DE202015104477U1

DE202015104477U1 - sensor arrangement

Info

Publication number: DE202015104477U1
Application number: DE202015104477.1U
Authority: DE
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2015-09-28
Anticipated expiration: 2025-08-25
Also published as: ZA201801889B; CN208565122U; WO2017032794A1

Abstract

Sensoranordnung (30) zum Anschluss an einen druckmittelbetriebenen Antrieb (12) eines Stellventils (10) umfassend ein fluidisch dichtes Sensorgehäuse (32), das einen fluidischen Anschluss (34) zum Anschluss des Sensorgehäuses (32) an ein fluidisches System aufweist, wobei innerhalb des Sensorgehäuses (32) ein Seilzugsensor (36) angeordnet ist, dessen Seilzug (38) durch den fluidischen Anschluss (34) führbar ist.Sensor arrangement (30) for connection to a fluid-operated drive (12) of a control valve (10) comprising a fluid-tight sensor housing (32) having a fluidic connection (34) for connecting the sensor housing (32) to a fluidic system, wherein within the Sensor housing (32) a cable pull sensor (36) is arranged, the cable (38) through the fluidic connection (34) is feasible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung nach Anspruch 1 sowie einen druckmittelbetriebenen Antrieb umfassend eine solche Sensoranordnung. The invention relates to a sensor arrangement according to claim 1 and a fluid-operated drive comprising such a sensor arrangement.

Seilzugsensoren sind grundsätzlich bekannt und stellen eine Wegmesseinrichtung in Form von Drehgebern dar. Draw wire sensors are basically known and represent a displacement measuring device in the form of encoders.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Sensoranordnung anzugeben, die zur Nachrüstung eines Stellventils mit einem Membranantrieb geeignet ist. It is an object of the invention to provide a sensor arrangement which is suitable for retrofitting a control valve with a diaphragm drive.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. The object is solved by the features of claim 1.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims form advantageous developments of the invention.

Erfindungsgemäß umfasst eine Sensoranordnung zum Anschluss an einen druckmittelbetriebenen Antrieb eines Stellventils ein fluidisch dichtes Gehäuse der Sensoranordnung, im Folgenden Sensorgehäuse genannt. Das Sensorgehäuse weist einen fluidischen Anschluss zum Anschluss des Sensorgehäuses an ein fluidisches System auf, wobei innerhalb des Sensorgehäuses ein Seilzugsensor angeordnet ist, dessen Seilzug durch den fluidischen Anschluss führbar ist. According to the invention, a sensor arrangement for connection to a fluid-operated drive of a control valve comprises a fluid-tight housing of the sensor arrangement, referred to below as the sensor housing. The sensor housing has a fluidic connection for connecting the sensor housing to a fluidic system, wherein a cable pull sensor is arranged within the sensor housing, the cable pull of which can be guided through the fluidic connection.

Durch eine solche Sensoranordnung kann über einen, an einem am Antriebsgehäuse vorgesehenen fluidischen Anschluss ein Wegsensor an einem Stellantrieb nachgerüstet werden. By means of such a sensor arrangement, a displacement sensor can be retrofitted to an actuator via a fluidic connection provided on the drive housing.

Bevorzugt sind im Sensorgehäuse elektronische Schnittstellen zur Auswertung des Sensors angeordnet. Preferably, electronic interfaces for evaluating the sensor are arranged in the sensor housing.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Sensorgehäuse auf eine Druckbelastung von bis zu 10 bar ausgelegt sein. Dadurch kann ein breites Spektrum von druckmittelbetriebenen Membranantrieben nachgerüstet werden. According to a further advantageous embodiment, the sensor housing can be designed for a pressure load of up to 10 bar. As a result, a wide range of fluid-operated diaphragm drives can be retrofitted.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Sensorgehäuse zwei über eine Klemmschelle verbindbare Teile aufweisen. Dies erleichtert Montage und Wartungsarbeiten am Seilzugsensor. In a preferred embodiment, the sensor housing may have two parts connectable via a clamp. This facilitates assembly and maintenance of the cable pull sensor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft diese einen druckmittelbetriebenen Antrieb für ein Stellventil umfassend ein Antriebsgehäuse und eine Antriebsstange, wobei das Antriebsgehäuse einen zusätzlichen Entlüftungsanschluss oder eine Bohrung zum Anbringen von Transportmitteln aufweist. Der zusätzliche Entlüftungsanschluss oder die Transportmittelaufnahmebohrung ist mit der zuvor beschriebenen Sensoranordnung verbunden, wobei der Seilzug mit der Antriebsstange verbunden ist. According to a further aspect of the invention, this relates to a fluid-operated drive for a control valve comprising a drive housing and a drive rod, wherein the drive housing has an additional vent port or a bore for attaching means of transport. The additional vent port or the transport receiving bore is connected to the sensor assembly described above, wherein the cable is connected to the drive rod.

