ES2605577T3

ES2605577T3 - Estructura modular de carcasa para sistemas de vigilancia, control y regulación para una válvula de proceso

Info

Publication number: ES2605577T3
Application number: ES07722942.5T
Authority: ES
Inventors: Bettina Scherer; Holger Wengert; Willi Wiedenmann; Johann Kranzpiller; Bernd Porath
Original assignee: GEA Tuchenhagen GmbH
Current assignee: GEA Tuchenhagen GmbH
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2027-02-26
Also published as: EP2016318A1; PL2016318T3; WO2007128360A1; EP2016318B1; DK2016318T3

Abstract

Válvula de proceso (1) con una estructura modular de carcasa para sistemas de vigilancia, control y regulación para una válvula de proceso, que presenta como mínimo un vástago de válvula, que lleva un elemento de cierre, y un accionamiento (1b) sometido a la acción de un medio de presión para el o los vástagos de válvula, donde la estructura de carcasa modular (I, II, III, IV), - unida de manera desmontable al accionamiento (1b) en el lado de éste opuesto a la válvula de proceso (1) y en la que está introducido un vástago de accionamiento unido al o a los vástagos de válvula, - presenta un indicador de posición (8) en contacto con el vástago de accionamiento y que registra la posición actual del vástago de válvula en relación con un sistema de referencia determinado y a este respecto suministra mensajes de posición actuales, - dispone de medios para almacenar los mensajes de posición actuales y de medios para calcular y comparar mensajes de posición y - presenta medios para el aviso óptico y/o acústico del estado de funcionamiento de la válvula de 15 proceso (1) y/o para la lectura de este último, caracterizada porque - la estructura de carcasa en cuestión (I, II, III, IV) está fijada en arrastre de forma y de fuerza al accionamiento (1b) respectivo mediante una pieza de tapa rotacionalmente simétrica (6), - la estructura de carcasa (I, II, III, IV) puede estar montada además opcionalmente a partir de una 20 primera pieza intercambiable de carcasa (2), una segunda pieza intercambiable de carcasa de un primer, un segundo, un tercer tipo (3, 3*, 3**) y una primera o segunda caperuza (4, 4.1), - la pieza intercambiable de carcasa (2, 3, 3*, 3**) y la caperuza (4, 4.1) están configuradas respectivamente como un cuerpo base rotacionalmente simétrico con un contorno exterior cilíndrico, - entre la pieza de tapa (6), la pieza intercambiable de carcasa (2, 3, 3*, 3**) y la caperuza (4, 4.1) de la estructura de carcasa en cuestión (I, II, III, IV) están configurados unos puntos de unión (6/2, 2/4; 6/3, 3/4; 6/3, 3/3*, 3*/4; 6/3, 3/3**, 3**/4.1) donde, vistos en una sección meridiana, las generatrices de la pieza de tapa (6), de los cuerpos base de las piezas intercambiables de carcasa (2, 3, 3*, 3**) y de la caperuza (4, 4.1) se yuxtaponen con el mismo diámetro, enrasadas, 30 de una manera continua y sin hendiduras, - todos los puntos de unión están sellados unos en relación con otros, y - en todos los puntos de unión, los compañeros de unión respectivos están centrados uno con respecto a otro de manera idéntica y unidos entre sí en arrastre de forma y de fuerza.

Description

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Estructura modular de carcasa para sistemas de vigilancia, control y regulacion para una valvula de proceso

CAMPO TECNICO

La invencion se refiere a una valvula de proceso con una configuracion de carcasa para sistemas de vigilancia, control y regulacion para una valvula de proceso, en particular para una valvula esteril destinada a su aplicacion en el campo farmaceutico, biotecnologico y cosmetico, asf como para la industria alimentaria y de las bebidas, que presenta como mfnimo un vastago de valvula con un elemento de cierre y un accionamiento sometido a la accion de un medio de presion para el o los vastagos de valvula, siendo la estructura de carcasa de modular, unida de manera desmontable al accionamiento en el lado de este opuesto a la valvula de proceso y donde se incorpora un vastago de accionamiento unido al o a los vastagos de valvula, que presenta un indicador de posicion en contacto con el vastago de accionamiento y que registra la posicion actual del vastago de valvula en relacion con un sistema de referencia determinado y, a este respecto, suministra mensajes de posicion actuales, disponiendo de medios para almacenar los mensajes de posicion actuales y de medios para calcular y comparar mensajes de posicion y que presenta medios para el aviso optico y/o acustico del estado de funcionamiento de la valvula de proceso y/o para su lectura.

Las valvulas de proceso pueden estar configuradas aquf como valvulas de desplazamiento rectilfneo, es decir como un dispositivo de bloqueo con elementos bloqueantes, donde como mfnimo una componente de su movimiento de apertura y cierre esta orientada perpendicularmente a las superficies de cierre (asiento de valvula). Sin embargo, tambien puede estar realizada como una valvula corredera que funcione con un movimiento de traslacion, es decir como un dispositivo de bloqueo con elementos bloqueantes que, durante la apertura y el cierre, se deslicen a lo largo del asiento de valvula. Ademas, la valvula de proceso puede ser tambien una denominada valvula de disco, que tiene una corredera operable con un movimiento de rotacion. Dado que la cinematica de movimiento del elemento de cierre y del vastago de valvula unido al mismo se genera mediante el accionamiento, que en general esta sometido a la accion de un medio de presion, el funcionamiento del indicador de posicion o del transductor de desplazamiento dispuesto en la estructura de la carcasa depende al fin y al cabo de la cinematica de movimiento del accionamiento y, por tanto, en ultimo lugar, del vastago de accionamiento. En las valvulas de desplazamiento rectilfneo, la cinematica de movimiento del o de los elementos de cierre en general se corresponde tambien con la cinematica de movimiento del vastago de accionamiento. En las valvulas de disco, el movimiento de rotacion del elemento de cierre se genera esencialmente mediante un movimiento originalmente de traslacion del vastago de accionamiento (transformacion de un movimiento rectilfneo en un movimiento de giro en el accionamiento). Sin embargo, la invencion debe poder aplicarse tambien a movimientos motores de rotacion del vastago de accionamiento que se registren mediante el indicador de posicion o el transductor de desplazamiento en la estructura modular de carcasa.

