JP2016169867A - ダイヤフラム弁を作動させる装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラム弁の開放度を良好に認識することができる、ダイヤフラム弁を作動させる装置を提供する。
【解決手段】ハウジング２と、電動機と、電気素子を取り付ける基板８と、ダイヤフラム弁２０またはダイヤフラム弁のスピンドルナット２６を作動させる伝動装置アセンブリ６と、ダイヤフラム弁の開放度を表示する位置表示装置１１と、を有する、ダイヤフラム弁を作動させる装置１において、位置表示装置が伝動装置アセンブリを介して駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、好ましくは上側部分及び下側部分から形成されたハウジングと、電動機と、電気素子を取り付ける基板と、ダイヤフラム弁またはダイヤフラム弁のスピンドルナットを作動させる伝動装置アセンブリと、ダイヤフラム弁の開放度を表示する位置表示装置と、を有する、ダイヤフラム弁を作動させる装置に関する。

ダイヤフラム弁は、管路系において遮断機構として又は流体の貫流を調整するために使用される。ダイヤフラム弁は、汚染された媒体に対して鈍感である点で優れている。特に、ダイヤフラム弁は、化学的な処理工業や、水処理、発電所において、冷却用途又は調整用途のため等に使用される。ダイヤフラム弁は、手動で、空気力又は電気で制御または駆動することができる。自動制御される設備では、電気駆動式のダイヤフラム弁が好適である。このような駆動装置は、システム内にこのような駆動装置を備えたすべてのダイヤフラム弁を、中央において１箇所から制御または調整することができる、という利点を有している。

特許文献１に開示された弁、特にダイヤフラム弁用の駆動装置では、弁はスピンドルを有している。手動クランクのグリップは、ねじ込み可能な覗きガラスとして形成されており、この覗きガラスは、ハウジングにねじ込まれ、このハウジング内においてピンが、ダイヤフラム弁の位置表示のために昇降する。

この公知の構成における欠点は、突出しているグリップにある。このグリップは覗きガラスとして働き、かつその露出した位置によって直ぐに損傷することがあり、しかも取付けのために大きなスペースを必要とする。

独国特許発明第３５２０５０２号明細書

ゆえに本発明の課題は、ダイヤフラム弁の開放度を良好に認識することができ、複数回転時における電機子の明瞭な位置を示す、ダイヤフラム弁を作動させる装置を提供することである。この装置は、あらゆる手動式のダイヤフラム弁に適合可能であり、または手動駆動装置と交換可能であることが望まれている。交換可能性によって、手動作動式のダイヤフラム弁を可能な限り簡単に、多くの手間と多くのコストなしに、自動作動式のダイヤフラム弁に交換可能であり、しかもこの自動作動式のダイヤフラム弁がダイヤフラム弁の開放度の視覚的な監視を可能にすることが望まれている。

この課題を解決するために、本発明の構成では、位置表示装置は、伝動装置アセンブリを介して駆動される。

ダイヤフラム弁を作動させる装置は、ハウジングを有しており、このハウジングは、好ましくは上側部分及び下側部分から形成されている。もちろん、ハウジングは、さらに多くの部分から形成されてもよい。ハウジングは、好ましくは射出成形法で製造される。加えて、本装置は、伝動装置アセンブリを介してダイヤフラム弁またはスピンドルナットを作動させる電動機を有しており、これによってダイヤフラムは昇降させられる。さらに、本装置は、電気素子が配置されている基板を有している。

ダイヤフラムの位置またはダイヤフラム弁の開放度を視覚的に検査するために、本装置は位置表示装置を有しており、この位置表示装置は同様に伝動装置アセンブリを介して駆動される。

ダイヤフラム弁の開放度またはダイヤフラム弁の位置が明瞭に認識されるようにするために、本装置はイニシエータを有している。このイニシエータは、ダイヤフラム弁の正確な開放度を再現する。さらに、これによって、制御装置は電気系統の故障時においても、ダイヤフラム弁の正確な位置を認識することができ、またはイニシエータによって位置に関する明瞭な信号を得ることができる。

