.
Besonders komfortabel und effektiv arbeitet die Ventilanordnung, wenn sie über Sensormittel verfügt, die mindestens eine Zustandsgröße der in dem Schutzraum befindlichen Luft detektieren, um auf Basis der detektierten Messwerte eine luftzustandsgesteuerte Betätigung des mindestens einen Spülventils zu realisieren. Als zu ermittelnde Zustandsgrößen) kommt/kommen insbesondere der Luftdruck, die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit der in dem Schutzraum befindlichen Luft in Frage. Je nach Ausstattung können nur eine oder gleichzeitig mehrere oder insbesondere sämtliche der vorgenannten Zustandsgrößen erfasst werden, so dass ein Spülvorgang wirklich nur dann initiiert wird, wenn auch tatsächlich eine Kondensatbildung innerhalt des Schutzraumes droht.
In einer zweckmäßigerweise vorhandenen elektronischen Steuereinrichtung können die von den Sensormitteln erfassten Messwerte verarbeitet werden, wobei die elektronische Steuereinheit zweckmäßigerweise einen Vergleicher beinhaltet, der die ermittelten Messwerte mit mindestens einem abgespeicherten Referenzwert vergleicht und dann in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis die Betätigung des mindestens einen Spülventils hervorruft.
Prinzipiell wäre es denkbar, den eigentlichen Spülvorgang, also die Aktivierungsdauer des mindestens einen Spülventils, an Erfahrungswerte zu knüpfen und zeitgesteuert ablaufen zu lassen, beginnend mit der auf der Basis der Zustandsdetektion erfolgenden Initiierung des Spülvorganges. Allerdings arbeitet die Vorrichtung noch effektiver, wenn nicht nur die Aktivierung, sondern auch die Deaktivierung des mindestens einen Spülventils in Abhängigkeit von den erfassten Zustandsmesswerten stattfindet. Hierzu kann beispielsweise kontinuierlich oder in angemessenen Zeitintervallen eine Detektion der zugrunde gelegten mindestens einen Zustandsgröße erfolgen, um dann messwertabhängig das elektrisch betätigbare Spülventil an- und abzuschalten.
Bei dem mindestens einen Spülventil handelt es sich insbesondere um ein nach Art eines Absperrventils aufgebautes 2/2-Wegeventil, das im aktivierten Zustand eine Fluidverbindung zwischen dem Schutzraum und einer Druckluftquelle freigibt und in einem deaktivierten Zustand diese Fluidverbindung unterbricht. Damit möglichst trockene Luft in den Schutzraum eingeblasen wird, kann in die Verbindung zwischen der Druckluftquelle und dem Spülventil eine Lufttrocknungseinrichtung eingeschaltet sein.
Die Spülluft kann innerhalb der Ventilanordnung von einem Verbindungskanal abgezweigt werden, der auch für den Betrieb des mindestens einen Steuerventils genutzte Druckluft zuführt. Somit genügt an dem Schutzgehäuse eine einzige Schnittstelle, um das mindestens eine Steuerventil und das Spülventil mit Druckluft zu versorgen.
Um die für den Betrieb erforderlichen elektrischen und fluidischen Komponenten problemlos auch bei geschlossenem Schutzgehäuse anschließen zu können, befinden sich außen an dem Schutzgehäuse zweckmäßigerweise geeignete fluidische Anschlussmittel und auch geeignete elektrische Anschlussmittel. Diese Anschlussmittel sind jeweils insbesondere als Steckmittel ausgebildet.
Vorzugsweise sind in dem Schutzraum mehrere elektrisch betätigbare Steuerventile angeordnet, die prinzipiell einzeln installiert sein können, vorzugsweise jedoch gruppenweise zu mindestens einer Baugruppe zusammengefasst sind, die sich zweckmäßigerweise als Baueinheit installieren und deinstallieren lässt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur (1) zeigt in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung.
Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnet Ventilanordnung enthält mehrere elektrisch betätigbare Steuerventile 2, die dazu dienen, mindestens eine fluidtechnische Komponente 3 anzutreiben. Die fluidtechnische Komponente 3 ist insbesondere ein fluidbetätigter Antrieb, beispielsweise ein Pneumatikzylinder.
