EP3452882A1 - Dome-loaded pressure regulator - Google Patents

Dome-loaded pressure regulator

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Publication number
EP3452882A1
EP3452882A1 EP17726837.2A EP17726837A EP3452882A1 EP 3452882 A1 EP3452882 A1 EP 3452882A1 EP 17726837 A EP17726837 A EP 17726837A EP 3452882 A1 EP3452882 A1 EP 3452882A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
dome
pressure regulator
sensor
valve body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17726837.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Bender
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Witt & Co Holding und Handels-Kg GmbH
Original Assignee
Witt & Co Holding und Handels-Kg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Witt & Co Holding und Handels-Kg GmbH filed Critical Witt & Co Holding und Handels-Kg GmbH
Publication of EP3452882A1 publication Critical patent/EP3452882A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/06—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
    • G05D16/063—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane
    • G05D16/0636—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane characterised by the loading device of the membrane, e.g. spring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/14—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power
    • G05D16/18—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from an external source
    • G05D16/185—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from an external source using membranes within the main valve
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/02—Modifications to reduce the effects of instability, e.g. due to vibrations, friction, abnormal temperature, overloading or imbalance

Definitions

  • the invention relates to a dome pressure regulator for regulating gas pressure, comprising a housing, a fixed valve seat, a movable valve body, a closing spring acting on the valve body and a diaphragm connected to the valve body, which in the opening direction with a control pressure adjustable by a gas pressure spring and in the closing direction can be acted upon by a secondary pressure.
  • a dome pressure regulator of this type is known. Unlike many other pressure regulators, this dome pressure regulator does not work with a mechanical spring, but with a gas pressure spring, which is adjustable via a control gas. As a control gas either the gas to be controlled or a separate gas can be used. About the gas spring, the required secondary pressure can be adjusted. The primary and secondary pressure is recorded and displayed via a mechanical manometer. Furthermore, the secondary pressure at the outlet of the dome pressure regulator is conducted via a control line into a dome chamber located between membrane and diaphragm plate. If there are deviations of the secondary pressure, the same pressure is immediately established in the dome chamber.
  • the valve Since the pressure in the dome chamber counteracts that of the gas pressure spring via the membrane, the valve is opened further when the secondary pressure drops or is closed further as the secondary pressure increases, so that the desired secondary pressure finally sets again.
  • the secondary pressure can be readjusted via the gas spring.
  • a dome pressure regulator By means of the feedback of the secondary pressure into the dome chamber, such a dome pressure regulator is very well suited for compensating for deviations in the secondary pressure due to fluctuating consumption or fluctuating pre-pressures. Even with extremely high or low flow rates, it has a very stable control behavior. Almost exact regulation is possible even with high pressure differences, so that in most cases a usual two-stage solution is no longer necessary.
  • the secondary pressure can be readjusted via the control pressure of the gas spring.
  • a problem of such a dome pressure regulator is that by measuring primary and secondary pressure, only the current pressure on the dome pressure regulator can be displayed via pressure gauges and, if appropriate, the secondary pressure can be readjusted via the control pressure of the gas pressure spring.
  • the trigger for the deviation of the working pressure on the basis of these two measured values can only be determined to a very limited extent.
  • continuous monitoring of such a dome pressure regulator is not possible or only with additional effort.
  • temporary deviations of the working pressure and possible temporary errors in the upstream and downstream pressure system or in the dome pressure regulator itself are not detected. An event diagnosis is therefore almost impossible.
  • the object of the invention is therefore to provide a dome pressure regulator which is capable of automatically detecting further useful state parameters of the system and to integrate a continuous function check as well as a logging of the measured values collected into the dome pressure regulator.
  • the invention proposes, starting from a dome pressure regulator of the type mentioned, at least one displacement sensor to provide, through which the stroke of the valve body can be measured, and a sensor integrated into the housing evaluation unit.
  • the instantaneous valve body deflection can be detected.
  • additional state parameters can be used to conclude on the quantitative fluctuations in the system.
  • a displacement sensor comes here, for example, a capacitive, inductive, magnetic or optical displacement sensor in question.
  • the sensor evaluation unit records the measured values of the displacement sensor.
  • a development of the invention provides that additionally at least one electronic pressure sensor connected to the sensor evaluation unit is provided for detecting the primary pressure and / or the secondary pressure. These sensors can be used to collect further measurement data. By means of these measurement data can be in addition to the quantity of fluctuations in the printing system also close to their cause. The additional measurement data are also recorded by the sensor evaluation unit.
  • fluctuations in the upstream pressure system can be detected via an electronic pressure sensor which detects the primary pressure, while inconsistencies in the dome pressure regulator itself are detected via the measurement data of an electronic pressure sensor detecting the secondary pressure.
  • a temperature sensor connected to the sensor evaluation unit is provided for detecting the ambient temperature of the dome pressure regulator. Since the dome pressure regulators are used under varying and, above all, strongly fluctuating climatic conditions, the additional temperature sensor can be used to record the influence of the ambient temperature on the fluctuations in the overall pressure system. It is also expedient if at least one respective temperature sensor connected to the Sensonk evaluation unit is provided for detecting the temperature of the primary-side and / or the secondary-side gas. By additionally measuring the gas temperatures, the flow rate and thus the gas consumption can be determined more precisely and continuously, so that unusual consumption values can be used to detect leaks or other unintentional gas losses.
