DE3316209C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige der Stellposition von Armaturen, insbesondere Rohr­ armaturen wobei das Stellglied mit einem Geber in Ver­ bindung steht, der mit einem entlang der Bahn des Ge­ bers angeordneten Meßfühler zusammenwirkt.

Zur Anzeige der Stellposition von Armaturen, insbe­ sondere Rohrarmaturen, wie sie beispielsweise in der Erdölindustrie zum Einsatz gelangen, sind bereits zahlreiche Vorrichtungen bekannt. Die Anzeige der je­ weiligen Stellposition ist nämlich einerseits zur Kennt­ nis des aktuellen Betriebszustandes, andererseits zur Bestimmung und Vorbereitung erforderlicher Arbeitsgän­ ge von Wichtigkeit.

Bekannt sind Vorrichtungen bzw. Apparate zur Positions­ anzeige, die die Lage eines zu kontrollierenden Teiles eines Apparates für einen bestimmten Kontrollpunkt zur Anzeige bringen. Dies ist insbesondere bei Rohrleitungen notwendig, wo die Offen-, Geschlossen- oder irgendeine Zwischenstellung von Armaturen ermittelt und zur Vermei­ dung von Betriebsstörungen zentral kontrolliert werden muß.

Gemeinsames Merkmal der meisten Anzeigevorrich­ tungen ist, daß die beweglichen Teile der Vorrichtung durch Verbindungselemente an das Stellglied der zu über­ wachenden Armatur, beispielsweise an die Spindel eines Schiebers angeschlossen sind, dessen Verdrehung direkt oder mittels einer Übersetzung kopiert wird, wobei die in den Endstellungen angeordneten Mikroschalter oder sonstige elektrische Meßfühler betätigt werden.

Diese kompletten Positionsanzeigevorrichtungen sind in Folge ihrer Kompliziertheit und der Notwendigkeit ihrer hochgenauen Bearbeitung kostenaufwendig und durch zahl­ reiche Fehlermöglichkeiten belastet. So muß ihr beweg­ licher Teil im allgemeinen mittels eines besonderen Mechanismus an das sich bewegende Stellglied, bei­ spielsweise die Spindel oder das Handrad der zu über­ wachenden Rohrarmatur angeschlossen werden.

Eine weitere ungünstige Eigenschaft der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß die sich anschlie­ ßenden und die Bewegung übertragenden Mechanismen sowie die sonstigen feinmechanischem Bauteile wie Zahnräder, Schneckengewinde, Rollenhebel außerhalb des Gerätegehäuses nur schwer und unvollständig ge­ gen die schädlichen Witterungseinflüsse geschützt werden können.

Aufgrund der vorstehend aufgeführten Tatsachen ist offensichtlich, daß die Montage der bisher bekann­ ten Positionsanzeigevorrichtungen an eine Rohrarmatur nur in einer gut ausgerüsteten und mechanisierten Werk­ statt mit präziser Facharbeit vorgenommen werden kann. Dies führt dazu, daß sich die bekannten Anzeigevorrich­ tungen in der Praxis schwer durchsetzen.

Die Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Pa­ tentanspruch 1 ist durch das DE-GM 78 38 834 bekannt. In diesem Fall ist oberhalb des Armaturengehäuses ein motorischer Stellantrieb angeordnet. Er ist in einem seperaten Gehäuse untergebracht, das an den Kopf des Armaturengehäuses angeflanscht ist. Das Stellglied der Armatur ist über ein Zwischenstück mit der Abtriebs­ welle des Stellmotors verbunden. Diese Abtriebswelle trägt außerdem eine Detektorscheibe, die als Geber fungiert und mit entlang ihrer Bahn angeordneten Meß­ fühlern korrespondiert. In diesem Fall ist also die Anzeigevorrichtung im Gehäuse des Stellmotors unter­ gebracht.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vor­ liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anzei­ gevorrichtung zu entwickeln, die mit wesentlich gerin­ gerem Platzbedarf auskommt, auch für Armaturen ohne Stellantrieb geeignet ist und sich auch nachträglich noch an bereits vorhandene Armaturen problemlos an­ bauen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl der Geber als auch der Meßfühler innerhalb des Armaturengehäuses angeordnet sind, daß der Geber am Stellglied montiert ist und der Meßfühler durch die Wand des Armaturengehäuses abgedichtet heraus­ geführt ist.