Anstelle mehrerer Steuerventile 2 kann die Ventilanordnung 1 auch nur ein einziges derartiges Steuerventil 2 enthalten.
Die mehreren Steuerventile 2 können gemäß Ausführungsbeispiel zu einer Ventilbaugruppe 4 zusammengefasst sein, die sich bis zur Montage am Einsatzort als Baueinheit handhaben lässt.
Jedes Steuerventil 2 enthält eine Antriebseinheit 5, die durch elektrische Betätigungssignale antreibbar ist, die über mindestens eine elektrische Steuerleitung 6 zuführbar sind. Die elektrische Antriebseinheit 5 enthält insbesondere einen Elektromagnet und kann das schematisch angedeutete Ventilglied 7 des betreffenden Steuerventils 2 in unterschiedliche Schaltstellungen bewegen. Hierzu kann die Antriebseinheit 5 beispielsweise direkt mechanisch auf das zugeordnete Ventilglied 7 einwirken oder sie ist – wie beim Ausführungsbeispiel – als Vorsteuerventil ausgebildet, das auf der Basis der elektrischen Betätigungssignale ein fluidisches Umschaltsignal hervorrufen kann, mit dessen Hilfe das Ventilglied 7 durch Fluidkraft umschaltbar ist.
Jedes Steuerventil 2 hat mindestens einen und beim Ausführungsbeispiel zwei Arbeitsausgänge 8, an denen die zu betätigende fluidtechnische Komponente 3 anschließbar ist. Außerdem kommuniziert jedes Steuerventil 2 mit einem Speisekanal 12 und einem Entlüftungskanal 13, wobei je nach Schaltstellung einer der beiden Arbeitsausgänge 8 jedes Steuerventils 2 mit dem Speisekanal 12 und gleichzeitig der andere Arbeitsausgang 8 mit dem Entlüftungskanal 13 verbunden wird. Sind die Steuerventile 2 zu einer Ventilbaugruppe 4 zusammengefasst, können sie über je einen gemeinsamen Speisekanal 12 und je einen gemeinsamen Entlüftungskanal 13 verfügen.
Die Steuerventile 2 sollen in einer reinigungsintensiven Umgebung betrieben werden. Damit sie nicht von der zur Reinigung verwendeten Reinigungsflüssigkeit benetzt werden, sind sie geschützt im Innern eines Schutzgehäuses 14 der Ventilanordnung 1 untergebracht. Das Schutzgehäuse 14 definiert einen als Schutzraum 15 bezeichneten Innenraum, der die Steuerventile 2 aufnimmt.
Der Schutzraum 15 ist durch das ihn umgebende Schutzgehäuse 14 zur unmittelbaren Umgebung hin dicht abgeschottet. Damit die Steuerventile 2 und sonstige in dem Schutzraum 15 angeordnete Komponenten von außen her sichtbar bleiben, kann die Wandung des Schutzgehäuses 14 zumindest partiell durchsichtig ausgebildet sein, beispielsweise durch Verwendung eines transparenten Kunststoffmaterials.
Das Schutzgehäuse 14 ist mehrteilig aufgebaut, so dass der Schutzraum 5 durch Entfernen mindestens einer Gehäusekomponente für Installationsarbeiten zugänglich wird. Besonders zweckmäßig ist eine dahingehend Mehrteilung des Schutzgehäuses 14, dass es ein beispielsweise plattenförmiges oder scheibenförmiges Bodenelement 16 aufweist und darüber hinaus ein Haubenelement 17, das mit offener Oberseite voraus von oben her an dem Bodenelement 16 unter Abdichtung lösbar fixierbar ist. während das Bödenelement 16 zweckmäßigerweise aus Metall besteht, beispielsweise aus Aluminium, kann es sich bei dem Haubenelement 17 zumindest größtenteils um einen bevorzugt durchsichtigen Kunststoffkörper handeln.