  • a further development provides that a pressure sensor connected to the sensor evaluation unit for detecting the control pressure and a temperature sensor for detecting the temperature of the control gas are provided. By means of these measured values, abnormalities with respect to the control pressure regulator can be detected.
  • a preferred embodiment of the dome pressure regulator provides that the sensors are connected to the sensor evaluation unit and integrated in or on the housing of the dome pressure regulator. As a result of this measure, the installation of the dome pressure regulator remains simple since no additional wiring effort is required to connect the sensors to the sensor evaluation unit when the dome pressure regulator is installed.
  • the measurement data of the evaluation unit can be called up via an interface arranged on the dome pressure regulator.
  • This can be realized by a graphical interface, but also by a simple hardware interface.
  • the different profiles of the state parameters, possibly correlation curves or event histories can be displayed when exceeding or falling below of limit values.
  • maintenance measures are far more effective and thus more frequent and precise feasible.
  • the interface arranged on the dome pressure regulator is a radio interface.
  • the data can also be transmitted via a radio interface Service personnel entrained wireless display module such as a smartphone or tablet PC retrieve. It would be conceivable for a corresponding existing data network, a remote maintenance or automatic remote monitoring of the dome pressure regulator via this interface.
  • FIG. 1 is a schematic 3D view of a dome pressure regulator according to the invention
  • 2 shows schematically a longitudinal section through the dome pressure regulator in the closed switching state of FIG. 1.
  • the housing of the dome pressure regulator is designated by the reference numeral 1.
  • the housing 1 has a primary-side terminal end 1 a, which can be connected to an incoming pipeline, not shown, an upstream pressure distribution system, and a secondary-side terminal end 1 b, to which a likewise not shown downstream pressure distribution system or directly an end user can be connected.
  • the housing 1 is connected by means of screws 2 with a housing cover 3.
  • a membrane 4 is mounted pressure-tight. This membrane 4 is made of an elastomer.
  • a drive 5 is shown. This drive 5 is operated manually in this embodiment. An electric or pneumatic drive would also be possible.
  • the pressure at the secondary-side terminal end 1 b can be adjusted by means of a control gas.
  • a control gas either the gas to be controlled or a separate gas can be used.
  • the control gas is passed into a pressure chamber 6 located between membrane 4 and housing cover 3. The with the pressure of Control gas acted membrane 4 transmits its hub via a two-part diaphragm plate 7 on a valve body 8.
  • the valve body 8 consists of a valve stem 8a, a valve plate 8b and a valve stem 8c.
  • valve body 8 blocks the gas flow through the dome pressure regulator by pressing the valve disk 8b against a valve seat 10 by means of a closing spring 9. If the control gas pressure is increased so far that the force of the closing spring 9 is overcome, the valve body 8 moves away from the valve seat 10 and the dome pressure regulator opens. By way of a further increase in the control pressure, the secondary pressure at the secondary connection end 1 b can then be set to the desired value.
  • the stroke of the valve body 8 is limited by the shape of the diaphragm plate 7.
  • the secondary pressure is transferred to a between housing 1 and diaphragm 4 and diaphragm plate 7 lying dome chamber 12.
  • the secondary pressure in the dome chamber 12 is coupled against the control pressure in the pressure chamber 6. If there are fluctuations in the system, for example due to a change in the primary pressure or the temperature, and the secondary pressure rises or falls, the dome pressure regulator closes or opens again, so that the target pressure again sets on the secondary side. If the fluctuations in the system become too strong or if the conditions change permanently and significantly, the secondary pressure must be readjusted via the drive 5.
  • various sensors are additionally installed on the dome pressure regulator in this exemplary embodiment, via which various system parameters can be detected.
  • a primary-side combined pressure / temperature sensor 13 detects the primary pressure and the temperature of the gas at this point. Significant changes or even temporary fluctuations in these measured values suggest a change in the pressure system upstream of the dome pressure regulator.
  • a secondary side combined pressure / temperature sensor 14 detects the secondary pressure and the temperature of the gas at that location. Significant changes in these secondary readings at the same time constant primary-side measured values indicate a malfunction of the dome pressure regulator.
  • a displacement sensor 15 is provided, which detects the stroke of the valve tappet 8c.
  • the flow through the dome pressure regulator can be determined relatively accurately. If unusual values occur in the flow values, the cause lies primarily in the downstream pressure system or at the end user.
  • a combined pressure-temperature sensor 16 is provided for detecting the control pressure.
  • the sensors 13, 14, 15 and 16 are connected to a sensor evaluation unit 17.
  • the sensor evaluation unit 17 can log entire series of measurements or else record only set limit value exceedances or other events of particular interest.
  • the sensor evaluation unit 17 has already integrated a display 17a for displaying the measurement records.
  • a display 17a for displaying the measurement records.
  • Another interface for reading out and evaluating the measured data would also be possible.
  • the interface could also be realized, for example, in the form of a simple hardware interface to which the operating and maintenance personnel can connect a mobile device via a connecting cable.