Ein druckmittelbetriebener Antrieb kann beispielsweise ein Membranantrieb oder ein Kolbenantrieb sein. A fluid-operated drive can be, for example, a diaphragm drive or a piston drive.

Auf diese Weise können druckmittelbetriebene Antriebe, die beispielsweise über einen zusätzlichen Entlüftungsanschluss oder eine ungenutzte Transportmittelaufnahmebohrung verfügen, schnell und einfach mit einem Weggeber zur Aufnahme des Verfahrwegs des Ventilelements nachgerüstet werden, so dass auch bestehende nicht geregelte Systeme regelbar werden. In this way, fluid-operated drives, which have, for example, an additional vent connection or an unused transport receiving bore, can be quickly and easily retrofitted with a displacement sensor for receiving the travel of the valve element, so that existing non-regulated systems can be controlled.

Insbesondere ist zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Sensorgehäuse eine Dichtung vorgesehen, um einen Druckmittelaustritt im Übergang zu vermeiden. Dies ist erforderlich, wenn der Seilzuggeber an diejenige Arbeitskammer angeschlossen wird, welche mit Druck beaufschlagt wird, um eine Leckage zur Atmosphäre zu vermeiden. In particular, a seal is provided between the drive housing and the sensor housing in order to avoid a pressure medium outlet in the transition. This is necessary when the cable transducer is connected to the working chamber, which is pressurized to prevent leakage to the atmosphere.

Handelt es sich um einen einfach wirkenden Antrieb und das Sensorgehäuse befindet sich in einer Arbeitskammer mit Rückstellfedern, wobei lediglich die Volumenänderung bei Verfahren des Kolbens gegen die Atmosphäre entlüftet werden braucht, ist ebenfalls eine Abdichtung des Sensorgehäuses erforderlich, damit kein Schutz in die Sensorik oder die Arbeitskammer gelangen kann. If it is a single-acting drive and the sensor housing is located in a working chamber with return springs, with only the volume change in the process of the piston vented against the atmosphere, also a seal of the sensor housing is required so that no protection in the sensor or the Working chamber can get.

Vorzugsweise ist der Seilzug über Verbindungsmittel lösbar mit der Antriebsstange verbunden. Preferably, the cable is connected via connecting means releasably connected to the drive rod.

Das Verbindungsmittel kann einen am Seilzug angebundenen Haken, der in eine in die Antriebsstange eingeschraubte Öse einhängbar ist, umfassen. Auf diese Weise wird eine schnell lösbare und zuverlässige Verbindungsmöglichkeit zwischen dem Sensor und der Antriebsstange hergestellt. The connecting means may comprise a hook attached to the cable, which can be suspended in an eyelet screwed into the drive rod. In this way, a fast detachable and reliable connection between the sensor and the drive rod is made.

Vorzugsweise liegt bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der zusätzliche Entlüftungsanschluss oder eine Transportmittelaufnahmebohrung koaxial zu einer axial verfahrbaren Antriebsstange. Dadurch kann der Seilzug störungsfrei im Druckraum des Membranantriebs verlegt werden und arbeiten. Preferably, in an arrangement according to the invention, the additional vent connection or a transport-receiving bore is coaxial with an axially movable drive rod. As a result, the cable can be routed without interference in the pressure chamber of the diaphragm drive and work.

Insbesondere entspricht die Fluid-Druckfestigkeit des Sensorgehäuses wenigstens dem Fluid-Druck der Antriebskammer des Membranantriebs. In particular, the fluid pressure resistance of the sensor housing corresponds at least to the fluid pressure of the drive chamber of the membrane drive.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet: In the description, the claims, and the drawing, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals below are used. In the drawing:

1 eine Teilschnittansicht eines Stellventils mit einem druckmittelbetriebenen Membranantrieb nach dem Stand der Technik; 1 a partial sectional view of a control valve with a pressure-medium-operated diaphragm drive according to the prior art;

2 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung; 2 a schematic sectional view of a sensor arrangement according to the invention;

3 eine Schnittansicht mit einem einfachwirkenden druckmittelbetriebenen Membranantrieb und erfindungsgemäßen Sensoranordnung, und 3 a sectional view with a single-acting fluid-operated diaphragm drive and sensor assembly according to the invention, and

4 eine Schnittansicht mit einem doppelwirkenden druckmittelbetriebenen Kolbenantrieb und erfindungsgemäßen Sensoranordnung. 4 a sectional view with a double-acting fluid-operated piston drive and sensor assembly according to the invention.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Stellarmatur 10 nach dem Stand der Technik. Die Stellarmatur 10 umfasst einen druckmittelbetriebenen Membranantrieb 12, der eine Antriebsstange 14 antreibt, an welcher im Ventilgrundkörper 16 ein Ventilelement 18 zur Steuerung eines Prozess-Fluids angeordnet ist. 1 shows a schematic sectional view of a control valve 10 According to the state of the art. The control armature 10 comprises a fluid-operated membrane drive 12 holding a drive rod 14 drives, on which in the valve body 16 a valve element 18 is arranged to control a process fluid.