好ましくは、イニシエータは位置表示装置に配置されている。好適なイニシエータとしては、回転発信器を挙げることができる。ダイヤフラムまたは位置表示装置の正確な位置を検出することができる他のイニシエータもまた、考慮及び使用することができる。

好ましくは、伝動装置アセンブリは、上側及び下側のベースプレートを有しており、両ベースプレートの間には、所望の力伝達及び回転数伝達のための歯車が配置されている。好ましくは、伝動装置アセンブリにおいてはもっぱら複数の平歯車が使用されており、これらの歯車は、種々異なった材料から形成されていてもよいし、均一の材料から形成されていてもよい。

伝動装置アセンブリのベースプレートは、スペーサピンを用いて互いに間隔をおいて位置しており、これによって歯車のうちの多くを両ベースプレートの間に配置することができる。このような伝動装置アセンブリの代替的な構造形式も、もちろん可能である。上述したように、位置表示装置もまた伝動装置アセンブリを介して駆動されている。

装置は、好ましくは電気式にまたは電流によって運転される。

位置表示装置は、ダイヤフラム弁の開放度を回転運動によって表示する。位置表示装置は、位置表示装置の表示ボタンに例えば表示シンボルが示されている回転表示装置に相当する。表示シンボルは、操作時に相応の位置に向くかまたは回転し、この位置は、例えばハウジングにおける表示ボタンの周りに設けられた目盛りによって形成されている。この回転運動は、伝動装置を介して伝達され、スピンドルナットの作動に対応して、別のまたは追加的な伝達装置によってしか推移しない。

好ましくは、イニシエータは位置表示装置に配置されているので、イニシエータは対応して位置表示装置と一緒に回転し、ダイヤフラム弁の明瞭な位置または開放度を再現する。

好適な態様としては、位置表示装置は、位置表示軸及び表示ボタンを有している。位置表示軸は、装置内において鉛直に延びており、表示ボタンは、位置表示軸の上端部に配置されている。

位置表示装置または位置表示軸は、ダイヤフラム弁のスピンドルナットに対して同軸的に延びている。好ましくは、位置表示装置は、スピンドルナットに直に形状結合式に結合された、伝動装置アセンブリの歯車と同軸的に延びている。

好適な態様としては、ハウジングは透明領域を有している。この透明領域は、表示ボタンの上に配置されており、これによって表示ボタンを視ることが可能になり、ひいてはダイヤフラム弁の位置を示す表示シンボルを視ることが可能になる。この好適な態様によって、位置表示装置全体を装置のハウジング内に配置することができる。これによって、追加的なシール箇所が生じるのを回避することができ、かつ装置の内部における汚れを最小に減じることができる。しかしながら、もちろん、ハウジングにおける透明領域の配置形態の別の可能性もある。

ダイヤフラム弁の開放度の明瞭な表示を行うために、ダイヤフラム弁の完全な開放及び／又は閉鎖のために必要な、スピンドルナットの複数回の回転が、ダイヤフラム弁の開放度を表示する位置表示装置の最大で１回転に減じられるような伝達比を、伝動装置は有する。本発明に係る装置のための制御装置は、好ましくは位置表示装置に配置されているイニシエータを用いて、ダイヤフラム弁の位置を認識することができ、かつ電気系統の故障後においても、表示及び位置フィードバックは明瞭なままである。

このような伝達装置は、位置表示装置を駆動するための少なくとも１つの別のまたは追加的な伝動装置段が、伝動装置アセンブリに配置されているか、または伝動装置アセンブリに接続されていることによって、形成されることが好ましい。すなわち、例えば、スピンドルナットに形状結合式に結合されている歯車は、該歯車に対して同軸的に配置されゆえに該歯車と同じ回転数で回転する、１つの別の歯車と堅固に結合されている。この別の歯車は、前記歯車よりも小さな直径を有していて、さらに、回転数を減じるために、さらに別の歯車と噛み合っている。このさらに別の歯車は、該歯車に対して同軸的に配置された駆動される歯車を介して、位置表示装置に配置された歯車を駆動するようになっている。

別のまたは追加的な伝動装置段は、伝動装置アセンブリ内にまたは上側のベースプレートと下側のベースプレートとの間に配置されていてもよいし、外側に配置されていてもよい。好適な態様では、追加的な伝動装置段は、伝動装置アセンブリの上側のベースプレートに配置されている。