ESTADO ACTUAL DE LA TECNICA

Las carcasas para sistemas de vigilancia, control y regulacion para valvulas de proceso pertenecen al estado actual de la tecnica, vease el documento WO 02/086 365 A1, en tanto que estan adaptadas en una realizacion especial al tipo de valvula respectivo. En la mayorfa de los casos, los sistemas de vigilancia mismos sirven para indicar la posicion y/o el retorno del elemento de cierre (por ejemplo valvula de asiento normal) o de los elementos de cierre (por ejemplo valvula de asiento doble). Los sistemas de control mismos sirven para posicionar el elemento de cierre/los elementos de cierre y los sistemas de regulacion utilizados tienen la mision de llevar el elemento de cierre a una posicion nominal deseada, con una desviacion de regulacion tolerable predefinida, y regularlo en dicha posicion.

Los sistemas de vigilancia, control y regulacion arriba indicados, denominados en lo que sigue abreviadamente sistemas de control, en general estan dispuestos en las llamadas cabezas de mando, que estan dispuestas y fijadas en un lado del accionamiento opuesto a la carcasa de la valvula de proceso. Por lo general, estos accionamientos se someten a la accion de un medio de presion neumatico.

En la mayorfa de los casos, las cabezas de control arriba citadas no satisfacen los requisitos de higiene exigidos a las valvulas de proceso y a la superficie misma de su carcasa, especialmente si la valvula actua como valvula esteril, de manera que las distintas soluciones individuales adolecen de problemas de higiene mas o menos importantes. Hasta la fecha no se conoce una integracion de las distintas soluciones individuales en el marco de un concepto total que, partiendo de una version base para indicar la posicion y el retorno de la valvula, pueda reequiparse hasta lograr un sistema de posicionamiento y regulacion para el elemento de cierre de la valvula de proceso en cuestion y que en todas las etapas de ampliacion satisfaga los grandes requisitos de higiene exigidos en los campos de aplicacion arriba mencionados.

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El objetivo de la presente invencion es proporcionar una valvula de proceso con una configuracion de carcasa de estructura modular del tipo descrito al principio que satisfaga los altos requisitos de higiene y que pueda adaptarse de diversas maneras y facilmente a los distintos requerimientos y condiciones del proceso.

SUMARIO DE LA INVENCION

Este objetivo se logra mediante las caracterfsticas de la reivindicacion 1. Las reivindicaciones dependientes tienen por objeto configuraciones ventajosas de la estructura modular de carcasa segun la invencion.

Una primera idea fundamental de la invencion es, mediante una pieza de tapa rotacionalmente simetrica, fijar en arrastre de forma y de fuerza la estructura de la carcasa en cuestion al accionamiento respectivo, que puede tener diferentes tamanos en una determinada serie de construccion de valvulas, por ejemplo valvulas esteriles de diferente diametro nominal. La disposicion se simplifica considerablemente si esta prevista una pieza de tapa uniforme para accionamientos de diferentes tamanos y, por tanto, para todos los diametros nominales de la serie de construccion de valvulas, teniendo la pieza de tapa siempre el mismo y un unico tamano en lo que se refiere a las dimensiones de la conexion del lado del accionamiento y del lado de la estructura de carcasa. Ha dado buen resultado una forma de realizacion ventajosa donde, por una parte, la pieza de tapa se rosca directa o indirectamente en el accionamiento y, por otra parte, en la pieza intercambiable de carcasa adyacente, en cada caso con una rosca de perno dispuesta centrada en la pieza de tapa.

Una segunda idea fundamental de la invencion es que la estructura modular de carcasa opcionalmente puede montarse a partir de una lista limitada y predefinida de componentes, es decir una primera pieza intercambiable de carcasa, una segunda pieza intercambiable de carcasa de un primer, un segundo y un tercer tipo y una primera o segunda caperuza. Con esta lista de componentes pueden conformarse al menos cuatro estructuras basicas de carcasa. Estas son una version base de un sistema de control determinado que, por ejemplo, genera la indicacion de posicion y el retorno de esta indicacion de posicion en sistemas de mando centrales asociados a toda la instalacion de proceso (estructura modular de carcasa I). Una estructura modular de carcasa II contiene, ademas de las caracterfsticas de la version base, la funcion del mando de la valvula de proceso si el accionamiento esta configurado como el llamado accionamiento por resorte/neumatico. Una estructura modular de carcasa III incluye las funciones de la estructura de carcasa II, pero en cooperacion con el llamado accionamiento neumatico/neumatico. La regulacion de la posicion y/o del posicionamiento de una valvula de proceso se realiza(n) con una estructura modular de carcasa IV.

Segun una propuesta, las estructuras modulares de carcas arriba mencionadas se forman, partiendo en cada caso de la pieza de tapa y en el orden mencionado, a partir de una yuxtaposicion de la primera pieza intercambiable de carcasa y una primera caperuza (primera estructura de carcasa I), o de la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo y la primera caperuza (segunda estructura de carcasa II), o de la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo y la segunda pieza intercambiable de carcasa del segundo tipo y la primera caperuza (tercera estructura de carcasa III), o de la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo y la segunda pieza intercambiable de carcasa del tercer tipo y la segunda caperuza (cuarta estructura de carcasa IV).

