DE19723207A1 - Stellgerät - Google Patents

Stellgerät

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DE19723207A1 DE19723207A DE19723207A DE19723207A1 DE 19723207 A1 DE19723207 A1 DE 19723207A1 DE 19723207 A DE19723207 A DE 19723207A DE 19723207 A DE19723207 A DE 19723207A DE 19723207 A1 DE19723207 A1 DE 19723207A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Stellgerät, umfassend einen Stellan­ trieb und ein damit verbundenes Stellglied, wobei das Stellglied zumindest einen Ventilsitz und einen mit diesem zusammenwirkenden Drosselkörper aufweist, der Drosselkörper mittels einer zur Aus­ führung einer Dreh- und/oder Hubbewegung mit dem Stellantrieb ver­ bundenen Betätigungsspindel relativ zu dem Ventilsitz beweglich ist, die Betätigungsspindel an einer ersten Dichtstelle gegenüber dem Ventilinnenraum abgedichtet ist, eine zweite Dichtstelle eben­ falls die Betätigungsspindel abdichtet und zwischen den beiden Dichtstellen ein über mindestens einen Kontrollanschluß zugäng­ licher Prüfraum existiert, an den ein Drucksensor angeschlossen ist, der seinerseits mit einer Auswerteeinheit zur Überwachung des Betriebs des Stellgeräts verbunden ist.
Stellgeräte mit Abdichtmitteln, insbesondere zum Abdichten von Betätigungsspindeln, umfassend Stopfbuchsen, O-Ringe, Bälge oder auch Kombinationen davon, sind bekannt. So werden insbesondere zur Erfüllung erhöhter Dichtheitsanforderungen, beispielsweise bei Verwendung umweltschädigender Gase, Stellgeräte mit Doppel­ stopfbuchsen oder auch Faltenbalgabdichtungen mit zusätzlichen Stopfbuchsen als Sicherheitsabdichtung versehen, wie zum Beispiel in atp - Automatisierungstechnische Praxis 32 (1990) 10, Teil 1, Seiten 479 bis 488, und atp - Automatisierungstechnische Praxis 37 (1995) 7, Teil 1, Seiten 22 bis 41, von G. Strohrmann offenbart. Diesen Druckschriften ist auch zu entnehmen, daß zum Überprüfen der Funktion eines Faltenbalgs oder auch Spülen oder Trocknen (bei Chlor) des Raums um einen Faltenbalg bei Verwendung mindestens zweier Abdichtungen für eine Betätigungsspindel ein Kontrollan­ schluß, der auch als Warnanschluß oder Revisionsanschluß be­ zeichnet wird, zwischen die entsprechenden Dichtstellen angeordnet werden kann.
Weiterhin bekannt ist die Überwachung der Dichtigkeit durch den Anschluß von Gassensoren, die geeignet sind, das jeweilige Prozeß­ medium nachzuweisen. Derartige Gassensoren werden im Fachjargon oft "Schnüffler" genannt und haben den Nachteil, daß sie nur für bestimmte Medien eingesetzt werden können und damit ihre Aus­ tauschbarkeit eingeschränkt ist.
Die Druckschrift EP O 637 713 A1 offenbart eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Abdichtung einer Betätigungsspindel, in der ein Drucksensor zur Überwachung der Dichtigkeit einer Stopfbuchse zum Einsatz kommt, indem der gemessene Druck in ein elektrisches Sig­ nal umgewandelt und in einem nachgeschalteten Prozessor aus­ gewertet wird. Eine Leckage, die zu einem Druckaufbau in einer entsprechenden Stopfbuchse führt, kann dabei mittels des Drucksen­ sors und des Prozessors erkannt werden.
Die bekannte Überwachung der Dichtigkeit mit solch einem Drucksen­ sor hat jedoch den Nachteil, daß alle Druckänderungen, wie sie beispielsweise durch Temperaturänderungen oder aufgrund von Hub­ bewegungen eines Balgs und damit verursachte Volumenänderungen entstehen, als mögliche Undichtigkeit fehlinterpretiert werden. Da Gassensoren weniger anfällig gegenüber Störgrößen sind, d. h. Tem­ peraturänderungen und Hubbewegungen im Betriebsfall nicht notwen­ dig einen Gassensor beeinflussen, werden sie in der Praxis gegen­ über Drucksensoren bevorzugt.