このような構成は、本装置を可変に使用可能にし、伝達比は、歯車の交換によって簡単に変化させることができる。

ダイヤフラム弁のスピンドルナットと伝動装置アセンブリとの伝達形態または結合形態によって、ダイヤフラムのストローク運動が、スピンドルナットを用いて回転運動に変換され、ダイヤフラムの必要なストロークのための、スピンドルナットの複数回の回転が、位置表示装置における最大１回転に減じられ、これによってダイヤフラムの開放度が表示される。

本装置が、本装置をダイヤフラム弁に取り付けるのに用いられる中間エレメントを有していると、有利なことが判明している。この中間エレメントは、本装置を、手動駆動装置を備えた既存のダイヤフラム弁に適合させることができるように、または本装置を手動駆動装置の代わりに取り付けることができるように、構成されている。

好ましくは、本装置は、伝動装置アセンブリをダイヤフラム弁またはスピンドルナットに連結するアダプタを有している。

図面に基づき本発明の一実施形態を説明するが、本発明はこの実施形態に限定されない。

既にダイヤフラム弁に固定されている本発明に係る装置を示す縦断面図である。 本発明に係る装置を断面して示す斜視図である。 イニシエータの領域における本発明に係る装置を断面して示す斜視図である。

図１には、本発明に係る装置が縦断面図で示されている。装置１は既にダイヤフラム弁２０に固定されている。本発明に係る装置１は、ハウジング２を有しており、このハウジング２は、好ましくは下側部分４と上側部分３とから構成される。ハウジング２内には、電動機７が配置されている。電動機７は伝動装置アセンブリ６を駆動し、伝動装置アセンブリ６はさらにダイヤフラム弁２０またはそのスピンドルナット２６を駆動する。スピンドルナット２６は、ダイヤフラム２１のストロークに関与している。ダイヤフラム２１の位置またはダイヤフラム弁２０の開放度を認識するために、装置１は位置表示装置１１を有している。この位置表示装置１１も同様に、伝動装置アセンブリ６によって駆動される。ダイヤフラム弁２０を開閉するために必要な回転は、伝動装置アセンブリ６を用いて、かつ必要な場合には別の伝動装置段を用いて伝達され、位置表示装置１１の最大１回転中にダイヤフラム弁２０の各開放度が表示され得るようになっている。最適な位置認識を保証するために、装置１は好ましくはイニシエータ３０を有している。イニシエータ３０は、好ましくは位置表示装置１１に配置されていて、イニシエータ３０を用いてダイヤフラム弁２０の正確な開放度を検出することができる。好適なイニシエータ３０の例として、図３には、好ましくは磁気式に機能する回転発信器が示されている。従来技術に基づき公知の他のイニシエータ又は回転発信器も、使用可能である。さらに電気素子を取り付けられた基板８が、装置１内に配置されている。エネルギ供給は、接続部１０を介して行われる。

図２には、特に、本発明に係る装置１における伝動装置アセンブリ６の構造の１つの例が示されている。伝動装置アセンブリ６における伝動装置段の他の配置形態及び分割形態も、もちろん可能である。電動機７は、好ましくは伝動装置アセンブリ６の上側のベースプレート１４に配置されている。電動機７の出力軸（図示せず）には、歯車（図示せず）が配置されており、この歯車は、伝動装置アセンブリ６の歯車１７と噛み合っている。伝動装置アセンブリ６は、ダイヤフラム弁２０またはスピンドルナット２６を作動させるのに必要なトルクを得ることができるように、多くの歯車１７及び伝動装置段を有している。従って、駆動装置である電動機７及び必要なスペースに関連して、内部に配置された歯車１７を備えたこのような伝動装置アセンブリ６の構造を、個々に設計することができる。図２における断面斜視図から、装置１内に配置され伝動装置アセンブリ６を介して駆動される位置表示装置１１が良好に観察される。

