DE10246912B3

DE10246912B3 - Handantrieb für Hubarmaturen

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Publication number: DE10246912B3
Application number: DE2002146912
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-09

Abstract

Zur Steuerung des Flusses eines Mediums, z. B. einer Flüssigkeit, durch eine Rohrleitung kann z. B. ein Sitzventil oder ein Membranventil verwendet werden. Mit einem solchen Membranventil kann die Durchflussmenge und/oder die Durchflussgeschwindigkeit gesteuert werden. DOLLAR A Die Erfindung betrifft einen Handantrieb zum Öffnen oder Schließen eines Absperrorgans, zum Beispiel eines Sitzventils oder eines Membranventils. Der Hub des Antriebs kann in seinen beiden Endlagen justierbar begrenzt und ausgewertet werden.

Description

Zur Steuerung des Flußes eines Mediums, z.B. einer Flüssigkeit, durch eine Rohrleitung kann z.B. ein Sitzventil oder ein Membranventil verwendet werden. Mit einem solchen Ventil kann die Durchflußmenge und/oder die Durchflußgeschwindigkeit gesteuert werden.
Die Erfindung betrifft einen Handantrieb zum Öffnen oder Schließen eines Absperrorgans, zum Beispiel eines Sitzventils oder eines Membranventils.
In einem solchen Absperrorgan wird das zu betätigende Dichtelement: der Kegel, oder die Membran, mit einem axial und senkrecht zum Sitz beweglichen Hubelement vom und zum Dichtsitz des Absperrorgans bewegt.

Aus der Offenlegungsschrift DE 100 06 326 A1 ist ein Handantrieb für Absperrorgane bekannt, der zum Öffnen und Schließen eines Absperrorgans, insbesondere eines Membranventils, geeignet ist mit einem Handrad und einer mit einem Ventilelement gekoppelten Gewindespindel, die durch das Handrad axial bewegbar ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Handrad mit einer Einrichtung ausgerüstet ist, das es ermöglicht, die Schließposition der Gewindespindel bzw. des Gewindeelementes zu begrenzen.

Die Lösung ist aufwendig in der Herstellung, insbesondere wenn der Antrieb aus Metall hergestellt werden sollte. Gleichzeitig ist die Justierung der Endlagen aufwendig. Die Einstellung der Endlage der Schließposition bedingt eine erneute Einstellung der Endlage der Offenstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bewegung des Hubelementes in seinen Endlagen einstellen und begrenzen zu können. Damit soll die Lage des Dichtelementes sowohl in der unteren Position (Absperrorgan geschlossen) als auch der oberen Position (Absperrorgan geöffnet) definiert werden können.

Die Verstellung der Endlagen soll unabhängig voneinander möglich sein. Die Herstellung des Antriebes soll einfach und kostengünstig sein.

Zusätzlich soll die Stellung des Hubelements erfaßt und ausgewertet werden können.