Die Abdichtung eines Ventilinnenraums nach außen, vor allem im Bereich der Betätigungsspindel, und die Überwachung der Dichtig­ keit sind insbesondere im Zusammenhang mit der Technischen An­ leitung Luft (TA Luft) von steigender Bedeutung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das gattungs­ gemäße Stellgerät derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, d. h. insbesondere die Ab­ dichtung der Betätigungsspindel durch den Drucksensor so überwacht wird, daß Störeinflüsse im wesentlichen sicher ausgeschaltet wer­ den.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Signalausgang des Drucksensors in der Auswerteeinheit mit einer von zumindest einem Temperatursignal abhängigen Ansprechschwelle zum Ausgeben einer Fehlerstatusmeldung an einem Fehlerstatusaus­ gang der Auswerteeinheit vergleichbar ist.
Dabei kann bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen sein, daß die Betriebstemperatur des Prozeßmediums des Stellgeräts erfaßbar ist, und die Ansprechschwelle abhängig von der Betriebs­ temperatur veränderbar ist.
Die Erfindung schlägt auch vor, daß die Auswerteeinheit-eine Ein­ stellvorrichtung umfaßt, über die ein der Betriebstemperatur ent­ sprechendes Temperatursignal einstellbar ist.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeich­ net, daß der Prüfraum einen weiteren Kontrollanschluß aufweist, an den ein Temperatursensor angeschlossen ist, der die Temperatur im Prüfraum erfaßt und einen mit der Auswerteeinheit verbundenen Sig­ nalausgang für ein Temperatursignal besitzt, und die An­ sprechschwelle abhängig von der Temperatur im Prüfraum veränderbar ist.
Ferner schlägt die Erfindung vor, daß die Ansprechschwelle stufen­ weise mit steigender Temperatur erhöhbar ist.
Alternativerweise kann auch vorgesehen sein, daß die Ansprech­ schwelle proportional zu dem Temperatursignal veränderbar ist.
Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, daß die Auswerteeinheit in Art eines Grenzwertschalters für den Signalausgang des Druck­ sensors arbeitet, und der Grenzwert in Abhängigkeit von dem Sig­ nalausgang des Temperatursensors veränderbar ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine die Position der Betätigungsspindel erfassende Einheit, die mit der Auswerteeinheit verbunden ist und die Ansprechschwelle in Abhängigkeit von der Position der Betätigungsspindel verändert.
Die Auswerteeinheit kann nach der Erfindung vorteilhafterweise Teil eines Stellungsreglers sein.
Weiterhin bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß die Auswerteeinheit einen Mikroprozessor umfaßt.
Dabei kann vorgesehen sein, daß der Mikroprozessor den Quotienten aus dem Drucksignal und dem Temperatursignal bildet und bei einer die Ansprechschwelle überschreitenden Abweichung ein den Fehler repräsentierendes Signal am Fehlerstatusausgang erzeugt.
Auch schlägt die Erfindung vor, daß der Mikroprozessor das Produkt aus der Position der Betätigungsspindel und dem Quotienten aus dem Drucksignal und dem Temperatursignal bildet und bei einer die An­ sprechschwelle überschreitenden Abweichung ein den Fehler reprä­ sentierendes Signal am Fehlerstatusausgang erzeugt.
Erfindungsgemäß kann ebenfalls vorgesehen sein, daß eine Gehäuse­ verlängerung als Schutz des Stellantriebs gegen hohe Temperaturen zwischen dem Stellantrieb und dem Stellglied vorgesehen ist, und die Ansprechschwelle von der Art und Länge dieser Gehäusever­ längerung abhängt.
Ferner schlägt die Erfindung vor, daß in einem Kontrollanschluß oder dem Prüfraum eine als Drossel wirkende Öffnung zur Atmosphäre vorhanden ist.