伝動装置アセンブリ６は、種々異なった歯車１７を有している。これらの歯車１７は、複数の伝動装置段に配置されている。歯車２２は、アダプタ２５を用いてスピンドルナット２６に形状結合式（formschluessig）に結合されている。従って、駆動される歯車２２は、スピンドルナット２６と同じ軸線及び好ましくは位置表示装置１１とも同じ軸線に位置している。ダイヤフラム弁２０の開放度を位置表示装置１１によって示すために、歯車２２には別の歯車１９が該歯車２２に対して同軸的に配置されている。両歯車１９，２２は互いに堅固に結合されており、これによって歯車１９は、歯車２２と同じ回転数を有し、かつ好ましくは歯車２２に比べて大幅に小さな直径を有している。その理由は、ダイヤフラム弁２０の開閉のために必要な複数回の回転を、位置表示装置１１の最大１回転中に表示するという目的のためである。これによって、スピンドルナット２６の回転数を有する歯車１９は、スピンドルナット２６に結合された歯車２２及びスピンドルナット２６自体と同軸的に配置されている。好ましくは、歯車１９は上側のベースプレート１４の上に配置されていて、別の伝動装置段１６を駆動する。別の伝動装置段１６は、回転数の低減、ひいては位置表示装置１１のために働く。従って、別の伝動装置段１６は、歯車１９によって駆動される歯車１３を有しており、この歯車１３は、歯車１９よりも大きな直径を有しているので、既にここで回転数は減じられている。従って、同じ伝動装置段１６に配置されていて歯車１３に同軸的にかつ堅固に結合されている歯車２７は、歯車１３と同じ回転数を有しており、位置表示軸１２に堅固に結合されている歯車２３をさらに駆動する。好ましくは、歯車２３は、駆動する歯車２７よりも大きな直径を有しているので、ここでも回転数が減じられる。位置表示装置１１の位置表示軸１２は、該位置表示軸１２に堅固に配置された歯車２３で、軸２８に回転可能に支持されている。位置表示装置１１の上端部には、表示ボタン９が配置されており、この表示ボタン９は、対応して位置表示軸１２と一緒に回転する。好ましくは、位置表示装置１１にイニシエータ３０が配置されている（図３参照）。このイニシエータ３０は、ダイヤフラム弁２０の正確な位置または開放度を検出し、検出された位置を、電動機７に接続している制御装置に伝達する。図３に示した磁気式の回転発信器は、そのために使用することができるイニシエータ３０の１つである。

好ましくは、位置表示装置１１または位置表示軸１２に、磁石ホルダ３３が配置されており、この磁石ホルダ３３には、イニシエータ３０、または本実施の形態では磁気式の回転発信器の磁石リング３２が配置されている。位置を検出するために、ポジションピックアップ３１が働き、このポジションピックアップ３１は、磁石リング３２を用いて、ダイヤフラムの位置を認識する。このようなイニシエータは、従来技術に基づき周知である。

伝動装置アセンブリ６は、その好適な構造として、上側及び下側のベースプレート１４，１５を有している。両ベースプレート１４，１５は、スペーサピン１８を用いて互いに間隔をおいて位置しており、両ベースプレート１４，１５の間には、スピンドルナット２６を駆動するための歯車１７，２２が配置されかつ支持されている。このとき、上述したように、位置表示装置への伝達のための別の伝動装置段が、両ベースプレート１４，１５の間に配置されていてもよい。

ハウジング２における透明領域５は、表示ボタン９を視ることを可能にし、ひいては位置表示装置１１全体を、シールされたハウジング２内に配置することを可能にする。

装置１をダイヤフラム弁２０に固定するために、装置１は、好ましくはプラスチック製の中間エレメント２４を有している（図１参照）。この中間エレメント２４は、一種の移行部材として働き、装置１を該装置１に配置された収容部２９と共にダイヤフラム弁２０に取り付けることを可能にする。中間エレメント２４は、トルクを伝達するために、本発明に係る装置１及びダイヤフラム弁２０に形状結合式に結合されている。ダイヤフラム弁２０に中間エレメント２４を固定する固定手段３４は、組み立てられた状態において、接近不能であり、これにより外的な影響に対して保護されている。