Der Membranantrieb 12 umfasst eine zwei Arbeitskammern trennende Membranplatte, die axial beweglich gelagert und mit der Antriebsstange fest verbunden ist. Am Antriebsgehäuse 20 des Membranantriebs 12 ist eine Transportmittelaufnahmebohrung 22 vorgesehen, die im Betrieb durch ein Verschlusselement 24 verschlossen ist. Der Betrieb erfolgt über den Druckmittelanschluss 26, und der Entlüftung 28. The membrane drive 12 comprises a membrane separating two working chambers membrane plate, which is mounted axially movable and firmly connected to the drive rod. On the drive housing 20 of the membrane drive 12 is a transport pickup hole 22 provided in operation by a closure element 24 is closed. Operation is via the pressure medium connection 26 , and the venting 28 ,

2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 30 umfassend ein Sensorgehäuse 32, das einen Fluidanschluss 34 aufweist. Innerhalb des druckdichten Gehäuses ist ein Seilzugsensor 36 angeordnet, dessen Seilzug 38 durch die Öffnung 34 hindurch geführt ist. Das Sensorgehäuse 32 umfasst zwei Teile 32A, 32B, die über eine Klemmspange 40 zusammengehalten werden. Das Sensorgehäuse 32 ist fluiddicht ausgeführt und bis zu einem Nenndruck von 10 bar belastbar. Der Fluidanschluss 34 ist in Form eines Schraubanschlusses ausgebildet, wodurch das Sensorgehäuse 32 durch ein Schraubenfluid oder Dichtband dicht mit einem Membranantrieb verwendbar ist. Durch diese Gestaltung ergibt sich eine nachrüstbarere Wegaufnahmemöglichkeit eines druckmittelbetriebenen Membranantriebs, da der Sensor 36 auf diese Weise nachträglich einfach auf dem Druckniveau des Antriebs in diesem eingebunden werden kann. 2 shows a schematic sectional view of a sensor arrangement according to the invention 30 comprising a sensor housing 32 that has a fluid connection 34 having. Within the pressure-tight housing is a cable pull sensor 36 arranged, whose cable pull 38 through the opening 34 passed through. The sensor housing 32 includes two parts 32A . 32B that have a clamp 40 held together. The sensor housing 32 is fluid-tight and can be loaded up to a nominal pressure of 10 bar. The fluid connection 34 is designed in the form of a screw terminal, whereby the sensor housing 32 can be used by a screw fluid or sealing tape tight with a diaphragm drive. This design results in a retrofittable way of receiving a fluid-operated diaphragm drive, since the sensor 36 In this way, subsequently can be easily integrated in the pressure level of the drive in this.

Das freie Ende des Seilzugs 38 wird, wie in den folgenden Figuren beschrieben, mit einem auf das Stellventil wirkenden Teil des Antriebs verbunden. Dadurch kann die Stellgliedbewegung erfasst werden. The free end of the cable 38 is, as described in the following figures, connected to an acting on the control valve part of the drive. As a result, the actuator movement can be detected.

3 zeigt die schematische Schnittansicht des Membranantriebs 12, wobei in die Transportmittelaufnahmebohrung 22 anstelle einer Abdichtschraube die erfindungsgemäße Sensoranordnung 30 eingeschraubt ist. Wie 3 zu entnehmen ist, verläuft der Seilzug 38 durch den Fluidanschluss 34 der Sensoranordnung sowie der Transportmittelaufnahmebohrung und ist mit der Antriebsstange 14 verbunden. Die Antriebsstange 14 weist an ihrem freien Ende eine in axialer Richtung verlaufende Gewindebohrung 42 auf, in welche eine Schrauböse 44 eingesetzt ist. Der Seilzug 38 ist an seinem freien Ende mit einem Haken 46 versehen, der in die Schrauböse 44 eingehängt ist. Auf diese Weise wird eine einfache Montage gewährleistet und die Bewegung der Antriebsstange 14 kann zuverlässig vom Seilzugsensor 36 erfasst werden. Nicht dargestellt sind in dieser Ausgestaltung die elektronischen Anschlüsse am Sensorgehäuse 32 zur Übertragung der erfassten Daten. 3 shows the schematic sectional view of the membrane drive 12 , wherein in the transport receiving bore 22 instead of a sealing screw, the sensor arrangement according to the invention 30 is screwed. As 3 can be seen, runs the cable 38 through the fluid connection 34 the sensor assembly and the transport receiving bore and is connected to the drive rod 14 connected. The drive rod 14 has at its free end a threaded bore extending in the axial direction 42 into which a screw eyelet 44 is used. The cable 38 is at its free end with a hook 46 provided in the screw eyelet 44 is mounted. In this way, a simple assembly is ensured and the movement of the drive rod 14 Can be reliable from the cable pull sensor 36 be recorded. Not shown in this embodiment, the electronic connections on the sensor housing 32 to transfer the collected data.