  • Another possibility would be a radio interface (e.g., NFC, Bluetooth, etc.) or an optical interface (e.g., IR) through which readings can be read.

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Abstract

The invention relates to a dome-loaded pressure regulator for regulating gas pressure, having a housing (1), a fixed valve seat (10), a movable valve body (8), a closing spring (9) acting on the valve body (8), and a diaphragm (4) connected to the valve body (8), said diaphragm (4) being able to be subjected to a control pressure, settable via a gas pressure spring, in the opening direction and to a secondary pressure in the closing direction. The problem addressed by the invention is that of sensing state parameters of the system and of integrating continuous functional testing and recording of the measured parameters into the pressure regulator. To solve this problem, the invention proposes at least one position sensor (15), by way of which the travel of the valve body (8) is able to be measured, and a sensor-system evaluation unit (17) integrated into the housing.

Description

Domdruckrealer Die Erfindung betrifft einen Domdruckregler zum Regeln von Gasdruck, mit einem Gehäuse, einem feststehendem Ventilsitz, einem beweglichen Ventilkörper, einer auf den Ventilkörper einwirkenden Schließfeder und einer mit dem Ventilkörper verbundenen Membran, die im Öffnungssinne mit einem über eine Gasdruckfeder einstellbaren Steuerdruck und im Schließsinne mit einem Sekundärdruck beaufschlagbar ist.  The invention relates to a dome pressure regulator for regulating gas pressure, comprising a housing, a fixed valve seat, a movable valve body, a closing spring acting on the valve body and a diaphragm connected to the valve body, which in the opening direction with a control pressure adjustable by a gas pressure spring and in the closing direction can be acted upon by a secondary pressure.
Ein Domdruckregler dieser Art ist bekannt. Im Gegensatz zu vielen anderen Druckreglern arbeitet dieser Domdruckregler nicht mit einer mechanischen Feder, sondern mit einer Gasdruckfeder, die über ein Steuergas einstellbar ist. Als Steuergas kann entweder das zu regelnde Gas oder ein separates Gas eingesetzt werden. Über die Gasdruckfeder lässt sich der benötigte Sekundärdruck einstellen. Der Primär- und Sekundärdruck wird jeweils über ein mechanisches Manometer erfasst und angezeigt. Weiterhin wird der Sekundärdruck am Ausgang des Domdruckreglers über eine Steuerleitung in eine zwischen Membran und Membranteller liegende Domkammer geleitet. Kommt es nun zu Abweichungen des Sekundärdruckes stellt sich in der Domkammer umgehend der gleiche Druck ein. Da der Druck in der Domkammer dem der Gasdruckfeder über die Membran entgegenwirkt, wird das Ventil bei sinkendem Sekundärdruck weiter geöffnet bzw. bei steigendem Sekundärdruck weiter geschlossen, sodass sich letztendlich wieder der gewünschte Sekundärdruck einstellt. Bei Abweichungen, die durch diese Maßnahme nicht mehr ausgeglichen werden können, kann der Sekundärdruck über die Gasdruckfeder neu eingestellt werden. Ein solcher Domdruckregler ist durch die Rückkopplung des Sekundärdruckes in die Domkammer sehr gut dafür geeignet, Abweichungen im Sekundärdruck aufgrund von schwankendem Verbrauch oder schwankenden Vordrücken zu kompensieren. Auch bei extrem hohen oder niedrigen Durchflussleistungen weist er ein sehr stabiles Regelverhalten auf. Eine nahezu exakte Regulierung ist auch bei hohen Druckdifferenzen möglich, sodass in den meisten Fällen eine sonst übliche zweistufige Lösung nicht mehr nötig ist. Sobald sekundärseitig an der Entnahmestelle ein anderer Arbeitsdruck benötigt wird oder sich die Gas- und/oder Umgebungstemperatur signifikant ändert, kann über den Steuerdruck der Gasdruckfeder der Sekundärdruck nachjustiert werden. A dome pressure regulator of this type is known. Unlike many other pressure regulators, this dome pressure regulator does not work with a mechanical spring, but with a gas pressure spring, which is adjustable via a control gas. As a control gas either the gas to be controlled or a separate gas can be used. About the gas spring, the required secondary pressure can be adjusted. The primary and secondary pressure is recorded and displayed via a mechanical manometer. Furthermore, the secondary pressure at the outlet of the dome pressure regulator is conducted via a control line into a dome chamber located between membrane and diaphragm plate. If there are deviations of the secondary pressure, the same pressure is immediately established in the dome chamber. Since the pressure in the dome chamber counteracts that of the gas pressure spring via the membrane, the valve is opened further when the secondary pressure drops or is closed further as the secondary pressure increases, so that the desired secondary pressure finally sets again. For deviations that can not be compensated by this measure, the secondary pressure can be readjusted via the gas spring. By means of the feedback of the secondary pressure into the dome chamber, such a dome pressure regulator is very well suited for compensating for deviations in the secondary pressure due to fluctuating consumption or fluctuating pre-pressures. Even with extremely high or low flow rates, it has a very stable control behavior. Almost exact regulation is possible even with high pressure differences, so that in most cases a usual two-stage solution is no longer necessary. As soon as another working pressure is required on the secondary side at the removal point or the gas and / or ambient temperature changes significantly, the secondary pressure can be readjusted via the control pressure of the gas spring.