Esta previsto ademas que la pieza intercambiable de carcasa adyacente al accionamiento incluya siempre un indicador de posicion o un llamado transductor de desplazamiento para determinar la posicion respectiva del vastago de valvula del elemento de cierre, estando este indicador de posicion dispuesto en la pieza intercambiable de carcasa de manera desmontable, en arrastre de forma y a prueba de torsion.

Una tercera idea fundamental de la invencion es la sencilla geometrfa de las piezas intercambiables de carcasa y las caperuzas, en cada caso en forma de un cuerpo base rotacionalmente simetrico de contorno exterior cilfndrico. Al mismo tiempo, los puntos de union entre la pieza de tapa, la pieza intercambiable de carcasa y la caperuza de la estructura modular de carcasa respectiva estan configurados de manera que, vistas en una seccion meridiana, las generatrices de la pieza de tapa, de los cuerpos base de las piezas intercambiables y de la caperuza se yuxtaponen con el mismo diametro, enrasadas, de forma continua y sin hendiduras.

Una cuarta idea fundamental de la invencion preve que todos los puntos de union esten sellados unos en relacion a otros; y segun otra idea fundamental de la invencion, en todos los puntos de union, las parejas de union respectivas estan centradas uno con respecto a la otra de manera identica y unidos entre si en arrastre de forma y de fuerza.

Segun una configuracion ventajosa, esta previsto que la pieza intercambiable de carcasa respectiva este provista, en su extremo orientado hacia la pieza intercambiable de carcasa adyacente o hacia la caperuza, de unas ranuras para un mecanismo de union similar a un cierre de bayoneta y que el otro extremo de la pieza

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intercambiable de carcasa respectivo correspondiente y la caperuza esten equipados con una pieza antagonista que encaje en la ranura respectiva. En este contexto, se propone prever en cada caso dos ranuras dispuestas diametralmente con, en cada caso, una pieza antagonista correspondiente, con lo que puede conseguirse una union suficientemente segura y fiable. Asf, se logra que las condiciones de conexion fijadas sean uniformes y esten configuradas del modo mas sencillo posible y que los componentes del sistema modular puedan cambiarse unos por otros sin problema alguno dentro del marco de la estructura modular de carcasa prevista.

Mientras que los puntos de union de las distintas piezas intercambiables de carcasa y de las caperuzas estan determinados ventajosamente, por ejemplo, por el mecanismo de union similar a un cierre de bayoneta, en lo que se refiere al tipo de union y tambien a un posicionamiento y un centrado mutuos definidos de los distintos companeros de union que estan unidos entre si, segun otra propuesta la union entre la pieza de tapa y la pieza intercambiable de carcasa adyacente esta configurada de manera que la rosca de perno de la pieza de tapa que engrana en la pieza intercambiable de carcasa esta roscada en un anillo de sujecion dispuesto en la pieza intercambiable de carcasa de manera desmontable y en arrastre de forma y, por una parte, sin posibilidad de desplazamiento axial y, por otra parte, con posibilidad de giro en la direccion periferica, entre dos topes finales previstos en la pieza intercambiable de carcasa, en la zona de un angulo de torsion total determinado por estos. Segun una forma de realizacion ventajosa, la capacidad de torsion de la pieza de tapa en combinacion con el anillo de sujecion abarca aquf, en relacion con la pieza intercambiable de carcasa, entre los topes finales, un angulo de torsion total de hasta 350 grados.

Para hacer posible un ajuste de posicion (inmovilizacion) con un escalonamiento muy ajustado de la estructura modular de carcasa, con las lfneas electricas y en caso dado neumaticas conectadas a la misma, en relacion con el accionamiento, que esta unido a la carcasa de la valvula de proceso generalmente de forma fija contra la torsion y en una asignacion predeterminada, esta previsto ademas que todo el angulo de torsion este subdividido en incrementos angulares de 5 a 10 grados, preferentemente de 6 grados, y que los incrementos angulares respectivos se consigan mediante un dentado o un reticulado correspondiente que se extiende en la pieza intercambiable de carcasa, en toda su periferia interior, y con el que coopere elasticamente un elemento de engrane dispuesto en el anillo de sujecion.

En caso de que el control del accionamiento respectivo de la valvula de proceso se realice mediante una valvula piloto dispuesta en la zona del accionamiento respectivo y no aproximadamente en un punto central de una instalacion de proceso, esta previsto que la segunda pieza intercambiable de carcasa presente medios para controlar el medio de presion para el accionamiento. Si se trata aquf de la pieza intercambiable de carcasa contigua al accionamiento, la llamada segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo, entonces esta incluye tambien siempre el indicador de posicion. De este modo, esta pieza intercambiable de carcasa sustituye a la primera pieza intercambiable de carcasa en la estructura de carcasa I, estando por una parte la union con la pieza de tapa realizada de manera identica e incluyendo por otra parte el punto de union situado en el otro lado, bien con otra pieza intercambiable de carcasa o bien con la caperuza, al igual que en la realizacion arriba descrita.

Mientras que los accionamientos de efecto simple, independientemente de si trabajan con cierre por resorte o con apertura por resorte mediante el muelle de retroceso intrfnseco a los mismos, tienen bastante con una unica valvula piloto en la pieza intercambiable de carcasa adyacente al accionamiento y tales accionamientos se emplean principalmente en instalaciones de tecnica de procesos, existen aplicaciones especiales donde se utilizan los llamados accionamientos de efecto doble sin muelle de retroceso. En estos, el piston del accionamiento se somete a la accion de un medio de presion, preferentemente aire comprimido alternativamente desde ambos lados. Para ello se necesitan dos valvulas piloto, estando dispuestas en la estructura de carcasa II, en este caso entra en consideracion una primera valvula piloto en la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo y una segunda valvula piloto en la segunda pieza intercambiable de carcasa del segundo tipo.