Schließlich kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, daß die Auswerteeinheit ein zeitliches Filter aufweist, das mit der An­ sprechschwelle eine logische Verbindung besitzt und kurzzeitige Druckänderungen unterdrückt.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß insbesondere Temperatureinflüsse und gegebenenfalls auch Volu­ menänderungen, beispielsweise, aufgrund von Hubbewegungen einer Betätigungsspindel, als Störgrößen des Drucks im Prüfraum so eng mit dem Prozeßmedium und dem Stellgerät selbst zusammenhängen, daß zur sicheren Überwachung des Stellgeräts die Auswerteeinheit ein Teil des Stellgeräts selbst bilden muß und auch unabhängig von Temperatur und Position der Betätigungsspindel einen zuverlässigen Fehlerstatusausgang liefert, wenn neben der Analyse besagter Stör­ einflüsse auf den Druck auch der Temperatureinfluß und vor­ zugsweise der Volumeneinfluß durch eine Anpassung einer Ansprech­ schwelle direkt am Stellgerät berücksichtigt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand einer aus einer einzigen Figur bestehenden, schematischen Zeich­ nung, die ein erfindungsgemäßes Stellgerät in Schnittansicht dar­ stellt, im einzelnen erläutert sind.
Die Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen, als Hubventil ausgebildeten Stellgeräts. Ein Dros­ selkörper 22 ist dabei mit einer Betätigungsspindel 20 verbunden und bildet zusammen mit einem Ventilsitz 24 eine veränderbare Drosselstelle in einem Ventilgehäuse 26. Die Hubbewegung des Dros­ selkörpers 22 wird von einem Stellantrieb 40 verursacht, der pneu­ matisch angesteuert wird und zu diesem Zweck einen Anschluß 50 für ein Prozeßmedium zum Erzeugen eines Steuer- bzw. Stelldrucks auf­ weist, der über eine wirksame Fläche einer Membran 42 eine Kraft, die gegen die Kraft eines Federspeichers 46 arbeitet, erzeugt. Der Federspeicher 46 stützt sich dabei gegen einen starren Mem­ branteller 44, mit dem die Betätigungsspindel 20 über Schrauben 52, 54 verbunden ist.
Zur Abdichtung eines Ventilinnenraums 28 ist ein Faltenbalg 30 vorgesehen, der seinerseits eine dichte Verbindung zum einen an seinem Balganschluß 32 zum Drosselkörper 22 und zum anderen zu einer Balgabdichtung 34 besitzt. Die Balgabdichtung 34 bildet dabei eine erste Dichtstelle 10 der Abdichtung des Ventilinnen­ raums 28 zum Gehäuse und ist in Form einer Dichtscheibe zwischen einer Gehäuseverlängerung 36, die die Baulänge des Faltenbalgs 30 aufnimmt, und einem Verbindungselement 38 realisiert. Eine zweite Dichtstelle 12 dient ebenso zur Abdichtung der Betätigungsspindel 20 gegenüber dem Gehäuse und ist hier besonders einfach als O-Ring ausgeführt.
Das Stellgerät nach der Erfindung kann jedoch unabhängig von der Art der Dichtstellen 10, 12 realisiert werden. Dabei kann insbe­ sondere auch, wie bei erhöhten Dichtigkeitsanforderungen üblich, die erste Dichtstelle 10 von einem Faltenbalg 30 und die: zweite Dichtstelle 12 von einer Stopfbuchspackung gebildet werden. Ferner können beide Dichtstellen 10, 12 aus Stopfbuchspackungen bestehen.
Zwischen der ersten und der zweiten Dichtstelle 10, 12 ist ein Prüfraum 14 mit Kontrollanschlüssen 16, 18 bereitgestellt. Im Kon­ trollanschluß 16 ist ein Drucksensor 60 und am Kontrollanschluß 18 ein Temperatursensor 62 angeschlossen, um gleichzeitig den Druck und die Temperatur innerhalb des Prüfraums 14 messen zu können.
Signalausgänge 66, 68 der beiden Sensoren 60, 62 sind zur Anpas­ sung einer Ansprechschwelle mit einer Auswerteeinheit 64 verbun­ den, werden in demselben miteinander verknüpft und entsprechend einem eingestellten Zusammenhang in ein Signal gewandelt, das an einem Fehlerstatusausgang 70 anliegt.
Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung arbeitet ohne Temperatursensor im Prüfraum 14, wobei dann die Ansprech­ schwelle entsprechend der Betriebstemperatur des Prozeßmediums, die die tatsächliche Temperatur im Prüfraum 14 erheblich beein­ flußt, verändert wird. Die Betriebstemperatur muß nicht am Stell­ gerät, sondern kann auch in deutlicher Entfernung von dem Stell­ gerät ermittelt werden.
Auch für Stellgeräte, die bei besonders heißen Prozeßmedien durch die Gehäuseverlängerung 36 zwischen dem Stellglied 22' 24 und dem Stellantrieb 40 die Temperatur am Stellantrieb 40 gezielt ab­ senken, reicht meist die Kenntnis der Betriebstemperatur aus, um mit genügender Genauigkeit auf die Temperatur im Prüfraum 14 zu schließen. Dies ist möglich, da die Umgebungstemperatur im allge­ meinen klein gegenüber der Betriebstemperatur ist und damit ein charakteristischer Temperaturabfall für eine bestimmte Gehäusever­ längerung 36 vorliegt. Der für eine bestimmte Gehäuseverlängerung 36 notwendige Zusammenhang zwischen der Betriebstemperatur und der im Prüfraum 14 erreichten Temperatur kann dabei theoretisch oder experimentell ermittelt werden.
Insbesondere beim Einsatz von nicht gezeigten Feldbussen und Ver­ zicht auf den Temperatursensor kann die Betriebstemperatur in ein­ facher Weise an die Auswerteeinheit 64 übermittelt werden.
Vorteilhafterweise weist die Auswerteeinheit 64 in einer Ausfüh­ rungsform eine Einstelleinrichtung auf, mit deren Hilfe ein mit der Betriebstemperatur korrespondierender Signalwert einstellbar ist, der die Ansprechschwelle an der Auswerteeinheit 64 direkt verändert. Dadurch wird keine zusätzliche Signalverbindung zur Übermittlung der Betriebstemperatur benötigt.
Der Einsatz des Temperatursensors 62 ermöglicht jedoch eine genau­ ere und schnellere Anpassung der Ansprechschwelle an die Tempera­ tur im Prüfraum 14 als in dem Fall, in dem nur die Betriebstem­ peratur berücksichtigt wird.
Die Ansprechschwelle kann proportional zu dem gemessenen Tempera­ tursignal erhöht werden, um dadurch den gemäß den Gasgesetzen mit steigender Temperatur verursachten Druckanstieg mit hoher Genauig­ keit zu berücksichtigen.
Die Auswerteeinheit 64 kann aber auch in besonders einfacher Weise in der Art eines Grenzwertschalters für den Signalausgang 66 des Drucksensors 60 arbeiten, wobei der Grenzwert sich in Abhängigkeit von dem Signalausgang 68 des Temperatursensors 62 verändert. Nach Überschreiten eines Temperaturbereichs erhöht sich die Ansprech­ scnwelle dann in Stufen.
Weiterhin kann im Falle lang anhaltender konstanter Temperatur­ bedingungen die Anpassung der Ansprechschwelle in großen Zeitin­ tervallen erfolgen. Verfügt das Stellgerät über einen an den Prüf­ raum 14 angeschlossenen Temperatursensor 62, so wird dieser dann von der Auswerteeinheit 64 für Zeiten gleicher Temperaturver­ hältnisse nicht ausgelesen. Für spezielle Anwendungsfälle, die aufgrund konstanter Prozeßmediumstemperatur und konstanten Außen­ bedingungen für lange Zeiten kaum Änderungen der Temperatur im Prüfraum 14 verursachen, kann der Temperatursensor 62 abgeschaltet oder zeitweise sogar vollständig ausgebaut werden.