Ein Problem eines solchen Domdruckreglers ist, dass durch die Messung von Primär- und Sekundärdruck nur der aktuelle Druck am Domdruckregler über Manometer angezeigt und der Sekundärdruck gegebenenfalls über den Steuerdruck der Gasdruckfeder nachgeregelt werden kann. Allerdings lässt sich der Auslöser für die Abweichung des Arbeitsdruckes auf Basis dieser beiden Messwerte nur sehr eingeschränkt feststellen. Zudem ist eine kontinuierliche Überwachung eines solchen Domdruckreglers nicht bzw. nur mit zusätzlichem Aufwand möglich. Somit werden temporäre Abweichungen des Arbeitsdruckes und mögliche temporäre Fehler im vor- und nachgelagerten Drucksystem oder im Domdruckregler selbst nicht erfasst. Eine Ereignisdiagnose ist daher nahezu nicht möglich. A problem of such a dome pressure regulator is that by measuring primary and secondary pressure, only the current pressure on the dome pressure regulator can be displayed via pressure gauges and, if appropriate, the secondary pressure can be readjusted via the control pressure of the gas pressure spring. However, the trigger for the deviation of the working pressure on the basis of these two measured values can only be determined to a very limited extent. In addition, continuous monitoring of such a dome pressure regulator is not possible or only with additional effort. Thus, temporary deviations of the working pressure and possible temporary errors in the upstream and downstream pressure system or in the dome pressure regulator itself are not detected. An event diagnosis is therefore almost impossible.
Gerade die immer weiter voranschreitende Automatisierung sowie die höher und komplexer werdenden Anforderungen an Gasdrucksysteme in Industrieprozessen machen eine möglichst umfängliche und zeitnahe Funktions- Überprüfung, Funktionsprotokollierung und Ereignisdiagnose unentbehrlich. Especially the progressing automation as well as the higher and more complex requirements of gas pressure systems in industrial processes make a comprehensive and timely function check, function logging and event diagnosis indispensable.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Domdruckregler bereit zu stellen, der weitere nützliche Zustandsparameter des Systems automatisch zu erfassen in der Lage ist, und eine ständige Funktionsüberprüfung sowie eine Protokollierung der erhobenen Messwerte in den Domdruckregler zu integrieren. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Domdruckregler der eingangs genannten Art vor, mindestens einen Wegsensor vorzusehen, durch den der Hub des Ventilkörpers messbar ist, sowie eine in das Gehäuse integrierte Sensorik-Auswerteeinheit. The object of the invention is therefore to provide a dome pressure regulator which is capable of automatically detecting further useful state parameters of the system and to integrate a continuous function check as well as a logging of the measured values collected into the dome pressure regulator. To solve this problem, the invention proposes, starting from a dome pressure regulator of the type mentioned, at least one displacement sensor to provide, through which the stroke of the valve body can be measured, and a sensor integrated into the housing evaluation unit.
Durch die Integration eines zusätzlichen Wegsensors lässt sich die momentane Ventilkörperauslenkung erfassen. Durch diese zusätzlichen Zustandsparameter kann auf die quantitativen Schwankungen im System geschlossen werden. Als Wegsensor kommt hier beispielsweise ein kapazitiver, induktiver, magnetischer oder optischer Wegsensor in Frage. Die Sensor-Auswerteeinheit zeichnet die Messwerte des Wegsensors auf. Somit können die quantitativen Schwankungen im Drucksystem des Domdruckreglers über einen kontinuierlichen längeren Zeitraum und mit wenig Aufwand protokolliert werden, sodass diese vom Bediener später ausgewertet werden können. By integrating an additional displacement sensor, the instantaneous valve body deflection can be detected. These additional state parameters can be used to conclude on the quantitative fluctuations in the system. As a displacement sensor comes here, for example, a capacitive, inductive, magnetic or optical displacement sensor in question. The sensor evaluation unit records the measured values of the displacement sensor. Thus, the quantitative fluctuations in the pressure system of the dome pressure regulator can be logged over a continuous longer period and with little effort, so that they can be evaluated later by the operator.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zusätzlich mindestens ein an die Sensorik-Auswerteeinheit angeschlossener elektronischer Drucksensor zur Erfassung des Primärdruckes und/oder des Sekundärdruckes vorgesehen ist. Durch diese Sensorik lassen sich weitere Messdaten erheben. Mittels dieser Messdaten lässt sich neben der Quantität der Schwankungen im Drucksystem auch auf deren Ursache schließen. Die zusätzlichen Messdaten werden ebenfalls von der Sensor-Auswerteeinheit aufgezeichnet. A development of the invention provides that additionally at least one electronic pressure sensor connected to the sensor evaluation unit is provided for detecting the primary pressure and / or the secondary pressure. These sensors can be used to collect further measurement data. By means of these measurement data can be in addition to the quantity of fluctuations in the printing system also close to their cause. The additional measurement data are also recorded by the sensor evaluation unit.