Im Gegensatz zum Stand der Technik sind also Geber und Meßfühler unmittelbar im Armaturengehäuse mon­ tiert mit entsprechend geringerem Platz- und Kosten­ aufwand. Auch ist der Geber nicht unter Zwischen­ schaltung einer Verlängerung, sondern unmittelbar am Stellglied montiert, wodurch sich neben der Platz- und Kostenersparnis auch eine erhöhte Anzeigegenau­ igkeit ergibt. Schließlich ermöglicht die direkte Befestigung des Gebers am Stellglied das nachträg­ liche Ausrüsten genormter Armaturen mit der erfin­ dungsgemäßen Anzeigevorrichtung.

Der Geber und die Meßfühler sind zweckmäßiger Weise außerhalb des Druckraumes des Armaturengehäuses an­ geordnet, können jedoch gegebenenfalls auch inner­ halb dieses Raumes montiert werden. Die zur Anwen­ dung gelangenden Geber können Dauermagnete, opto­ elektronische Bauelemente, zylindrische Schaltnocken, Eisenkerne oder Betätigungsbleche sein. Die Meßfüh­ ler sind zweckmäßig als mit Reed-Relais versehene Sonden, optoelektronische Elemente, als mit Mikro­ schalter, Induktivschalter oder Differenzialspule versehene Sonden ausgeführt.

Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand der Zeichnung beschrieben; dabei zeigt

Fig. 1 einen Schieberverschluß in einer Gasrohr­ leitung mit der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung;

Fig. 2 den Schnitt 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine mit zylindrischem Schaltnocken versehene Armatur im Schnitt;

Fig. 4 Schnitt 4-4 von Fig. 3;

Fig. 5 Schnitt 5-5 von Fig. 4;

Fig. 6 den Querschnitt einer weiteren Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Positionsanzeige;

Fig. 7 Schnitt 7-7 der in Fig. 6 dargestellten Aus­ führung;

Fig. 8 den Schnitt einer kontinuierliche Endstellungs­ wahrnahme sichernden Ausführung und

Fig. 9 Schaltschema der Spulen der in Fig. 8 darge­ stellten Ausführung.

An die Spindel des auf Fig. 1 und 2 dargestellten Gasfernleitungsschiebers ist über die zur Lenkung des Magnetflusses dienende Eisenbasis 18 der Dauermagnet 11 befestigt. In die Schutzhülse des Schiebers hineinrei­ chend sind die mit den Reed-Relais ausgerüsteten Meßfühler durch die Halte- und Stellhülse 14 und die Meßfühler­ befestigungs-Gegenmutter 13 angeordnet. An der Schutz­ hülse sind Tragwarzen 15 vorgesehen und zwischen diesen und der Halte- und Stellhülse 14 ist der Stellhülsen­ dichtring 17 angeordnet. Die aus dem mit dem Reed-Relais 12 versehenen Meßfühler herausgeführte Leitung ist im Kabel­ endrohr 19 angeordnet. Das in dem mit dem Reed-Relais 12 ausgeführten Meßfühler angeordnete Reed-Relais hat ein Gehäuse mit der Schutzart IP 65.

Die Arbeitsweise der Positionsanzeigevorrichtung gemäß vorstehender Ausführungsform beruht darauf, daß im Verlaufe der Bewegung der Schieberspindel der Dauermagnet 11 in die Nähe des einen Meßfühlers mit Reed- Relais 12 gelangt und hierbei diese betätigt, d. h. das darin angeordnete Reed-Relais zum Ansprechen bringt. Auf diese Weise können die Endstellungen an­ gezeigt und ferngemeldet werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 bis 5 ist an die Spindel der zylindrische Schaltnocken 21 montiert. An die Schutzhülse ist das Stell- und Halte­ blech 24, die Blechhalterwarze 25 und mittels der den Mikroschalter befestigenden Schrauben 23 der mit dem Mikroschalter 22 versehene Meßfühler montiert und mittels des Meßfühlerdichtringes 27 angedichtet.

Die Arbeitsweise ist im wesentlichen der Arbeits­ weise der mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungs­ form vollkommen gleich mit der Abweichung, daß der die Endstellung anzeigende Kontakt unter Einwirkung des zylindrischen Schaltnockens 21 durch den der End­ stellung entsprechenden mit dem Mikroschalter 22 aus­ gerüsteten Meßfühler gesichert wird.