Eine alternative Ausführungsform gemäß der Erfindung weist vor­ teilhafterweise eine die Position der Betätigungsspindel 20 erfas­ sende, nicht gezeigte Einheit auf. Diese Einheit erzeugt ein die Position der Betätigungsspindel 20 repräsentierendes Ausgangssig­ nal und ist mit der Auswerteeinheit 64 verbunden. Die Auswerteein­ heit 64 schließt mittels der Position der Betätigungssspindel 20 auf die zumindest bei Faltenbälgen 30 auftretende Volumenänderung des Prüfraums 14 und beeinflußt davon abhängig die Ansprech­ schwelle. Damit können Volumenänderungen, die aufgrund von Hub­ bewegungen der Betätigungsspindel 20 entstehen, ebenfalls in dem Signal am Fehlerstatusausgang 70 berücksichtigt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, die Auswerteeinheit 64 in einen Stellungsregler zu integrieren. Insbesondere für diese Stellgeräte läßt sich die Berücksichtigung der Position der Betätigungsspindel 20 einfach realisieren, da der in dem Stellungsregler vorhandene Aufnehmer für die Position der Betätigungsspindel 20 auch zur Korrektur eventueller Volumenän­ derungen des Prüfraums 14, wie sie bei Einsatz des Faltenbalgs 30 auftreten, während des Betriebs einsetzbar sind. Weiterhin kann beispielsweise auf ein zusätzliches Gehäuse für die Auswerteein­ heit 64 verzichtet werden, wenn schon ein Stellungsregler vorhan­ den ist.
Vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, nach der die Auswerteeinheit 64 einen Mikroprozessor enthält, um auch kom­ plexere Zusammenhänge von Druck, Temperatur sowie gegebenenfalls Volumen und dem Fehlerstatus festlegen zu können. Dabei kann der Mikroprozessor in Anlehnung an das zu erwartende Verhalten, ent­ sprechend den Gasgesetzen, beispielsweise den Quotienten aus dem Druck- und Temperatursignal berechnen und bei einer die Ansprech­ schwelle überschreitenden Abweichung ein den Fehler repräsen­ tierendes Signal am Fehlerstatusausgang 70 erzeugen. Auch kann der Mikroprozessor das Produkt aus der Position der Betätigungsspindel 20 und dem Quotienten aus dem Druck- und Temperatursignal bilden und bei einer die Ansprechschwelle überschreitenden Abweichung ein den Fehler repräsentierendes Signal am Fehlerstatusausgang 70 er­ zeugen. Insbesondere für digitale Stellungsregler können diese Ausführungen günstig kombiniert werden, indem der Mikroprozessor des Stellungsreglers ebenfalls die Operation der Auswerteeinheit 64 ausführt
Ebenso vorteilhaft ist eine andere Ausführungsform, nach der eine als Drossel wirkende, nicht gezeigte Öffnung zur Atmosphäre in dem Prüfraum 14 oder einem der Kontrollanschlüsse 16, 18 vorhanden ist. Dadurch kann sich der Druck innerhalb des Prüfraums 14 nach vorübergehenden Druckänderungen, wie sie beispielsweise durch Tem­ peraturänderungen auftreten, gegenüber dem Atmosphärendruck aus­ gleichen. Eine nicht vorübergehende Druckerhöhung an dem Drucksen­ sor 60 kann somit nur entstehen, wenn ein Massenfluß, beispiels­ weise infolge einer Leckage am Faltenbalg 30, auftritt. Der Ein­ fluß der Temperatur als Störgröße kann damit weitgehend beseitigt werden. Der Arbeitsbereich des Drucksensors 60 ist mit einer der­ artigen Drosselöffnung wesentlich kleiner wählbar als im Falle vollständig druckdicht geschlossener Prüfräume 14, wobei die mini­ mal detektierbare Leckage aufgrund der wie ein künstliches Leck wirkender Öffnung erhöht ist.
Da beispielsweise für Hubventile mit Faltenbälgen 30 auch schnelle Änderungen der Positionen der Betätigungsspindel 20 kurzzeitige Druckänderungen verursachen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Auswerteeinheit 64 ein zeitliches Filter aufweist, das mit der Ansprechschwelle eine logische Verbindung besitzt und diese kurz­ zeitigen Druckänderungen unterdrückt. Bleibt eine die Ansprech­ schwelle übersteigende Druckänderung jedoch eine charakteristische Zeitspanne bestehen, so wird eine eine Leckage anzeigende Fehler­ statusmeldung am Ausgang 70 erzeugt.