So können über einen elektronischen Drucksensor, der den Primärdruck erfasst, Schwankungen im vorgelagerten Drucksystem festgestellt werden, während über die Messdaten eines den Sekundärdruck erfassenden elektronischen Drucksensors Ungereimtheiten im Domdruckregler selbst detektiert werden. Thus, fluctuations in the upstream pressure system can be detected via an electronic pressure sensor which detects the primary pressure, while inconsistencies in the dome pressure regulator itself are detected via the measurement data of an electronic pressure sensor detecting the secondary pressure.
Weiterhin ist es sinnvoll, wenn ein an die Sensorik-Auswerteeinheit angeschlossener Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur des Domdruckreglers vorgesehen ist. Da die Domdruckregler unter unterschiedlichen und vor allem auch stark schwankenden klimatischen Bedingungen eingesetzt werden, kann über den zusätzlichen Temperatursensor der Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Schwankungen im Gesamtdrucksystem erfasst werden. Zweckmäßig ist es auch, wenn mindestens jeweils ein an die Sensonk-Auswerteeinheit angeschlossener Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des primärseitigen und/oder des sekundärseitigen Gases vorgesehen ist. Durch die zusätzliche Messung der Gastemperaturen lässt sich die Durchflussmenge und damit der Gasverbrauch genauer und kontinuierlich bestimmen, sodass durch ungewöhnliche Verbrauchswerte Leckagen oder andere ungewollte Gasverluste festgestellt werden können. Furthermore, it makes sense if a temperature sensor connected to the sensor evaluation unit is provided for detecting the ambient temperature of the dome pressure regulator. Since the dome pressure regulators are used under varying and, above all, strongly fluctuating climatic conditions, the additional temperature sensor can be used to record the influence of the ambient temperature on the fluctuations in the overall pressure system. It is also expedient if at least one respective temperature sensor connected to the Sensonk evaluation unit is provided for detecting the temperature of the primary-side and / or the secondary-side gas. By additionally measuring the gas temperatures, the flow rate and thus the gas consumption can be determined more precisely and continuously, so that unusual consumption values can be used to detect leaks or other unintentional gas losses.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein an die Sensorik-Auswerteeinheit angeschlossener Drucksensor zur Erfassung des Steuerdrucks und ein Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Steuergases vorgesehen sind. Durch diese Messwerte lassen sich Auffälligkeiten bezüglich des Steuerdruckreglers erfassen. A further development provides that a pressure sensor connected to the sensor evaluation unit for detecting the control pressure and a temperature sensor for detecting the temperature of the control gas are provided. By means of these measured values, abnormalities with respect to the control pressure regulator can be detected.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Domdruckreglers sieht vor, dass die Sensoren an die Sensorik-Auswerteeinheit angeschlossen und im oder am Gehäuse des Domdruckreglers integriert sind. Durch diese Maßnahme bleibt die Installation des Domdruckreglers einfach, da kein zusätzlicher Verdrahtungsaufwand zum Anschluss der Sensoren an die Sensorik- Auswerteeinheit beim Einbau des Domdruckreglers entsteht. A preferred embodiment of the dome pressure regulator provides that the sensors are connected to the sensor evaluation unit and integrated in or on the housing of the dome pressure regulator. As a result of this measure, the installation of the dome pressure regulator remains simple since no additional wiring effort is required to connect the sensors to the sensor evaluation unit when the dome pressure regulator is installed.
Zweckmäßig sind die Messdaten der Auswerteeinheit über eine am Domdruckregler angeordnete Schnittstelle abrufbar. Dies kann durch eine grafische Schnittstelle, aber auch durch eine einfache Hardware-Schnittstelle realisiert sein. Somit können die unterschiedlichen Verläufe der Zustandsparameter, gegebenenfalls Korrelationskurven oder Ereignishistorien bei der Über- bzw. Unterschreitung von Grenzwerten dargestellt werden. Durch diese Maßnahme sind Wartungsmaßnahmen weitaus effektiver und damit häufiger und präziser durchführbar. Zudem kann aus den gewonnen Messdaten auf den Verschleißstatus des Domdruckreglers aber auch der vor- und nachgelagerten Systeme geschlossen werden. Expediently, the measurement data of the evaluation unit can be called up via an interface arranged on the dome pressure regulator. This can be realized by a graphical interface, but also by a simple hardware interface. Thus, the different profiles of the state parameters, possibly correlation curves or event histories can be displayed when exceeding or falling below of limit values. By this measure, maintenance measures are far more effective and thus more frequent and precise feasible. In addition, it is possible to deduce the wear status of the dome pressure regulator as well as the upstream and downstream systems from the measured data obtained.
Besonders sinnvoll ist es, wenn die am Domdruckregler angeordnete Schnittstelle eine Funkschnittstelle ist. Durch diese alternativ oder zusätzlich zur graphischen Schnittstelle integrierte Funkschnittstelle lassen sich die Daten auch über ein vom Wartungspersonal mitgeführten drahtlosen Anzeigemodul wie beispielsweise einem Smartphone oder Tablet-PC abrufen. Denkbar wäre bei einem entsprechend vorhandenen Daten-Netzwerk auch eine Fernwartung bzw. eine automatische Fernüberwachung des Domdruckreglers über diese Schnittstelle. Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: It is particularly useful if the interface arranged on the dome pressure regulator is a radio interface. By means of this interface, which is integrated alternatively or in addition to the graphic interface, the data can also be transmitted via a radio interface Service personnel entrained wireless display module such as a smartphone or tablet PC retrieve. It would be conceivable for a corresponding existing data network, a remote maintenance or automatic remote monitoring of the dome pressure regulator via this interface. In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:
Figur 1 : schematisch eine 3D-Ansicht eines Domdruckreglers gemäß der Erfindung; Figur 2: schematisch einen Längsschnitt durch den Domdruckregler im geschlossenen Schaltzustand aus Figur 1 . FIG. 1 is a schematic 3D view of a dome pressure regulator according to the invention; 2 shows schematically a longitudinal section through the dome pressure regulator in the closed switching state of FIG. 1.