4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen druckmittelbetriebenen Kolbenantriebs 50, bei welchem eine Kolbenstange 52 die Antriebsstange bildet. Analog dem vorbeschriebenen Membranantrieb ist auch in dieser Ausführungsform die Sensoranordnung 30 mit einer Kammer des Antriebsfluids verbunden. Der Seilzug 38 ist analog 3 ebenfalls mittels eines Hakens 46 und einer in die Kolbenstange 52 eingeschraubten Schrauböse 44 mit der Kolbenstange 52 verbunden. 4 shows a schematic sectional view of a fluid-operated piston drive according to the invention 50 in which a piston rod 52 the drive rod forms. Analogous to the diaphragm drive described above, the sensor arrangement is also in this embodiment 30 connected to a chamber of the drive fluid. The cable 38 is analog 3 also by means of a hook 46 and one in the piston rod 52 screwed eyelet 44 with the piston rod 52 connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Stellarmatur positioning device
12 12: Membranantrieb diaphragm actuator
14 14: Antriebsstange drive rod
16 16: Ventilgrundkörper Valve body
18 18: Ventilelement valve element
20 20: Antriebsgehäuse drive housing
22 22: Transportmittelaufnahmebohrung Transport means receiving hole
24 24: Verschlusselement closure element
26 26: Druckmittelanschluss Pressure medium connection
2828: Entlüftungsanschluss exhaust port
30 30: Sensoranordnung sensor arrangement
32 32: Sensorgehäuse sensor housing
34 34: Fluidanschluss fluid port
36 36: Seilzugsensor wire sensor
38 38: Seilzug cable
40 40: Klemmspange cleat
42 42: Gewindebohrung threaded hole
44 44: Schrauböse screw eye
46 46: Haken hook
50 50: Kolbenantrieb piston drive
52 52: Kolbenstange piston rod

Claims

Sensor arrangement ( 30 ) for connection to a fluid-powered drive ( 12 ) of a control valve ( 10 ) comprising a fluid-tight sensor housing ( 32 ), which has a fluidic connection ( 34 ) for connecting the sensor housing ( 32 ) to a fluidic system, wherein within the sensor housing ( 32 ) a cable pull sensor ( 36 ) is arranged, the cable ( 38 ) through the fluidic connection ( 34 ) is feasible.

Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that electronic interfaces for evaluating the sensor on the sensor housing ( 32 ) are provided.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor housing ( 32 ) is designed for a pressure load of up to 10 bar.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor housing ( 32 ) two via a clamp ( 40 ) has connectable parts.

Pressure medium operated drive ( 12 . 50 ) for a control valve ( 10 ) comprising a drive housing ( 20 ) and an axially movable drive rod ( 14 . 52 ), wherein the drive housing ( 20 ) a vent port ( 22 ) or a transport receiving bore, wherein in the vent port ( 22 ) or the transport receiving bore a sensor arrangement ( 30 ) is connected according to claim 1, and the cable ( 38 ) with the drive rod ( 14 . 52 ) connected is.

Pressure-medium-operated drive according to claim 5, characterized in that between the drive housing ( 20 ) and the sensor housing ( 32 ) of the sensor arrangement is provided a seal.

Pressure-medium-operated drive according to one of claims 5 or 6, characterized in that the cable ( 38 ) via connecting means detachable with the drive rod ( 14 . 52 ) connected is.

Pressure-medium-operated drive according to claim 7, characterized in that the cable ( 38 ) a hook ( 46 ), which fits into one of the drive rods ( 14 . 52 ) screwed eyelet ( 44 ) can be suspended.

Pressure-medium-operated drive according to one of claims 5 to 8, characterized in that the venting connection ( 22 ) coaxial with the drive rod ( 14 . 52 ) lies.

Pressure-medium-operated drive according to one of claims 5 to 9, characterized in that the fluid pressure resistance of the sensor housing ( 32 ) of the sensor arrangement ( 30 ) at least the fluid pressure of the drive chamber of the membrane drive ( 12 . 50 ) corresponds.