Zwar können keinerlei Medien aus der unmittelbaren Umgebung des Schutzgehäuses 14 in den Schutzraum 15 eindringen. In der entgegengesetzten Richtung ist jedoch ein Luftaustausch möglich, so dass sich im Schutzraum 15 ansammelnde Luft unter gewissen Bedingungen zur Atmosphäre R ausströmen kann. Besagte Bedingungen sind ein gewisser Überdruck der im Schutzraum 15 enthaltenen Luft bezüglich dem atmosphärischen Umgebungsdruck. Reguliert wird dieser Luftaustausch durch ein vorzugsweise in die Wandung des Schutzgehäuses 14 integriertes Rückschlagventil 18, das insbesondere in das Bodenelement 16 eingebaut ist. Bei einem Überdruck zu Gunsten des Schutzraumes 15 kann Luft durch das Rückschlagventil 18, bei Bedarf über einen Schalldämpfer 20 hinweg, zur Atmosphäre R ausströmen. Ein Einströmen von Luft in entgegengesetzter Richtung wird durch das Rückschlagventil 18 unterbunden.
Die Einstellung kann insbesondere so getroffen sein, dass das Rückschlagventil 18 ab einer Druckdifferenz von etwa 0,2 bar öffnet.
Es ist somit unter keinen Umständen möglich, dass flüssige oder gasförmige Medien durch das Rückschlagventil 18 hindurch von außen her in den Schutzraum 15 einströmen.
Die fluidische Kommunikation der Steuerventile 2 mit einer Druckquelle P1, mit der Atmosphäre R und mit der mindestens einen zugeordneten fluidtechnischen Komponente 3 erfolgt unter Vermittlung von Verbindungskanälen 22, die die Wandung des Schutzgehäuses 14 durchsetzen und an die innen die Ventilbaugruppe 4 angesetzt ist. An der Außenfläche des Schutzgehäuses 14, insbesondere an der Außenfläche 21 des Bodenelementes 16, sind schematisch angedeutete fludische Anschlussmittel 23 im Bereich der Kanalmündungen angeordnet, an denen zum Herstellen der notwendigen externen Verbindungen dienende Fluidleitungen fluiddicht anschließbar sind, insbesondere im Rahmen einer Steckmontage. Zweckmäßigerweise erfolgt über einen der Verbindungskanäle 22 die Fluidversorgung der Steuerventile 2 und über einen weiteren Verbindungskanal 22 die Fluidentsorgung bzw. Entlüftung der Steuerventile 2.
In dem Schutzraum 15 besteht aufgrund der fluiddichten Abschottung zur unmittelbaren Umgebung die Tendenz einer Kondensatbildung. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt beim Auftreten von Temperaturdifferenzen, wie sie beispielsweise bei wechselnder Lichteinstrahlung auftreten können oder aber besonders, wenn das Schutzgehäuse 14 von außen her mit einer kalten Reinigungsflüssigkeit abgesprüht wird. In diesem Falle kann Wasser aus der im Schutzraum 15 befindlichen Luft kondensieren und würde sich, sofern keine Gegenmaßnahmen getroffen würden, an den Steuerventilen 2 und insbesondere an deren elektrischen und elektromechanischen Komponenten niederschlagen, was Beschädigungen oder Funktionsstörungen zur Folge haben könnte.
Zur Vermeidung der geschilderten Kondensatproblematik ist die Ventilanordnung 1 mit Mitteln ausgestattet, die ein Durchspülen des Schutzraumes 15 mit trockener Luft ermöglichen, um den Feuchtigkeitsgehalt unter einem die Kondensatbildung hervorrufenden kritischen Maß zu halten. Zu diesen Durchspülmitteln gehört zum einen das schon erwähnt Rückschlagventil 18, das übrigens auch in mehrfacher Anzahl vorhanden sein kann, sowie mindestens ein zusätzlich zu den Steuerventilen 2 vorhandenes spezielles Spülventil 24, mit dem sich der Eintritt einer möglichst trockenen Spülluft in den Schutzraum 15 bedarfsgemäß steuern lässt.
Das Spülventil 24, vorzugsweise als 2/2-Wegeventil ausgebildet, kann wahlweise eine aus der Zeichnung ersichtliche deaktivierte Stellung einnehmen oder in eine aktivierte Stellung umgeschaltet werden. Zur Betätigung des Spülventils 24 dient ein gestrichelt angedeutetes elektrisches Betätigungssignal 25, wobei das Spülventil 24 beispielsweise als Magnetventil oder Piezoventil ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist das Spülventil 24 vom Typ „Normalerweise Geschlossen” und wird bei fehlendem elektrischem Betätigungssignal 25 durch eine Federeinrichtung 26 in der deaktivierten Grundstellung gehalten. Die aktivierte Stellung liegt mithin nur solange vor, wie das elektrische Betätigungssignal 25 ansteht.