In den Zeichnungen ist das Gehäuse des Domdruckreglers mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Das Gehäuse 1 weist ein primärseitiges Anschlussende 1 a auf, das mit einer nicht dargestellten ankommenden Rohrleitung eines vorgelagerten Druckverteilungssystems verbunden werden kann, und ein sekundärseitiges Anschlussende 1 b, an das ein ebenfalls nicht dargestelltes nachgelagertes Druckverteilungssystem oder direkt ein Endverbraucher angeschlossen werden kann. Zudem ist das Gehäuse 1 mittels Schrauben 2 mit einem Gehäuse-Deckel 3 verbunden. Zwischen Gehäuse 1 und Gehäuse-Deckel 3 ist eine Membran 4 druckdicht gelagert. Diese Membran 4 besteht aus einem Elastomer. In the drawings, the housing of the dome pressure regulator is designated by the reference numeral 1. The housing 1 has a primary-side terminal end 1 a, which can be connected to an incoming pipeline, not shown, an upstream pressure distribution system, and a secondary-side terminal end 1 b, to which a likewise not shown downstream pressure distribution system or directly an end user can be connected. In addition, the housing 1 is connected by means of screws 2 with a housing cover 3. Between the housing 1 and the housing cover 3, a membrane 4 is mounted pressure-tight. This membrane 4 is made of an elastomer.
Des Weiteren ist ein Antrieb 5 dargestellt. Dieser Antrieb 5 wird in diesem Ausführungsbeispiel manuell betrieben. Ein elektrischer oder pneumatischer Antrieb wäre aber ebenfalls möglich. Über den Antrieb 5 kann mittels eines Steuergases der Druck am sekundärseitigen Anschlussende 1 b eingestellt werden. Als Steuergas kann entweder das zu regelnde Gas oder ein separates Gas eingesetzt werden. Das Steuergas wird hierzu in eine zwischen Membran 4 und Gehäuse-Deckel 3 liegende Druckkammer 6 geleitet. Die mit dem Druck des Steuergases beaufschlagte Membran 4 überträgt ihren Hub über einen zweiteiligen Membranteller 7 auf einen Ventilkörper 8. Der Ventilkörper 8 besteht aus einem Ventilschaft 8a, einem Ventilteller 8b und einem Ventilstößel 8c. Furthermore, a drive 5 is shown. This drive 5 is operated manually in this embodiment. An electric or pneumatic drive would also be possible. About the drive 5, the pressure at the secondary-side terminal end 1 b can be adjusted by means of a control gas. As a control gas either the gas to be controlled or a separate gas can be used. For this purpose, the control gas is passed into a pressure chamber 6 located between membrane 4 and housing cover 3. The with the pressure of Control gas acted membrane 4 transmits its hub via a two-part diaphragm plate 7 on a valve body 8. The valve body 8 consists of a valve stem 8a, a valve plate 8b and a valve stem 8c.
Im in der Figur 2 dargestellten geschlossenen Schaltzustand sperrt der Ventilkörper 8 den Gasdurchfluss durch den Domdruckregler, indem er mittels einer Schließfeder 9 den Ventilteller 8b gegen einen Ventilsitz 10 drückt. Wird der Steuergasdruck nun soweit erhöht, dass die Kraft der Schließfeder 9 überwunden wird, bewegt sich der Ventilkörper 8 vom Ventilsitz 10 weg und der Domdruckregler öffnet. Über eine weitere Erhöhung des Steuerdruckes kann dann der Sekundärdruck am sekundärseitigen Anschlussende 1 b auf den Sollwert eingestellt werden. Der Hub des Ventilkörpers 8 ist durch die Form des Membrantellers 7 begrenzt. In the closed switching state shown in FIG. 2, the valve body 8 blocks the gas flow through the dome pressure regulator by pressing the valve disk 8b against a valve seat 10 by means of a closing spring 9. If the control gas pressure is increased so far that the force of the closing spring 9 is overcome, the valve body 8 moves away from the valve seat 10 and the dome pressure regulator opens. By way of a further increase in the control pressure, the secondary pressure at the secondary connection end 1 b can then be set to the desired value. The stroke of the valve body 8 is limited by the shape of the diaphragm plate 7.