スピンドルナット２６への装置１の力伝達を可能にするために、アダプタ２５が、スピンドルナット２６及び歯車２２に形状結合式に結合されている。

１ 装置
２ ハウジング
３ ハウジングの上側部分
４ ハウジングの下側部分
５ 透明領域
６ 伝動装置アセンブリ
７ 電動機
８ 基板
９ 表示ボタン
１０ エネルギ供給部に接続するための接続部
１１ 位置表示装置
１２ 位置表示軸
１３ 駆動される歯車
１４ 上側のベースプレート
１５ 下側のベースプレート
１６ 別の伝動装置段
１７ 歯車
１８ スペーサピン
１９ 歯車２２に堅固に結合された歯車
２０ ダイヤフラム弁
２１ ダイヤフラム
２２ アダプタを介してスピンドルナットに形状結合式に結合された歯車
２３ 調節表示軸における歯車
２４ 中間エレメント
２５ アダプタ
２６ ダイヤフラム弁のスピンドルナット
２７ 歯車２３に対する駆動する歯車
２８ 固定の軸
２９ 収容部
３０ イニシエータ
３１ ポジションピックアップ
３２ 磁石リング
３３ 磁石ホルダ
３４ 固定手段

Claims (15)

1. 好ましくは上側部分（３）及び下側部分（４）から形成されたハウジング（２）と、電動機（７）と、電気素子を取り付ける基板（８）と、ダイヤフラム弁（２０）または該ダイヤフラム弁（２０）のスピンドルナット（２６）を作動させる伝動装置アセンブリ（６）と、前記ダイヤフラム弁（２０）の開放度を表示する位置表示装置（１１）と、を有する、ダイヤフラム弁（２０）を作動させる装置（１）であって、
   前記位置表示装置（１１）は、前記伝動装置アセンブリ（６）を介して駆動されていることを特徴とする、ダイヤフラム弁（２０）を作動させる装置（１）。
2. 当該装置（１）は、電流によって運転されているまたは電気式である、請求項１記載の装置（１）。
3. 前記位置表示装置（１１）は、回転運動によって、前記ダイヤフラム弁（２０）の開放度を示す、請求項１又は２記載の装置（１）。
4. 当該装置（１）は、イニシエータ（３０）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置（１）。
5. 前記イニシエータ（３０）は、前記位置表示装置（１１）に配置されている、請求項４記載の装置（１）。
6. 前記イニシエータ（３０）は、回転発信器として形成されている、請求項４又は５記載の装置（１）。
7. 前記ダイヤフラム弁（２０）の完全な開放及び／又は閉鎖のために必要な、前記スピンドルナット（２６）の複数回の回転が、前記ダイヤフラム弁（２０）の開放度を表示する前記位置表示装置（１１）の最大で１回転で伝達される、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置（１）。
8. 前記伝動装置アセンブリ（６）は、前記位置表示装置（１１）を駆動しかつ回転数を対応して伝達する、少なくとも１つの別のまたは追加的な伝動装置段（１６）を有しているか、または、前記伝動装置アセンブリ（６）に接続して、前記伝動装置段（１６）が設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置（１）。
9. 前記位置表示装置（１１）は、位置表示軸（１２）と表示ボタン（９）とを有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置（１）。
10. 前記位置表示装置（１１）または前記位置表示軸（１２）は、歯車（２２）に同軸に結合されており、該歯車（２２）は、前記ダイヤフラム弁（２０）の前記スピンドルナット（２６）に、好ましくはアダプタ（２５）を用いて、形状結合式にかつ同軸的に結合されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置（１）。
11. 前記位置表示軸（１２）に別の歯車（２３）が配置されている、請求項９又は１０記載の装置（１）。
12. 前記位置表示装置（１１）は完全に前記ハウジング（２）内に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置（１）。
13. 前記ハウジング（２）は、透明領域（５）を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置（１）。
14. 当該装置（１）は、中間エレメント（２４）を有しており、該中間エレメント（２４）は、当該装置（１）を前記ダイヤフラム弁（２０）に取り付けるのに用いられる、請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置（１）。
15. 当該装置（１）は、前記伝動装置アセンブリ（６）を前記ダイヤフラム弁（２０）に連結するか、または前記歯車（２２）を前記ダイヤフラム弁（２０）の前記スピンドルナット（２６）に連結する、アダプタ（２５）を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置（１）。