La estructura de carcasa IV arriba descrita aloja un sistema de control que hace posible posicionar o regular el elemento de cierre de la valvula de proceso. El indicador de posicion para registrar la posicion respectiva de la valvula de proceso esta dispuesto en la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo. Con, en cada caso, una valvula piloto en la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo y en la segunda pieza intercambiable de carcasa del tercer tipo se controla o se corrige el valor nominal respectivo de la posicion de la valvula de proceso.

El cierre de las estructuras de carcasa I a IV arriba descritas esta constituido por, en cada caso, una primera o una segunda caperuza, que en su punto de union es compatible respectivamente con la primera pieza intercambiable de carcasa o con la segunda pieza intercambiable de carcasa de los tipos primero a tercero. Segun una forma de realizacion ventajosa, esta caperuza presenta, en el centro de su lado superior que mira

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hacia el entorno, una cupula de iluminacion transparente que cubre al menos tres generadores de senales LED de colores diferentes para indicar los estados de funcionamiento de la valvula de proceso.

Se propone ademas que la caperuza aloje una placa de circuitos impresos destinada a alojar toda la electronica de control para la vigilancia o el control o la regulacion de la valvula de proceso. La placa de circuitos impresos con la electronica de control para la vigilancia o el control esta alojada en la primera caperuza, mientras que la segunda caperuza sirve exclusivamente para alojar la electronica de control para la regulacion.

Como preve otra propuesta, la electronica de control proporciona los retornos de recibo para las posiciones abierta y cerrada de la valvula de proceso, bien como salida de conmutacion de 24 V CC o bien como bit de datos de interfaz AS.

Los cambios a tolerar en el proceso o en el entorno de la valvula de proceso influyen en la posicion actual de la valvula de proceso en comparacion con posiciones de la valvula correspondientes ya almacenadas en el pasado en otras condiciones de proceso y/o ambientales. Para garantizar el retorno de recibo electrico y optico si existen divergencias de calculo de posicion, cuando la valvula de proceso siga en todo caso cerrando o abriendo debidamente, otra propuesta preve que en la electronica de control, para el retorno de recibo de las posiciones abierta y cerrada de la valvula de proceso, este almacenada una tolerancia de punto de conmutacion de 0,3 o 0,5 o 0,8 mm que pueda seleccionarse a demanda.

Se consigue un manejo flexible en cuanto a la tecnica de control de la estructura de carcasa segun la invencion si la caperuza presenta dos botones de mando para la programacion manual y una entrada de programacion para una programacion asistida por ordenador del sistema de vigilancia, control y regulacion para la valvula de proceso. Mediante los dos botones de mando puede efectuarse una programacion automatica de finales de carrera o un manejo manual de la valvula de proceso. Tambien es posible programar los finales de carrera de la valvula de proceso desde un mando externo (por programa almacenado) mediante la entrada de programacion.

Se consigue un modo de conexion y un cableado sencillos con lfneas electricas y neumaticas para la estructura de carcasa segun la invencion si las conexiones electricas y las conexiones neumaticas estan configuradas en las piezas intercambiables de carcasa en cada caso como una conexion de enchufe (carcasa de enchufe).

En resumen, podemos indicar que las estructuras de carcasa arriba descritas para todas las variantes del sistema de control se componen de dos piezas intercambiables de carcasa en general diferentes en combinacion con una caperuza en dos formas de realizacion distintas, diferenciandose las segundas piezas intercambiables de carcasa del primer al tercer tipo solo en cuanto a la conexion de sus conexiones electricas y neumaticas y en el equipamiento con una valvula piloto. Todas las piezas intercambiables de carcasa y la caperuza respectiva pueden unirse entre si mediante puntos de union (puntos de interseccion) identicos. Las estructuras de carcasa pueden equiparse de acuerdo con los requisitos con diferentes placas de circuitos impresos destinadas a alojar la electronica de control necesaria, dispuestas en cada caso en la caperuza correspondiente, y en caso dado con la valvula piloto en cuestion, sin que durante el equipamiento sean necesarias medidas de adaptacion adicionales. Las estructuras de carcasa segun la invencion se subordinan a una filosoffa de manejo uniforme para las distintas funciones, estando esta filosoffa de manejo configurada para que sea de facil uso. La geometrfa de las piezas intercambiables de carcasa es compacta, esta adaptada a las valvulas de proceso, que tambien son a veces componentes muy pequenos, y esta realizada de manera higienica en cuanto a la forma de su superficie y en correspondencia con la configuracion y las exigencias planteadas a la respectiva carcasa de la valvula de proceso.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

En las figuras se representan ejemplos de realizacion de la invencion, que se describen a continuacion. Muestran:

Figura 1:

Figuras 2a-2i: Figuras 3a-3h:

la estructura de los modulos de carcasa segun la invencion en las etapas de ampliacion preferentes, en cada caso se muestra en perspectiva la valvula de proceso, el accionamiento, cuatro piezas intercambiables de carcasa y las dos formas de realizacion de la caperuza;

la primera pieza intercambiable de carcasa en distintas vistas, representaciones en seccion y perspectivas y

la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer al tercer tipo en distintas vistas, representaciones en seccion y perspectivas.