Die Aufgabenstellung ist für alle Hubventile nahezu identisch, deswegen wird nachfolgend die Erfindung nur anhand eines beispielhaften Membranventiles erläutert.
Darin zeigt
1.: Eine schematische, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, längs zur Rohrleitungsachse und längs zur Antriebsachse geschnittenen Membranventils
2.: Eine schematische, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, quer zur Rohrleitungsachse und längs zur Antriebsachse geschnittenen Membranventils, bei dem der Antrieb um 90° gegenüber 1 verdreht ist.
3.: Eine schematische, perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Handantriebes.
4.: Eine schematische, perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Hubelementes, welches zur Betätigung der Membran verwendet wird.
Ein Membranventil besteht aus einem Körper 6, einer Membran 7 und einem Handantrieb, der im wesentlichen aus den Teilen 1, 2, 3, 4 und 5, besteht.
Ein Handrad 1 ist mit der Gewindespindel 5 verbunden. Diese Verbindung muß die Verdrehung der beiden Teile gegeneinander sichern und erfolgt vorzugsweise mit einer Vierkant-, oder Sechskantverbindung. Der Verbund Handrad 1/ Gewindespindel 5 ist im Antriebsgehäuse 2 drehbar gelagert und gegen eine Bewegung in axialer Richtung (Gewindespindelachse) mit geeigneten Maßnahmen gesichert.
Die Gewindespindel 5 verfügt über ein Gewinde, welches in ein korrespondierendes Gewinde 4g des Hubelementes 4 eingreift. Das Hubelement 4 ist gegen Verdrehen im Gehäuse 2 mittels der Führung 2f des Gehäuses 2 gesichert.
Beim Verdrehen des Handrades 1 mitsamt der Gewindespindel 5 um die Gewindespindelachse, wird über das Gewinde der Gewindespindel 5 und das korrespondierende Gegengewinde 4g des Hubelements 4 das Hubelement 4 relativ zum Gehäuse 2 auf und ab bewegt. Die Verdrehung des Hubelements 4 gegen das Gehäuse 2 wird mit einer im Gehäuse 2 eingebrachten Führung 2f verhindert.
Im Gehäuse Z sind zwei Gewindebohrungen angebracht, deren Achsen parallel zu der Gewindespindelachse sind. In diesen Gewindebohrungen sind Hubbegrenzer 3a und 3z angebracht, die über ein entsprechendes Außengewinde verfügen. Die Hubbegrenzer sind mit Innensechskanten, Schlitzen, oder ähnlichem versehen, damit mit entsprechenden Werkzeugen die Lage der Hubbegrenzer 3 im Gehäuse 2 von außen verstellt werden kann.
Vorzugsweise ist das Handrad in einer Form auszuführen, die in nahezu jeder Stellung des Handrades den Zugang zu den Hubbegrenzern 3a und 3z erlauben und damit deren Justage ermöglichen. Im gezeigten Beispiel verfügt das Handrad deswegen lediglich über eine Speiche.
Das pilzartig ausgeformte Ende der Hubbegrenzer 3 liegt über entsprechenden Anschlagflächen 4z und 4a des Hubelements 4. So begrenzen die Hubbegrenzer 3 die jeweiligen Endlagen des Hubelements 4.
Der Hubbegrenzer 3a begrenzt dabei die oberste Stellung des Hubelements 4 (Absperrorgan geöffnet), indem der Kopf des Hubbegrenzers 3a auf der Anschlagfläche 4a anschlägt.
Der Hubbegrenzer 3z begrenzt dabei die unterste Stellung des Hubelements 4 (Absperrorgan geschlossen), indem der Kopf des Hubbegrenzers 3a auf der Anschlagfläche 4z anschlägt. Im hier gezeigten Beispiel ist die Anschlagfläche 4a gabelartig ausgeformt.
Die elektrische Stellungserfassung eines Handantriebes für Hubasperorgane ist nach dem Stand der Technik sehr aufwendig. Eine Lösung zur stufenlos von außen justierbaren Detektierung von Zwischenstellungen eines Handantriebes, wobei die Detektierung im Antriebsgehäuse erfolgt, ist nicht bekannt. Ein Aufbau der Detektierung außerhalb des Antriebsgehäuses ist wegen der Verschmutzungsgefahr in sterilen Anwendungen unerwünscht.
Der Erfindung liegt daher zusätzlich die Aufgabe zu Grunde, einen einfachen und stufenlos justierbaren Aufbau von elektrischen Wegerfassungssystemen zu ermöglichen, so daß auch beliebige Zwischenstellungen erfaßt werden können.
Der Hubbegrenzer 4 ist mit einer Platte 4s versehen, die über zwei Schrägen verfügt. Wird diese Platte 4s aus Metall ausgeführt, kann die Stellung des Hubzapfens und damit auch die Schließstellung des Absperrorgans detektiert werden. Beispielhaft ist in 2 die Anbringung zweier Näherungsinitiatoren 8a, 8b gezeigt. Je nach Stellung des Hubzapfens 4 ist der Abstand zwischen der Platte 4s und dem jeweiligen Näherungsinitiator unterschiedlich. Mit Hilfe der Auswertung des Näherungsinitiator – Signals kann die Stellung des Hubzapfens 4 erfaßt werden.
Wenn die Stellung des Absperrorgans mit anderen Wegmeßsystemen erfaßt werden soll, wie Potentiometer, Radarsensoren oder Hallsensoren, kann die Platte 4s auch aus anderen Werkstoffen als Metall ausgeführt werden.

1: Handrad
2: Antriebsgehäuse
3a: Hubbegrenzer Position Auf
3z: Hubbegrenzer Position Zu
4: Hubelement
4a: Anschlagfläche des Hubelements für Position Auf des Absperrorgans
4a: Anschlagfläche des Hubelements für Position Zu des Absperrorgans
4s: Platte
5: Gewindespindel
6: Membranventilkörper
7: Membran
8a: Näherungsinitiator für die Position Auf des Absperrorgans
8z: Näherungsinitiator für die Position Zu des Absperrorgans

Claims

Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans, mit einem Handrad und einer damit verdrehfrei gekoppelten Gewindespindel (5), die gegen eine Bewegung in axialer Richtung gesichert ist und ein Hubelement (4) axial bewegt, einem Antriebsgehäuse (2), das mit einer Einrichtung zur Begrenzung des Hubes des Hubelementes (4) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Hubbegrenzer (3) mittels Gewinde so angebracht sind, daß mittels der Hubbegrenzer (3) der Weg des Hubelementes (4) in einer oder beiden Richtungen axial zur Gewindespindel (5) justierbar begrenzt werden kann.
Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, da das Hubelement (4) über Anschlagflächen (4a, 4z) verfügt, die zu den Hubbegrenzern (3a, 3z) korrespondieren.
Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (4) über eine gabelartig ausgeformte Anschlagfläche (4z) verfügt.
Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbegrenzer (3) über einen Innensechskant, einen Schlitz, oder eine andere Formgebung dafür geeignet sind in ihrer Lage relativ zum Gehäuse (2) justiert zu werden, wodurch der Hub des Hubelementes (4) in einer oder beiden Endlagen justiert werden kann.
Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans, nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Handrad (1) über nur eine Speiche verfügt.
Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet, daß das Hubelement (4) durch im Gehäuse (2) angebrachte Führungen (2f) gegen Verdrehen im Gehäuse (2) gesichert ist.
Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans, nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet, daß das Hubelement (4) über eine Platte (4s) verfügt, die eine oder mehrere Schrägen aufweist und die zur Erfassung der Stellung des Hubelementes (4) mit Hilfe von Näherungsinitiatoren oder anderen Wegmeßsystemen, dient.
Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (4) mit einer Stellungsanzeige verbunden ist, die außerhalb des Gehäuses (2) sichtbar ist.