Bei aktiviertem Spülventil 24 ist eine fluidische Verbindung zwischen dem Schutzraum 15 und einer die Spülluft liefernden, im Folgenden auch als Spülluftquelle bezeichneten Druckluftquelle P_s freigeschaltet. Es kann dann unter atmosphärischem Überdruck stehende, relativ trockene Spülluft gemäß Pfeil 27 in den Schutzraum 15 einströmen. Die Lufteinströmung bewirkt ein Verdrängen von im Schutzraum 15 befindlicher feuchter Luft gemäß Pfeilen 28 durch das Rückschlagventil 18 hindurch aus dem Schutzraum 15 hinaus. Unabhängig von dem Luftverdrängungsvorgang mischt sich einströmende Luft auch mit der im Schutzraum 15 befindlichen Luft. Insgesamt erreicht man somit im Innern des Schutzraumes 15 ein Herabsetzen der Luftfeuchtigkeit auf ein Maß, das eine Kondensatbildung ausschließt.
In der deaktivierten Stellung des Spülventils 24 ist die Verbindung zwischen dem Schutzraum 15 und der Spülluftquelle P_S unterbrochen. Somit stellt sich im Schutzraum 15 ein stationärer Strömungszustand ein, ohne Luftaustausch mit der Umgebung, während dessen Dauer kein Luftverbrauch und folglich auch kein Energieverbrauch für Luftspülmaßnahmen auftritt.
Mit anderen Worten ermöglicht das elektrisch ansteuerbare Spülventil 24 ein intervallweises Durchspülen des Schutzraumes 15, was verglichen mit einer nicht ventilgesteuerten ständigen Durchspülung ein erhebliches Einsparpotenzial zur Folge hat.
Das Spülventil 24 ist zweckmäßigerweise ebenfalls in dem Schutzraum 15 im Innern des Schutzgehäuses 14 angeordnet. Somit ist es in gleicher Weise wie die Steuerventile 2 vor Beeinträchtigungen durch Kondensatbildung geschützt. Vorzugsweise ist das Spülventil 24 auch an der Innenseite des Bodenelementes 16 montiert. Es könnte aber beispielsweise auch als Bestandteil der Ventilbaugruppe 4 ausgebildet sein.
Für die fluidische Verbindung zwischen dem Spülventil 24 und der Spülluftquelle P_S ist die Wandung des Schutzgehäuses 14 von einem weiteren Verbindungskanal 22a durchsetzt, an dessen Mündung an der Innenfläche des Schutzgehäuses 14 das Spülventil 24 angebaut ist und der an der Außenfläche 21 mit einem weiteren fluidischen Anschlussmittel 23a verbunden ist, an das eine zu der Spülluftquelle P_S führende Spülluft-Zuführleitung 32 angeschlossen werden kann.
Damit die Spülluft den gewünschten Trocknungsgrad aufweist, kann in den Verlauf der Spülluft-Zuführleitung 32 eine Lufttrocknungseinrichtung 33 eingeschaltet sein, beispielsweise ein Adsorptionstrockner oder ein Membrantrockner.
Wie abgebildet, kann die Spülluft dem Spülventil 24 unabhängig von dem für den Betrieb der Steuerventile 2 verwendeten Druckmedium zugeführt werden. Die Spülluft wird über das weitere fluidische Anschlussmittel 23a gesondert von den Anschlussmitteln 23 eingespeist, über die die Fluidversorgung der Steuerventile 2 stattfindet. Insbesondere besteht auch die Möglichkeit, eine von der Druckquelle P1 unabhängige Spülluftquelle P_s vorzusehen.