Durch eine Steuerleitung 1 1 wird der Sekundärdruck in eine zwischen Gehäuse 1 und Membran 4 bzw. Membranteller 7 liegende Domkammer 12 übertragen. Somit ist der Sekundärdruck in der Domkammer 12 gegen den Steuerdruck in der Druckkammer 6 gekoppelt. Kommt es nun zu Schwankungen im System, beispielsweise durch Veränderung des Primärdruckes oder der Temperatur, und der Sekundärdruck steigt bzw. fällt, schließt bzw. öffnet der Domdruckregler weiter, sodass sich sekundärseitig wieder der Solldruck einstellt. Werden die Schwankungen im System zu stark bzw. verändern sich die Rahmenbedingungen dauerhaft und signifikant, muss der Sekundärdruck über den Antrieb 5 neu eingestellt werden. By a control line 1 1, the secondary pressure is transferred to a between housing 1 and diaphragm 4 and diaphragm plate 7 lying dome chamber 12. Thus, the secondary pressure in the dome chamber 12 is coupled against the control pressure in the pressure chamber 6. If there are fluctuations in the system, for example due to a change in the primary pressure or the temperature, and the secondary pressure rises or falls, the dome pressure regulator closes or opens again, so that the target pressure again sets on the secondary side. If the fluctuations in the system become too strong or if the conditions change permanently and significantly, the secondary pressure must be readjusted via the drive 5.
Erfindungsgemäß sind bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich verschiedene Sensoren am Domdruckregler installiert, über die verschiedene Systemparameter erfasst werden können. Ein primärseitiger kombinierter Druck-/Temperatursensor 13 erfasst den Primärdruck und die Temperatur des Gases an dieser Stelle. Signifikante Änderungen oder auch temporäre Schwankungen dieser Messwerte lassen auf eine Änderung im dem Domdruckregler vorgelagerten Drucksystem vermuten. Weiterhin erfasst ein sekundärseitiger kombinierter Druck- /Temperatursensor 14 den Sekundärdruck und die Temperatur des Gases an dieser Stelle. Signifikante Änderungen dieser sekundärseitigen Messwerte bei gleichzeitig konstanten primärseitigen Messwerten lassen auf eine Fehlfunktion des Domdruckreglers schließen. According to the invention, various sensors are additionally installed on the dome pressure regulator in this exemplary embodiment, via which various system parameters can be detected. A primary-side combined pressure / temperature sensor 13 detects the primary pressure and the temperature of the gas at this point. Significant changes or even temporary fluctuations in these measured values suggest a change in the pressure system upstream of the dome pressure regulator. Further, a secondary side combined pressure / temperature sensor 14 detects the secondary pressure and the temperature of the gas at that location. Significant changes in these secondary readings at the same time constant primary-side measured values indicate a malfunction of the dome pressure regulator.
Des Weiteren ist ein Wegsensor 15 vorgesehen, der den Hub des Ventilstößels 8c erfasst. Über diesen zusätzlichen Wegsensor 15 lässt sich der Durchfluss durch den Domdruckregler relativ genau bestimmen. Treten bei den Durchflusswerten ungewöhnliche Werte auf, liegt die Ursache vornehmlich im nachgelagerten Drucksystem bzw. beim Endverbraucher. Furthermore, a displacement sensor 15 is provided, which detects the stroke of the valve tappet 8c. About this additional displacement sensor 15, the flow through the dome pressure regulator can be determined relatively accurately. If unusual values occur in the flow values, the cause lies primarily in the downstream pressure system or at the end user.
Schließlich ist noch ein kombinierter Druck-ATemperatursensor 16 zur Erfassung des Steuerdrucks vorgesehen. Mittels dieser Messwerte lässt sich Korrekte Funktion des Steuerdruckreglers inklusive des Antriebs 4 vollständig überwachen. Finally, a combined pressure-temperature sensor 16 is provided for detecting the control pressure. By means of these measured values, correct function of the control pressure regulator including the drive 4 can be completely monitored.
Zur Aufzeichnung der Messdaten sind die Sensoren 13, 14, 15 und 16 an eine Sensorik-Auswerteeinheit 17 angeschlossen. For recording the measured data, the sensors 13, 14, 15 and 16 are connected to a sensor evaluation unit 17.
Die Sensorik-Auswerteeinheit 17 kann je nach Ausführungsform ganze Messreihen protokollieren oder aber auch nur eingestellte Grenzwertüberschreitungen oder sonstige Ereignisse erfassen, die von besonderen Interesse sind. Die Sensorik-Auswerteeinheit 17 hat in diesem Ausführungsbeispiel bereits ein Display 17a zur Darstellung der Messprotokolle integriert. Anstelle des Displays wäre auch eine andere Schnittstelle zum Auslesen und Auswerten der gemessenen Daten möglich. Die Schnittstelle könnte beispielsweise auch in Form einer einfachen Hardware-Schnittstelle realisiert werden, an der das Bedien- und Wartungspersonal über ein Verbindungskabel ein mobiles Gerät anschließen kann. Eine weitere Möglichkeit wäre eine Funkschnittstelle (z.B. NFC, Bluetooth etc.) oder eine optische Schnittstelle (z.B. IR), über die Messwerte ausgelesen werden können. Depending on the embodiment, the sensor evaluation unit 17 can log entire series of measurements or else record only set limit value exceedances or other events of particular interest. In this exemplary embodiment, the sensor evaluation unit 17 has already integrated a display 17a for displaying the measurement records. Instead of the display, another interface for reading out and evaluating the measured data would also be possible. The interface could also be realized, for example, in the form of a simple hardware interface to which the operating and maintenance personnel can connect a mobile device via a connecting cable. Another possibility would be a radio interface (e.g., NFC, Bluetooth, etc.) or an optical interface (e.g., IR) through which readings can be read.