Die Größe der zu wählenden Öffnung einer Drossel und die charak­ teristische Zeitspanne eines zeitlichen Filters sind voneinander und ebenso von der Art des Stellgeräts abhängig. Die für ein be­ stimmtes Stellgerät optimalen Parameter sind theoretisch oder ex­ perimentell bestimmbar.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
10
Erste Dichtstelle
12
Zweite Dichtstelle
14
Prüfraum
16
Kontrollanschluß
18
Kontrollanschluß
20
Betätigungsspindel
22
Drosselkörper
24
Ventilsitz
26
Ventilgehäuse
28
Ventilinnenraum
30
Faltenbalg
32
Balganschluß
34
Balgabdichtung
36
Gehäuseverlängerung
38
Verbindungselement
40
Stellantrieb
42
Membran
44
Membranteller
46
Federspeicher
48
Gehäuse
50
Stelldruckanschluß
52
,
54
Mutter
60
Drucksensor
62
Temperatursensor
64
Auswerteeinheit
66
Signalausgang
68
Signalausgang
70
Fehlerstatusausgang

Claims (15)

1. Stellgerät, umfassend einen Stellantrieb und ein damit verbun­ denes Stellglied, wobei das Stellglied zumindest einen Ventilsitz und einen mit diesem zusammenwirkenden Drosselkörper aufweist, der Drosselkörper mittels einer zur Ausführung einer Dreh- und/oder Hubbewegung mit dem Stellantrieb verbundenen Betätigungsspindel relativ zu dem Ventilsitz beweglich ist, die Betätigungsspindel an einer ersten Dichtstelle gegenüber dem Ventilinnenraum abgedichtet ist, eine zweite Dichtstelle ebenfalls die Betätigungsspindel ab­ dichtet und zwischen den beiden Dichtstellen ein über mindestens einen Kontrollanschluß zugänglicher Prüfraum existiert, an den ein Drucksensor angeschlossen ist, der seinerseits mit einer Auswer­ teeinheit zur Überwachung des Betriebs des Stellgeräts verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalausgang (66) des Druck­ sensors (60) in der Auswerteeinheit (64) mit einer von zumindest einem Temperatursignal abhängigen Ansprechschwelle zum Ausgeben einer Fehlerstatusmeldung an einem Fehlerstatusausgang (70) der Auswerteeinheit (64) vergleichbar ist.
2. Stellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebstemperatur des Prozeßmediums des Stellgeräts erfaßbar ist, und die Ansprechschwelle abhängig von der Betriebstemperatur ver­ änderbar ist.
3. Stellgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (64) eine Einstellvorrichtung umfaßt, über die ein der Betriebstemperatur entsprechendes Temperatursignal einstellbar ist.
4. Stellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfraum (14) einen weiteren Kontrollanschluß (18) aufweist, an den ein Temperatursensor (62) angeschlossen ist. Der die Tempera­ tur im Prüfraum (14) erfaßt und einen mit der Auswerteeinheit (64) verbundenen Signalausgang (68) für ein Temperatursignal besitzt, und die Ansprechschwelle abhängig von der Temperatur im Prüfraum (14) veränderbar ist.
5. Stellgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ansprechschwelle stufenweise mit steigender Temperatur erhöhbar ist.
6. Stellgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansprechschwelle proportional zu dem Temperatur­ signal veränderbar ist.
7. Stellgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (64) in Art eines Grenzwert­ schalters für den Signalausgang (66) des Drucksensors (60) ar­ beitet, und der Grenzwert in Abhängigkeit von dem Signalausgang (68) des Temperatursensors (62) veränderbar ist.
8. Stellgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeich­ net durch eine die Position der Betätigungsspindel (20) erfassende Einheit, die mit der Auswerteeinheit (64) verbunden ist und die Ansprechschwelle in Abhängigkeit von der Position der Betätigungs­ spindel verändert.
9. Stellgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (64) Teil eines Stellungs­ reglers ist.
10. Stellgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (64) einen Mikroprozessor umfaßt.
11. Stellgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor den Quotienten aus dem Drucksignal und dem Tempera­ tursignal bildet und bei einer die Ansprechschwelle überschreiten­ den Abweichung ein den Fehler repräsentierendes Signal am Fehler­ statusausgang (70) erzeugt.
12. Stellgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor das Produkt aus der Position der Betätigungsspindel (20) und dem Quotienten aus dem Drucksignal und dem Temperatursig­ nal bildet und bei einer die Ansprechschwelle überschreitenden Abweichung ein den Fehler repräsentierendes Signal am Fehler­ statusausgang (11) erzeugt.
13. Stellgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gehäuseverlängerung (36) als Schutz des Stellantriebs (40) gegen hohe Temperaturen zwischen dem Stellan­ trieb (40) und dem Stellglied (22, 24) vorgesehen ist, und die An­ sprechschwelle von der Art und Länge dieser Gehäuseverlängerung (36) abhängt.
14. Stellgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Kontrollanschluß (16, 18) der dem Prüfraum (14) eine als Drossel wirkende Öffnung zur Atmosphäre vorhanden ist.
15. Stellgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (64) ein zeitliches Filter aufweist, das mit der Ansprechschwelle eine logische Verbindung besitzt und kurzzeitige Druckänderungen unterdrückt.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19934829A1 (de) * 1999-07-24 2001-01-25 Bircher Ag Beringen Verfahren zum Betreiben eines Signalsensors sowie eines Schaltelementes
EP2543916A1 (de) * 2011-07-08 2013-01-09 Krones AG Erkennung von Rissen an Metallbälgen von Ventilen
WO2014130919A1 (en) 2013-02-25 2014-08-28 Rave N.P., Inc. Smart valve
DE102014004722B3 (de) * 2014-04-01 2015-08-27 Friedrich Müller Absperrventil , coaxial, druckausgeglichen, direktgesteuert aufgebaut , für hohe Temperaturen

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29809667U1 (de) * 1998-05-28 1998-10-08 Gemue Gebrueder Mueller Appara Anordnung zu Stellungsanzeige
DE19939497C2 (de) * 1999-08-20 2001-09-27 Samson Ag Antrieb eines Stellventils mit Sensiereinheit zur Ventilpositionserfassung
FR2816387B1 (fr) * 2000-11-07 2003-07-25 Atofina Robinet etanche pour recipient de transport de fluides toxiques
US6550314B2 (en) * 2001-03-19 2003-04-22 Sis-Tech Applications, L.L.P. Apparatus and method for on-line detection of leaky valves
US20040155210A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-12 Wears William E. Instrument mounting apparatus for a fluid control valve
US6962072B2 (en) * 2003-07-29 2005-11-08 The Boeing Company Fluid inducer evaluation device and method
US6997212B2 (en) * 2003-10-31 2006-02-14 Master Flo Valve Inc. Choke valve with temperature transmitter
US7458520B2 (en) * 2005-04-19 2008-12-02 Masco Corporation Of Indiana Electronic proportioning valve
US7475827B2 (en) * 2005-04-19 2009-01-13 Masco Corporation Of Indiana Fluid mixer
US7448553B2 (en) * 2005-04-19 2008-11-11 Masco Corporation Of Indiana Fluid mixer
DE102006047880B4 (de) * 2006-10-10 2008-07-10 Danfoss A/S Durchflußeinstellventil
DE102007050086A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-23 Alfa Laval Kolding A/S Verfahren zum Betrieb eines Ventils
DE102008058208B4 (de) 2008-11-19 2017-01-05 Samson Aktiengesellschaft Stellgerät und Verfahren zur Überprüfung der korrekten Funktionsfähigkeit eines Faltenbalges eines Stellgerätes
US9304053B2 (en) * 2013-08-07 2016-04-05 Dresser, Inc. System to monitor performance of packing material in a seal
DE102013112686A1 (de) * 2013-11-18 2015-05-21 Baumer Hhs Gmbh Heißleimauftragssystem und -verfahren
DE102016201988B3 (de) * 2016-02-10 2017-06-08 Festo Ag & Co. Kg Verfahren zum Ermitteln eines Funktionszustands eines Antriebssystems und Antriebssystem
GB201604656D0 (en) * 2016-03-18 2016-05-04 Rotork Uk Ltd Fugitive emission detection
US11047499B2 (en) * 2018-02-28 2021-06-29 Edward P. Davis Valve actuation conversion kit
US10766126B2 (en) * 2018-03-07 2020-09-08 Airboss Air Tool Co., Ltd. Pneumatic signal generating device for a pneumatic tool