Wenn die die Steuerventile 2 versorgende Druckquelle P1 eine Druckluftquelle ist, kann sie gleichzeitig als Spülluftquelle P_s genutzt werden, was in der Zeichnung dadurch verdeutlicht ist, dass dem Bezugszeichen P1 in Klammern das Bezugszeichen P_s angefügt wurde. Dies eröffnet auch die vorteilhafte Möglichkeit, die dem Spülventil 24 zuzuführende Spülluft innerhalb der Ventilanordnung 1 von demjenigen Verbindungskanal 22 abzuzweigen, der mit der Druckquelle P1 kommuniziert. Ein hierzu nutzbarer Abzweigkanal ist bei 29 strichpunktiert angedeutet. Dieser kann insbesondere in dem Bodenelement 16 ausgebildet sein. Der weitere Verbindungskanal 22a kann dann entfallen. Ein Vorteil eines solchen Aufbaus besteht darin, dass eine einzige fluidische Schnittstelle bzw. ein einziges fluidisches Anschlussmittel 23 an dem Schutzgehäuse 15 ausreicht, um sowohl die von den Steuerventilen 2 als auch die von dem Spülventil 24 genutzte Druckluft einzuspeisen.
Bedingt dadurch, dass das Spülventil 24 keinerlei Aufgaben in Bezug auf die Betätigung der Steuerventile 2 hat und dementsprechend unabhängig von den Steuerventilen 2 betätigbar ist, lässt sich der Spülvorgang individuell und bedarfsgemäß ausführen, insbesondere ohne an gewisse Betriebszyklen der Steuerventile 2 gebunden zu sein. Es handelt sich bei dem Spülventil 24 insbesondere auch nicht um ein Vorsteuerventil der Steuerventile 2. Obgleich es dennoch möglich wäre, das Spülventil 24 als Komponente der Ventilbaugruppe 4 auszuführen, wird es als zweckmäßig erachtet, es gänzlich unabhängig von den Steuerventilen 2 in dem Schutzraum 15 zu installieren.
Die Ventilanordnung 1 des Ausführungsbeispiels verfügt über eine besonders komfortable Ausstattung, die eine Regelung der Spülluftzufuhr unter Berücksichtigung der Zustandsgrößen Druck, Temperatur und Feuchtigkeit der momentan im Schutzraum 15 enthaltenen Luft ermöglicht. Es können also unter Auswertung der Zustands-Messwerte der in dem Schutzraum 15 befindlichen Luft die notwendigen Spülvorgänge bedarfsgemäß gezielt veranlasst werden.
Um die aktuell im Schutzraum 15 herrschenden Werte der vorgenannten Zustandsgrößen zu ermitteln, ist die Ventilanordnung 1 mit entsprechenden Sensormitteln 34 ausgestattet. Selbige kommunizieren mit dem Schutzraum 15, zu welchem Zweck sie vorzugsweise direkt in dem Schutzraum 15 installiert sind. Beim Ausführungsbeispiel enthalten die Sensormittel 34 einen Drucksensor, einen Temperatursensor und einen Feuchtigkeitssensor, wobei mehrere oder alle diese Sensoren durchaus in einer Sensoreinheit integriert sein können.
Die durch die Sensormittel 34 ermittelten Messwerte werden über gestrichelt angedeutete elektrische Leitungen 35 einer bevorzugt auch im Innern des Schutzraumes 15 untergebrachten elektronischen Steuereinrichtung 36 zugeführt. Diese wertet die Messdaten aus und genieriert darauf aufbauend bei Vorliegen entsprechender Zustände das oben schon erwähnte elektrische Betätigungssignal 25 für das Spülventil 24.
Zweckmäßigerweise enthält die elektronische Steuereinrichtung 36 einen Referenzwertspeicher 37, in dem Referenzwerte abgespeichert sind, die in einem Vergleicher 38 der elektronischen Steuereinrichtung 36 mit den von den Sensormitteln 34 detektierten Messwerten oder mit aus diesen Messwerten ihrerseits errechneten Messwerten verglichen werden. Je nach Vergleichsergebnis wird dann ein elektrisches Betätigungssignal 25 ausgegeben oder nicht.