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En esencia, una valvula de proceso 1 (Figura 1) consta de una carcasa de valvula 1a y un accionamiento 1b que, en general, se somete a la accion de un medio de presion neumatico y que puede estar configurado con cierre por resorte, con apertura por resorte o con efecto doble, habiendo de preverse en este ultimo caso dos conexiones, no senaladas. La carcasa de valvula 1a y el accionamiento 1b estan unidos entre si mediante una pieza de separacion 1c y una union roscada, no mostrada. El accionamiento 1 b tiene, en su lado opuesto a la carcasa de valvula 1a, una pieza de tapa 6 que, para la union con una primera pieza intercambiable de carcasa 2 o una segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3, esta configurada mediante un punto de union dotado de una configuracion especial y uniforme en cuanto a la forma y las dimensiones. Asf, el accionamiento 1b puede unirse bien a la primera pieza intercambiable de carcasa 2 o bien a la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3. En el primer caso (estructura de carcasa I) y en el segundo caso (estructura de carcasa II), una primera caperuza 4 constituye en cada caso el cierre terminal de la disposicion, estando dispuesta en la primera caperuza 4 toda la electronica de control para la aplicacion respectiva.

En caso de que el accionamiento 1b este configurado con efecto doble, a la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3 le sigue una segunda pieza intercambiable de carcasa del segundo tipo 3*, antes de que la primera caperuza 4 arriba mencionada constituya el cierre terminal (estructura de carcasa III).

En cada pieza intercambiable de carcasa 2 o 3 esta previsto un indicador de posicion 8 o un transductor de desplazamiento, del que puede verse una varilla de maniobra, mostrada parcialmente. En la estructura de carcasa III, solo la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3 contiene un indicador de posicion 8 correspondiente.

La primera pieza intercambiable de carcasa 2 tiene una conexion de enchufe 2a, mientras que la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3 y la segunda pieza intercambiable de carcasa del segundo tipo 3* presentan en cada caso una primera y una segunda conexion de enchufe 3a, 3b para lfneas electricas y, ademas, disponen de una primera conexion neumatica 3c, una segunda conexion neumatica 3d y una tercera conexion neumatica 3e. Con relacion a la posicion representada, puede verse en cada extremo superior de las piezas intercambiables de carcasa 2, 3, 3* una union de carcasa en arrastre de forma y de fuerza 14, en forma de un mecanismo de union similar a un cierre de bayoneta. Las segundas piezas intercambiables de carcasa del primer y del segundo tipo 3, 3* son identicas en cuanto a su geometrfa espacial general y la configuracion de las conexiones electricas y neumaticas 3a, 3b o 3c a 3e. Las diferencias estan constituidas por el modo de conexion de las conexiones electricas y neumaticas y por el tipo de una valvula piloto, no mostrada. En la estructura de carcasa III, las conexiones de enchufe 3a y 3b de la pieza intercambiable de carcasa 3* estan cerradas con unas tapas ciegas 3a* o 3b* y en la primera conexion neumatica 3c de la pieza intercambiable de carcasa 3* esta insertado un silenciador 3f.

En caso de que la estructura de carcasa segun la invencion deba equiparse con un dispositivo de posicionamiento o regulacion para el elemento de cierre de la valvula de proceso (estructura de carcasa IV), a continuacion de la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3 se coloca en serie una segunda pieza intercambiable de carcasa del tercer tipo 3**, constituyendo el cierre terminal de esta ultima una segunda caperuza 4.1 en cuya placa de circuitos impresos estan dispuestos tambien los subgrupos electronicos del regulador. Las piezas intercambiables de carcasa del primer y del tercer tipo 3, 3** son identicas en cuanto a su geometrfa espacial general y la configuracion de las conexiones electricas y neumaticas 3a, 3b o 3c a 3e. Las diferencias estan constituidas por el modo de conexion de las conexiones electricas y neumaticas y por el tipo de una valvula piloto, no mostrada.

La primera caperuza 4 y tambien la segunda caperuza 4.1 estan provistas en cada caso de una cupula de iluminacion 4a o 4.1a, respectivamente. En la primera caperuza 4 estan dispuestos tres generadores de senales LED (diodos electroluminiscentes (LED)) de colores diferentes, no mostrados ni senalados, indicando un LED amarillo la "posicion ABIERTA", un LED verde la "posicion CERRADA" y un LED rojo "error/averfa". Ademas de estos generadores de senales opticas, la primera caperuza 4 dispone de dos botones de mando 4b y 4c que deben accionarse externamente.

La segunda caperuza 4.1 esta modificada en relacion con la primera caperuza 4 arriba descrita en la medida en que ahora esta previsto en la cupula de iluminacion 4.1a un generador de senales LED adicional (LED azul), indicando este LED azul el "estado corregido" y, si parpadea, el "estado no corregido". Mediante los dos botones de mando 4.1b y 4.1c, que deben accionarse externamente, pueden activarse funciones para programar el dispositivo de posicionamiento o el regulador.

Mientras que la primera pieza intercambiable de carcasa 2 esta provista de forma estandar de una unica conexion de enchufe 2a para la transmision de la informacion respectiva codificada en binario a un mando

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externo por programa almacenado, la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3 tiene de forma estandar las dos conexiones de enchufe 3a, 3b. La primera conexion de enchufe 3a, que es identica a la conexion de enchufe 2a de la primera pieza intercambiable de carcasa 2, es pentapolar, hallandose "L+ 24 VCC" en la asf llamada patilla 1, estando aplicado en la patilla 2 el "acuse de recibo ABIERTA", estando conectado "L- 24VCC" a la patilla 3, hallandose en la patilla 4 el "acuse de recibo CERRADA" y estando prevista la patilla 5 para la "entrada de programacion". La segunda conexion de enchufe 3b es tambien pentapolar, estando prevista la patilla 1 para "activar la valvula piloto", estando la patilla 2 destinada a "activar una valvula piloto adicional" en una segunda pieza intercambiable de carcasa del segundo tipo 3* en caso dado conectada en serie, estando la patilla 3 y la patilla 4 reservadas para "opciones adicionales" y sirviendo finalmente la patilla 5 para el "aviso de errores".