-Bezugszeichenliste- Bezugszeichenliste -Bezugszeichenliste- LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gehäuse  1 housing
1 a primärseitiges Einbauende  1 a primary-side installation end
1 b sekundärseitiges Einbauende  1 b secondary-side installation end
2 Schraube  2 screw
3 Gehäuse-Deckel  3 housing cover
4 Membran  4 membrane
5 Antrieb  5 drive
6 Druckkammer  6 pressure chamber
7 Membranteller  7 diaphragm plates
8 Ventilkörper  8 valve body
8a Ventilschaft  8a valve stem
8b Ventilteller  8b valve plate
8c Ventilstößel  8c valve lifter
9 Schließfeder  9 closing spring
10 Ventilsitz  10 valve seat
1 1 Steuerleitung  1 1 control line
12 Domkammer  12 dome chamber
13 Druck-/Temperatursensor (primärseitig)  13 pressure / temperature sensor (primary side)
14 Druck-/Temperatursensor (sekundärseitig)  14 pressure / temperature sensor (secondary side)
15 Wegsensor  15 way sensor
16 Druck-/Temperatursensor (Steuerdruck)  16 pressure / temperature sensor (control pressure)
17 Sensorik-Auswerteeinheit  17 Sensor evaluation unit
17a Display  17a display
-Patentansprüche- -Patentansprüche-

Claims

Patentansprüche  claims
1 . Domdruckregler zum Regeln von Gasdruck, mit einem Gehäuse (1 ), einem feststehendem Ventilsitz (10), einem beweglichen Ventilkörper (8), einer auf den Ventilkörper (8) einwirkenden Schließfeder (9) und einer mit dem Ventilkörper (8) verbundenen Membran (4), die im Öffnungssinne mit einem über eine Gasdruckfeder einstellbaren Steuerdruck und im Schließsinne mit einem Sekundärdruck beaufschlagbar ist, 1 . Dome pressure regulator for regulating gas pressure, comprising a housing (1), a fixed valve seat (10), a movable valve body (8), a closing spring (9) acting on the valve body (8) and a diaphragm (8) connected to the valve body (8). 4), which can be acted upon in the opening direction by a control pressure which can be set by means of a gas pressure spring and by a secondary pressure in the closing direction,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mindestens einen Wegsensor (15), durch den der Hub des at least one displacement sensor (15) through which the stroke of the
Ventilkörpers (8) messbar ist, und eine in das Gehäuse integrierte Sensorik-Auswerteeinheit (17). Valve body (8) can be measured, and a sensor integrated into the housing evaluation unit (17).
Domdruckregler nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch jeweils mindestens einen an die Sensorik-Auswerteeinheit (17) angeschlossenen elektronischen Drucksensor zur Erfassung des Primärdruckes und/oder des Sekundärdruckes. Domial pressure regulator according to claim 1, characterized by at least one electronic pressure sensor connected to the sensor-evaluation unit (17) for detecting the primary pressure and / or the secondary pressure.
3. Domdruckregler nach 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen an die Sensorik-Auswerteeinheit (17) angeschlossenen Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur des Domdruckreglers. 4. Domdruckregler nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch mindestens jeweils einen an die Sensorik-Auswerteeinheit (17) angeschlossenen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des primär- und/oder sekundärseitigem Gases. 3. Dome pressure regulator according to 1 or 2, characterized by a to the sensor-evaluation unit (17) connected to the temperature sensor for detecting the ambient temperature of the dome pressure regulator. 4. Dome pressure regulator according to claim 2 or 3, characterized by at least one respective temperature sensor connected to the sensor-evaluation unit (17) for detecting the temperature of the primary and / or secondary-side gas.
5. Domdruckregler nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an die Sensorik-Auswerteeinheit (17) angeschlossenen Drucksensor zur Erfassung des Steuerdrucks und einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Steuergases. 5. Domdruckregler according to any one of the preceding claims, characterized by a to the sensor-evaluation unit (17) connected to the pressure sensor for detecting the control pressure and a temperature sensor for detecting the temperature of the control gas.
6. Domdruckregler nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Sensoren im oder am Gehäuse (1 ) des Domdruckreglers integriert sind. 6. Domdruckregler according to any one of the preceding claims, characterized in that all sensors are integrated in or on the housing (1) of the dome pressure regulator.
7. Domdruckregler nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten der Auswerteeinheit (17) über eine am Domdruckregler angeordnete Schnittstelle abrufbar sind. 7. Dome pressure regulator according to one of the preceding claims, characterized in that the measured data of the evaluation unit (17) via an arranged on the dome pressure regulator interface can be retrieved.
8. Domdruckregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die am Domdruckregler angeordnete Schnittstelle (17) eine Funkschnittstelle ist. 8. Domdruckregler according to claim 8, characterized in that the arranged on the dome pressure regulator interface (17) is a radio interface.
-Zusammenfassung- -Summary-
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