CN112119291A (zh) * 2018-08-10 2020-12-22 株式会社富士金 流体控制设备、流体控制设备的异常检测方法、异常检测装置以及异常检测系统
CN108869758B (zh) * 2018-08-22 2024-02-13 杭州富尚阀门有限公司 一种防结晶防外漏熔盐阀
CN114658858B (zh) * 2022-03-19 2023-03-28 江苏明江阀业有限公司 一种基于波纹管截止阀的高危介质零泄露系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0637713A1 (de) * 1993-08-05 1995-02-08 Honeywell Ag Diagnose-System für Regel- und Absperrventile
WO1995008071A1 (en) * 1993-09-15 1995-03-23 Combustion Engineering, Inc. Diagnostic data acquisitioner for a valve
WO1995017624A1 (en) * 1993-12-21 1995-06-29 Ole Cramer Nielsen An apparatus for controlling a valve
US5598973A (en) * 1994-10-31 1997-02-04 Weston; Colin K. Fluid flow control device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3938544A (en) * 1974-05-28 1976-02-17 Bernaerts Henry J Valve with heat transport monitor for leakage determining rate
US4901751A (en) * 1989-06-15 1990-02-20 Systems Chemistry, Inc. Fluid control valve and system with leak detection and containment
US4972867A (en) * 1989-11-03 1990-11-27 Ruesch J O Valve stem seal leak protection and detection apparatus
US5269339A (en) * 1991-06-19 1993-12-14 Szatmary Michael A Sealed bonnet for actuating a quarter turn valve assembly
US5203370A (en) * 1991-11-26 1993-04-20 Block Gary C Mounting apparatus with fugitive emission collection means for directly coupling a rotary valve to an actuator having rotary drive means
US5345812A (en) * 1992-06-24 1994-09-13 Eastman Kodak Company Seal leakage monitoring device and method
US5586576A (en) * 1994-09-28 1996-12-24 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Dosing valve having seal failure detection
AU3824995A (en) * 1994-09-30 1996-04-26 Donald P. Arbuckle Dual seal barrier fluid leakage control apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0637713A1 (de) * 1993-08-05 1995-02-08 Honeywell Ag Diagnose-System für Regel- und Absperrventile
WO1995008071A1 (en) * 1993-09-15 1995-03-23 Combustion Engineering, Inc. Diagnostic data acquisitioner for a valve
WO1995017624A1 (en) * 1993-12-21 1995-06-29 Ole Cramer Nielsen An apparatus for controlling a valve
US5598973A (en) * 1994-10-31 1997-02-04 Weston; Colin K. Fluid flow control device

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CH-Zeitschrift: "Technica" 3/97 S. 45 *
DE-Z.: "Ölhydraulik und Pneumatik" 30 (1986) Nr. 12, Grundlagen der Messtechnik, S. 887-888 *
JP 57-103986 (A) Abstr. In: M-162 Oct. 8, 1982, Vol. 6/No. 199 *
JP 59-13176 (A), Abstr. In: M-295 May 11, 1984, Vol. 8, No. 100 *
JP 63-275875 (A) Abstr. of M-800 Febr. 21, 1989 Vol. 13/No. 76 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19934829A1 (de) * 1999-07-24 2001-01-25 Bircher Ag Beringen Verfahren zum Betreiben eines Signalsensors sowie eines Schaltelementes
EP2543916A1 (de) * 2011-07-08 2013-01-09 Krones AG Erkennung von Rissen an Metallbälgen von Ventilen
WO2014130919A1 (en) 2013-02-25 2014-08-28 Rave N.P., Inc. Smart valve
EP2959197A4 (de) * 2013-02-25 2016-11-23 Rave N P Inc Intelligentes ventil
US9822903B2 (en) 2013-02-25 2017-11-21 Raven N.P., Inc. Smart valve
DE102014004722B3 (de) * 2014-04-01 2015-08-27 Friedrich Müller Absperrventil , coaxial, druckausgeglichen, direktgesteuert aufgebaut , für hohe Temperaturen

Also Published As

Publication number Publication date
DE19723207C2 (de) 2003-08-21
FR2764037B1 (fr) 2004-07-30
US6050296A (en) 2000-04-18
FR2764037A1 (fr) 1998-12-04

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