La segunda pieza intercambiable de carcasa del tercer tipo 3**, que adicionalmente a la primera valvula piloto dispuesta en la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3 contiene una segunda valvula piloto destinada a la correccion, dispone de la primera conexion de enchufe 3a y de la segunda conexion de enchufe 3b, que, si esta prevista una combinacion con la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3, estan cerradas con unas tapas ciegas 3a*, 3b* y cuya funcion la asumen la primera conexion de enchufe 3a y la segunda conexion de enchufe 3b de la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo 3, y dispone de la primera conexion neumatica 3c, la segunda conexion neumatica 3d y la tercera conexion neumatica 3e. Las tres conexiones de enchufe 3c, 3d, 3e asignadas respectivamente a las dos valvulas piloto se protegen o se conectan entre si desde el exterior en la forma necesaria (union de tubo flexible 3h entre las conexiones neumaticas 3c; silenciador 3f en la conexion neumatica 3d y tapon obturador 3g en la conexion neumatica 3e, en cada caso de la pieza intercambiable de carcasa 3**).

La primera conexion de enchufe pentapolar 3a de la segunda pieza intercambiable de carcasa del tercer tipo 3** esta modificada en cuanto a la ocupacion de sus patillas en relacion con la primera conexion de enchufe 3a de la pieza intercambiable de carcasa 3, de manera que ahora estan aplicadas a la patilla 2 la "entrada de valor nominal +" y a la patilla 4 la "salida de valor real +". La ocupacion de las patillas en la segunda conexion de enchufe 3b esta modificada en relacion con la ocupacion arriba descrita, de manera que ahora la patilla 1 queda "libre", en la patilla 2 esta aplicado el "acuse de recibo ABIERTA", en la patilla 3 se halla "L- 24 VCC" (potencial de referencia) y en la patilla 4 esta previsto el "acuse de recibo CERRADA".

Por medio de las Figuras 2a a 2i se describen caracterfsticas de configuracion esenciales de la pieza intercambiable de carcasa 2 segun la invencion. Las extensiones de las secciones centrales de las Figuras 2e (A-A), 2i (C-C) y 2f (B-B) estan definidas en las Figuras 2a o 2b.

La seccion central a traves de la primera pieza intercambiable de carcasa 2 (Figura 2f), correspondiente a la extension de seccion definida en la vista frontal segun la Figura 2b con B-B, muestra, en relacion con la posicion representada, en el extremo inferior la pieza de tapa 6, que esta unida por su parte inferior al accionamiento 1b, no representado, y por su parte superior, mediante un anillo de sujecion 7, a la primera pieza intercambiable de carcasa 2. La union entre la pieza de tapa 6 y el accionamiento 1b se realiza preferentemente mediante una rosca de perno dispuesta centrada en la pieza de tapa 6, mientras que, por otra parte, la union entre el anillo de sujecion 7 y la primera pieza intercambiable de carcasa 2 esta asegurada mediante un anillo de seguridad 10 fijado en esta ultima. Asf, el anillo de sujecion 7 esta dispuesto en la primera pieza intercambiable de carcasa 2 de manera desmontable y en arrastre de forma y, por una parte, sin posibilidad de desplazamiento axial y, por otra parte, con posibilidad de giro en la direccion periferica entre dos topes finales previstos en la primera pieza intercambiable de carcasa 2, en la zona de un angulo de torsion total determinado por estos. La capacidad de torsion de la pieza de tapa 6 en combinacion con el anillo de sujecion 7 con relacion a la primera pieza intercambiable de carcasa 2 abarca, entre los topes finales arriba mencionados, un angulo de torsion total que puede ser de hasta 350 grados.

En el anillo de sujecion 7 esta configurado un elemento de engrane elastico flexible 7a, cuyo saliente coopera en arrastre de forma y de fuerza con un dentado o un reticulado 15, extendiendose este ultimo por toda la periferia interior de la primera pieza intercambiable de carcasa 2 en un plano perpendicular a su eje longitudinal. Esta union elastica en arrastre de forma y de fuerza sirve, por una parte, para la sujecion mutua discreta de las piezas unidas, del anillo de sujecion 7 y de la primera pieza intercambiable de carcasa 2, a lo largo de todo el angulo de torsion de hasta 350 grados, a saber, en incrementos angulares relativamente pequenos determinados por el paso del dentado, y, por otra parte, para un ajuste inmovil de esta posicion respectivamente elegida, en caso de que un par que actue sobre la primera pieza intercambiable de carcasa 2 permanezca por debajo de un valor lfmite determinado preajustable. El dentado 15 se elige convenientemente de manera que el angulo de torsion total este subdividido en incrementos angulares de 5 a 10 grados, preferentemente de 6 grados. Una capacidad de giro correspondiente entre el anillo de sujecion 7 y la primera pieza intercambiable de carcasa 2 es ventajosa y deseable, ya que asf la conexion de enchufe 2a de la primera pieza intercambiable de carcasa 2 puede adaptarse facilmente a las condiciones de alimentacion dadas de las lfneas electricas.

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Las Figuras 2e, 2f y 2i muestran en cada caso, entre otras cosas, el indicador de posicion o transductor de desplazamiento 8, que esta dispuesto concentricamente al eje longitudinal de la primera pieza intercambiable de carcasa 2 y fijado a esta de manera desmontable, en arrastre de forma y a prueba de torsion. Se asegura una union estanca entre la pieza de tapa 6 y la primera pieza intercambiable de carcasa 2 por una parte mediante una primera junta torica 11 (Figura 2e) y una union correspondiente entre la primera pieza intercambiable de carcasa 2 y la primera caperuza 4 por otra parte se asegura mediante una segunda junta torica 12. La conexion de enchufe 2a, configurada como un asf llamado conector de brida 9, puede verse en las Figuras 2a a 2d y en las representaciones en perspectiva de las Figuras 2g y 2h. La representacion en seccion segun la Figura 2e, correspondiente a la extension de seccion definida en la Figura 2a con A-A, muestra ademas un tapon de purga de aire 13.