Bei der Positionsanzeigevorrichtung gemäß Fig. 6 und 7 ist auf dem Gehäuse des Kugelhahnes eine die Tragwarze 35 bildende Gehäusebohrung vorgesehen und in dieser die Stell- und Haltehülse 34 angeordnet und mittels der diese fixierenden Schraube 36 befestigt. Die Stell- und Haltehülse 34 ist mittels des Dicht­ ringes 37 abgedichtet und darin ist der Meßfühler mit In­ duktiv-Näherungsschalter 32 angeordnet und mittels der Gegenmutter 33 fixiert. An das bewegliche Bauelement des Kugelhahnes, zweckdientlicherweise an seine Kulisse ist das Betätigungsblech 31 montiert.

Die Arbeitsweise der auf der Fig. 6 sichtbaren Ausführung beruht darauf, daß sobald das Betätigungs­ blech 31 sich einem der mit Induktiv-Näherungsschalter 32 versehenen Meßfühler nähert, verändert sich dessen Aus­ gangssignal. Auf diese Weise kann die eine bzw. können beide Endstellungen des Kugelhahnes eindeutig ange­ zeigt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 verläuft die Positionsanzeige kontinuierlich mit der Wahrnahme der Endstellung. Die wichtigsten Bauelemente dieser Aus­ führungsform der Vorrichtung sind der an die Spindel des Schiebers der Gasfernleitung im Spindelraum monti­ erte eintauchende Betätigungseisenkern 41 und der mit der Differentialspule 42 ausgeführte Meßfühler, der zweck­ dienlicherweise in einer in einem Metallrohr ange­ ordneten Kunstharzmasse ausgebildet ist. Dieser mit Differentialspule 42 ausgeführte Meßfühler ist auch mit Endstellungsanzeigespulen versehen und wird durch die Meßfühlerbefestigungsschraube 43 fixiert. Die Zuleitung des mit Differenzspule 42 ausgeführten Meßfühlers führt durch die Tragwarze 45, in welcher die Hülsenfest­ stellschraube 46 und die Zuleitungskabel-Stell- und -Haltehülse 44 angeordnet sind. Die Zuleitungskabel-Stell- und -Haltehülse 44 ist durch einen Hülsendichtring ab­ gedichtet.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform beruht darauf, daß sich die Induktivität des Spuen der Differentialspulensonde 42 (deren Schaltbild in Fig. 9 dargestellt ist) in Abhängigkeit von der Lage des ein­ tauchenden Betätigungseisenkernes 41 verändert und dies zur kontinuierlichen Anzeige der jeweiligen Stel­ lung des Schieberverschlusses geeignet ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Positions­ anzeigevorrichtung besteht darin, daß sie einen wesentlich einfacheren Aufbau als die bisherigen Vorrichtungen aufweist, aus weniger Bauelementen besteht und weniger Fehlermöglichkeiten aufweist.

Auf diese Weise ist ihre Arbeitsweise sicherer, ihre Produktion und Montage einfacher und preiswerter, wobei sie keine Wartung bzw. im Laufe der Bedienung keine besonderen Fachkenntnisse erfordern die zum An­ schluß der sondenartigen Meßfühler dienenden Warzen können bereits bei der Fertigung ausgebildet werden, und so können die Meßfühlersonden nach Entfernen der Verschlußstopfen auch nachträglich eingesetzt bzw. im Verlaufe des weiteren Betriebes gewechselt werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Anzeige der Stellposition von Armaturen, insbesondere Rohrarmaturen, wobei das Stellglied mit einem Geber in Verbindung steht, der mit einem entlang der Bahn des Gebers angeordneten Meßfühler zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Geber (11, 21, 31, 41) als auch der Meßfühler (12, 22, 32, 42) innerhalb des Armaturengehäuses (9) angeordnet sind, daß der Geber (11, 21, 31, 41) am Stellglied (10) montiert ist und der Meßfühler (12, 22, 32, 42) durch die Wand des Armaturengehäuses (9) abgedichtet herausgeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Geber und der (die) Meßfühler im Niederdruckraum des Armaturen­ gehäuses angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Geber und der (die) Meßfühler im Druckraum des Armaturengehäuses ange­ ordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Geber als Dauermagnet (11), als optoelektronisches Bauelement, als zylindrischer Schaltnocken (21), ein­ tauchender Betätigungseisenkern (41) oder als Betäti­ gungsblech (31) ausgebildet ist (sind).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Meßfühler als mit Reed-Relais versehene Sonde (12), als optoelektronisches Bauelement, als mit Mikroschal­ ter versehene Sonde (22), als mit Induktivschalter versehene Sonde (32) oder als mit Differentialspule versehene Sonde (42) ausgebildet ist (sind).