Die elektronische Steuereinrichtung 36 kann eine autark arbeitende Steuereinrichtung sein. Zweckmäßigerweise ist sie jedoch ausgebildet, um mit einer externen elektronischen Steuereinrichtung 38 kommunizieren zu können. Letztere liefert zweckmäßigerweise zusätzlich auch noch über die mindestens eine elektrische Steuerleitung 6 an die Steuerventile 2 zu übermittelnde Betätigungssignale. An der Außenseite 21 des Schutzgehäuses 14 angeordnete elektrische Anschlussmittel 42 ermöglichen die lösbare Verbindung zwischen der externen elektronischen Steuereinrichtung 38 einerseits und andererseits der mindestens einen zu den Steuerventilen 2 führenden elektrischen Steuerleitung 6 und mindestens einer mit der internen elektronischen Steuereinrichtung 36 verbundenen Steuerleitung 43.
Über die externe elektronische Steuereinrichtung 38 können beispielsweise die Referenzwerte in den Referenzwertspeicher 37 eingegeben werden. Auch kann die externe elektronische Steuereinrichtung 38 eine Integration der Funktion des mindestens einen Spülventils 24 in einen übergeordneten Steuerungsablauf ermöglichen.
Es wäre auch denkbar, auf die interne elektronische Steuereinrichtung 36 zu verzichten und deren Aufgaben der externen elektronischen Steuereinrichtung 38 zu übertragen.
Wenn eine etwas geringere Messgenauigkeit ausreicht, kann auf mindestens einen der Sensoren der Sensormittel 34 auch verzichtet werden.
Beim Ausführungsbeispiel werden durch die elektronische Steuereinrichtung 36 entweder kontinuierlich oder intervallweise in kurzen Abständen die Zustandsmesswerte der Sensormittel 34 abgefragt. Die so ermittelten Werte werden dann jeweils mit den Referenzwerten verglichen, so dass nicht nur der Aktivierungsvorgang des Spülventils 24 sondern auch dessen Deaktivierungsvorgang aktiv unter Berücksichtigung der ermittelten Luftzustandsgrößen stattfindet.
Hiervon abweichend kann allerdings auch eine weniger präzise, gleichwohl jedoch noch immer sehr effektive Betriebsweise vorgesehen sein. In diesem Fall wird dann nur die Aktivierung des Spülventils 24 messwertabhängig veranlasst, die Deaktivierung hingegen rein zeitgesteuert. Hierbei wird mit jeder Aktivierung des Spülventils 24 gleichzeitig auch eine vorzugsweise als integrierter Bestandteil der internen elektronischen Steuereinrichtung 36 ausgebildet Zeitsteuereinrichtung 44 aktiviert, die dafür sorgt, dass das Spülventil 24 während eines fest vorgegebenen Zeitraumes aktiviert bleibt. Ist das durch die Zeitsteuereinrichtung 44 vorgegebene Zeitintervall abgelaufen, fällt das Aktivierungssignal ab und das Spülventil 24 kehrt in den deaktivierten Zustand zurück. Nun beginnt erneut, entweder kontinuierlich oder intervallweise, die Messwerterfassung unter Verwendung der Sensormittel 34.
Das Zeitintervall der Zeitsteuereinrichtung 44 kann variabel vorgegeben werden, insbesondere unter Vermittlung der externen elektronischen Steuereinrichtung 38.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass auch gänzlich ohne luftzustandsgesteuerte Betätigung des mindestens einen Spülventils 24 ein sparsamer Spülbetrieb durchführbar ist. In diesem Fall sind die Sensormittel 34 nicht vorhanden und die Aktivierung und Deaktivierung des Spülventils 24 geschieht ausschließlich über die Zeitsteuereinrichtung 44, die in diesem Fall ähnlich einer Zeitschaltuhr arbeitet. Allerdings besteht auch hier die Möglichkeit, die Intervallfrequenz und Intervalldauer variabel vorzugeben, insbesondere über die externe elektronische Steuereinrichtung 38.