En base a las Figuras 3a a 3h se describen caracterfsticas de configuracion esenciales de la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer al tercer tipo 3, 3*, 3** segun la invencion. Las extensiones de las secciones centrales de las Figuras 3e (E-E) y 3f (D-D) estan definidas en las Figuras 3a o 3c. A continuacion, se describen solo las diferencias esenciales en relacion con la primera pieza intercambiable de carcasa 2 segun las Figuras 2a a 2i.

La segunda pieza intercambiable de carcasa 3, 3*, 3** presenta una extension axial mayor que la primera pieza intercambiable de carcasa 2, ya que deben disponerse en la periferia las dos conexiones de enchufe 3a, 3b, en un plano perpendicular al eje longitudinal de la pieza intercambiable de carcasa 3, 3*, 3**, ademas las tres conexiones neumaticas 3c, 3d, 3e (vease la Figura 3d) y, en el espacio interior, una valvula piloto 5 en conexion con un bloque neumatico 16. El bloque neumatico 16 establece la conexion de paso de fluido entre las conexiones neumaticas externas 3c, 3d, 3e y las conexiones correspondientes de la valvula piloto 5. Las conexiones neumaticas 3c, 3d, 3e estan provistas de conexiones de enchufe de ajuste a presion 17 (vease la Figura 3e).

LISTA DE REFERENCIAS DE LAS ABREVIATURAS UTILIZADAS

1 Valvula de proceso

1a Carcasa de valvula

1b Accionamiento (neumatico) sometido a la accion de un medio de presion (con cierre por resorte o apertura por resorte o efecto doble sin muelle de retroceso)

1c Pieza de separacion

2 Primera pieza intercambiable de carcasa

2a Conexion de enchufe

3 Segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo

3* Segunda pieza intercambiable de carcasa del segundo tipo

3** Segunda pieza intercambiable de carcasa del tercer tipo

3a Primera conexion de enchufe

3a* Primera tapa ciega

3b Segunda conexion de enchufe

3b* Segunda tapa ciega

3c Primera conexion neumatica

3d Segunda conexion neumatica

3e Tercera conexion neumatica

3f Silenciador

3g Tapon obturador

3h Union de tubo flexible

4 Primera caperuza

4a Cupula de iluminacion

4b Primera tecla de mando

4c Segunda tecla de mando

4.1 Segunda caperuza

4.1a Cupula de iluminacion

4.1b Primera tecla de mando

4.1c Segunda tecla de mando

10

15

20

5 Valvula piloto

6 Pieza de tapa (accionamiento)

7 Anillo de sujecion

7a Elemento de engrane (elastico)

8 Indicador de posicion (transductor de desplazamiento)

9 Conector de brida

10 Anillo de seguridad

11 Primera junta torica

12 Segunda junta torica

13 Tapon de purga de aire

14 Union de carcasa en arrastre de forma y de fuerza (mecanismo de union similar a un cierre de bayoneta)

15 Dentado/reticulado (ajuste de posicion en incrementos angulares predefinidos)

16 Bloque neumatico

17 Conexion de enchufe de ajuste a presion

I Primera estructura de carcasa (disposicion para indicacion de posicion)

II Segunda estructura de carcasa (disposicion para mando (accionamiento por resorte/neumatico))

III Tercera estructura de carcasa (disposicion para mando (accionamiento neumatico/neumatico))

IV Cuarta estructura de carcasa (disposicion para posicionamiento y/o regulacion de posicion)

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Valvula de proceso (1) con una estructura modular de carcasa para sistemas de vigilancia, control y regulacion para una valvula de proceso, que presenta como mmimo un vastago de valvula, que lleva un elemento de cierre, y un accionamiento (1b) sometido a la accion de un medio de presion para el o los vastagos de valvula,

donde la estructura de carcasa modular (I, II, III, IV),

unida de manera desmontable al accionamiento (1b) en el lado de este opuesto a la valvula de proceso (1) y en la que esta introducido un vastago de accionamiento unido al o a los vastagos de valvula,

presenta un indicador de posicion (8) en contacto con el vastago de accionamiento y que registra la posicion actual del vastago de valvula en relacion con un sistema de referencia determinado y a este respecto suministra mensajes de posicion actuales,

dispone de medios para almacenar los mensajes de posicion actuales y de medios para calcular y comparar mensajes de posicion y

presenta medios para el aviso optico y/o acustico del estado de funcionamiento de la valvula de proceso (1) y/o para la lectura de este ultimo, aracterizada porque

la estructura de carcasa en cuestion (I, II, III, IV) esta fijada en arrastre de forma y de fuerza al accionamiento (1b) respectivo mediante una pieza de tapa rotacionalmente simetrica (6), la estructura de carcasa (I, II, III, IV) puede estar montada ademas opcionalmente a partir de una primera pieza intercambiable de carcasa (2), una segunda pieza intercambiable de carcasa de un primer, un segundo, un tercer tipo (3, 3*, 3**) y una primera o segunda caperuza (4, 4.1), la pieza intercambiable de carcasa (2, 3, 3*, 3**) y la caperuza (4, 4.1) estan configuradas respectivamente como un cuerpo base rotacionalmente simetrico con un contorno exterior cilmdrico,

entre la pieza de tapa (6), la pieza intercambiable de carcasa (2, 3, 3*, 3**) y la caperuza (4, 4.1) de la estructura de carcasa en cuestion (I, II, III, IV) estan configurados unos puntos de union (6/2, 2/4; 6/3, 3/4; 6/3, 3/3*, 3*/4; 6/3, 3/3**, 3**/4.1) donde, vistos en una seccion meridiana, las generatrices de la pieza de tapa (6), de los cuerpos base de las piezas intercambiables de carcasa (2, 3, 3*, 3**) y de la caperuza (4, 4.1) se yuxtaponen con el mismo diametro, enrasadas, de una manera continua y sin hendiduras,

• todos los puntos de union estan sellados unos en relacion con otros, y

• en todos los puntos de union, los companeros de union respectivos estan centrados uno con respecto a otro de manera identica y unidos entre sf en arrastre de forma y de fuerza.

Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la estructura de carcasa (I, II, III, IV) esta formada, partiendo en cada caso de la pieza de tapa (6) y en el orden mencionado, a partir de una yuxtaposicion

• de la primera pieza intercambiable de carcasa (2) y una primera caperuza (4) (primera estructura de carcasa I), o

• de la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo (3) y la primera caperuza (4) (segunda estructura de carcasa II), o

• de la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo (3) y la segunda pieza intercambiable de carcasa del segundo tipo (3*) y la primera caperuza (4) (tercera estructura de carcasa III), o

• de la segunda pieza intercambiable de carcasa del primer tipo (3) y la segunda pieza intercambiable de carcasa del tercer tipo (3**) y la segunda caperuza (4.1) (cuarta estructura de carcasa IV).

Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque esta prevista una pieza de tapa (6) uniforme para accionamientos (1b) de diferentes tamanos.

Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la pieza de tapa (6) esta roscada directa o indirectamente por una parte en el accionamiento (1b) y por otra parte en la pieza intercambiable de carcasa (2, 3) adyacente, en cada caso mediante una rosca de perno dispuesta centrada en la pieza de tapa (6).

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30

35

40

45
5. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la segunda pieza intercambiable de carcasa (3, 3*, 3**) presenta medios para controlar el medio de presion para el accionamiento (1b).
6. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la pieza intercambiable de carcasa (2, 3, 3*, 3**) esta provista, en su extremo orientado hacia la pieza intercambiable de carcasa adyacente o hacia la caperuza (4, 4.1), de unas ranuras para un mecanismo de union similar a un cierre de bayoneta (14) y porque el otro extremo de la pieza intercambiable de carcasa (3*, 3**) respectivo correspondiente y la caperuza (4, 4.1) estan equipados con una pieza antagonista que encaja en la ranura respectiva.
7. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun la reivindicacion 6, caracterizada porque estan previstas en cada caso dos ranuras dispuestas diametralmente con, en cada caso, una pieza antagonista correspondiente.
8. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la rosca de perno de la pieza de tapa (6) que engrana en la pieza intercambiable de carcasa (2, 3) esta roscada en un anillo de sujecion (7), dispuesto en la pieza intercambiable de carcasa (2, 3) de manera desmontable y en arrastre de forma y, por una parte, sin posibilidad de desplazamiento axial y, por otra parte, con posibilidad de giro en la direccion periferica, entre dos topes finales previstos en la pieza intercambiable de carcasa (2, 3), en la zona de un angulo de torsion total determinado por estos.
9. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun la reivindicacion 8, caracterizada porque la capacidad de torsion de la pieza de tapa (6) en combinacion con el anillo de sujecion (7) abarca aquf, en relacion con la pieza intercambiable de carcasa (2, 3), entre los topes finales, un angulo de torsion total de hasta 350 grados.
10. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun la reivindicacion 8 o 9, caracterizada porque todo el angulo de torsion esta subdividido en incrementos angulares de 5 a 10 grados, preferentemente de 6 grados, y porque los incrementos angulares respectivos se consiguen mediante un dentado (15) correspondiente que se extiende en la pieza intercambiable de carcasa (2, 3), por toda la periferia interior de esta, y con el que coopera elasticamente un elemento de engrane (7a) dispuesto en el anillo de sujecion (7).
11. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el indicador de posicion (8) esta dispuesto en la pieza intercambiable de carcasa (2, 3) adyacente al accionamiento (1b) de manera desmontable, en arrastre de forma y a prueba de torsion.
12. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la caperuza (4, 4.1) presenta, en el centro de su lado superior que mira hacia el entorno, una cupula de iluminacion transparente (4a, 4.1a) que cubre como mfnimo tres generadores de senales LED de colores diferentes para indicar los estados de funcionamiento de la valvula de proceso (1).
13. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la caperuza (4, 4.1) aloja una placa de circuitos impresos destinada a alojar toda la electronica de control para la vigilancia o el control o la regulacion de la valvula de proceso (1).
14. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun la reivindicacion 13, caracterizada porque la electronica de control proporciona acuses de recibo para las posiciones abierta y cerrada de la valvula de proceso (1), bien como salida de conmutacion de 24 V CC o bien como bit de datos de interfaz AS.
15. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun la reivindicacion 13 o 14, caracterizada porque en la electronica de control, para el acuse de recibo de las posiciones abierta y cerrada de la valvula de proceso (1), esta almacenada una tolerancia de punto de conmutacion de 0,3 o 0,5 o 0,8 mm que puede seleccionarse a demanda.
16. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizada porque la electronica de control prevista en la caperuza (4, 4.1) presenta dos botones de mando (4b, 4c; 4.1b, 4.1c) para la programacion manual, que estan dispuestos en la caperuza (4,
4.1) y se manejan externamente, y una entrada de programacion para una programacion asistida por ordenador del sistema de vigilancia, mando y regulacion para la valvula de proceso (1).
17. Valvula de proceso con una estructura de carcasa segun una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque en las piezas intercambiables de carcasa (2, 3, 3*, 3**) estan configuradas 5 unas conexiones electricas (2a; 3a, 3b) y unas conexiones neumaticas (3c, 3d, 3e), en cada caso

como una conexion de enchufe.