Claims

Ventilanordnung, mit einem Schutzgehäuse (14), das einen zur unmittelbaren Umgebung hin dicht abgeschlossenen Schutzraum (15) umschließt, in dem mindestens ein zur fluidischen Ansteuerung mindestens einer außerhalb des Schutzraumes (15) angeordneten fluidtechnischen Komponente (3) dienendes, elektrisch betätigbares Steuerventil (2) aufgenommen ist und der über mindestens ein ein Entweichen von Luft aus dem Schutzraum (15) ermöglichendes Rückschlagventil (18) mit der Atmosphäre kommuniziert, wobei ein elektrisch betätigbares Ventil vorhanden ist, das Spülluft in den Schutzraum (15) einblasen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (1) zum gesteuerten Einblasen von Spülluft in den Schutzraum (15) mindestens ein zusätzlich zu dem mindestens einen Steuerventil (2) vorhandenes und unabhängig von dem mindestens einen Steuerventil (2) elektrisch betätigbares Spülventil (24) aufweist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (14) ein Bodenelement (16) und ein auf das Bodenelement (16) aufgesetztes, gemeinsam mit diesem den Schutzraum (15) umschließendes Haubenelement (17) aufweist, wobei das mindestens eine Steuerventil (2) zweckmäßigerweise an dem Bodenelement (16) montiert ist und/oder das Haubenelement (17) zumindest partiell durchsichtig ausgebildet ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülventil (24) wie das mindestens eine Steuerventil (2) in dem Schutzraum (15) angeordnet ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitsteuereinrichtung (44) vorhanden ist, die eine zeitlich getaktete Betätigung des mindestens einen Spülventils (24) ermöglicht.
Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitsteuereinrichtung (44) Bestandteil einer zweckmäßigerweise ebenfalls in dem Schutzraum (15) angeordneten, die Betätigung des mindestens einen Spülventils (24) steuernden elektronischen Steuereinrichtung (36) ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Sensormittel (34) aufweist, die mindestens eine Zustandsgröße der innerhalb des Schutzraumes (15) befindlichen Luft detektieren, wobei auf der Basis der detektierten Zustandswerte eine luftzustandsgesteuerte Betätigung des mindestens einen Spülventils (24) erfolgt.
Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Messwerte der Sensormittel (34) verarbeitende und darauf aufbauend das mindestens eine Spülventil (24) ansteuernde elektronische Steuereinrichtung (36) vorhanden ist, wobei diese elektronische Steuereinrichtung (36) zweckmäßigerweise ebenfalls in dem Schutzraum (15) angeordnet ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (36) einen Vergleicher (39) beinhaltet, der die ermittelten Messwerte oder auf Basis der ermittelten Messwerte generierte Messwerte mit mindestens einem abgespeicherten Referenzwert vergleicht und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis die Betätigung des mindestens einen Spülventils (24) steuert.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Aktivierung als auch die Deaktivierung des mindestens einen Spülventils (24) messwertabhängig erfolgt, wobei zweckmäßigerweise eine ständige oder intervallweise Detektion der mindestens einen Zustandsgröße stattfindet.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine messwertabhängige Aktivierung und eine zeitgesteuerte Deaktivierung des mindestens einen Spülventils (24) erfolgt.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (34) ausgebildet sind, um den Druck und/oder die Temperatur und/oder die Feuchte der in dem Schutzraum (15) befindlichen Luft zu detektieren.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Spülventil (24) ein 2/2-Wege-Ventil ist, das in einem aktivierten Zustand eine Fluidverbindung zwischen dem Schutzraum (15) und einer Druckluftquelle freigibt und in einem deaktivierten Zustand unterbricht, wobei in die Verbindung zwischen dem mindestens einen Spülventil (24) und der Druckluftquelle zweckmäßigerweise eine Lufttrocknungseinrichtung (33) eingeschaltet ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülluft im Innern der Ventilanordnung (1) von einem Verbindungskanal (22) abgezweigt wird, über den die Fluidversorgung des mindestens einen Steuerventils (2) erfolgt.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass außen an dem Schutzgehäuse (14) zum Herstellen von lösbaren Fluidverbindungen zwischen einerseits externen Fluidleitungen und andererseits dem mindestens einen Spülventil (24) und dem mindestens einen Steuerventil (2) dienende fluidische Anschlussmittel (23, 23a) und/oder zum Herstellen lösbarer elektrischer Verbindungen zwischen einerseits einer externen elektronischen Steuereinrichtung (38) und andererseits dem mindestens einen Spülventil (24) und dem mindestens einen Steuerventil (2) dienende elektrische Anschlussmittel (42) vorhanden sind.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schutzraum (15) mehrere Steuerventile (2) angeordnet sind, wobei zweckmäßigerweise mindestens eine Gruppe von Steuerventile (2) zu einer Ventilbaugruppe (4) zusammengefasst ist.