DE-102017121094-B4 - Ventilsteuerkopf

Abstract

Ventilsteuerkopf (10), umfassend ein Gehäuse (12), eine Steuerelektronik (14), mindestens ein Steuerventil (20), Fluidanschlüsse (18), elektrische Anschlüsse (16), ein mit einem ersten Ventilschließteil starr gekoppeltes erstes Messobjekt (22) und ein Positionsmesssystem (32), umfassend eine Messelektronik (48) und einen ersten Positionssensor (34), wobei der erste Positionssensor (34) eine Position des ersten Messobjekts (22) erfassen kann, und wobei der Ventilsteuerkopf (10) eine Befestigungsvorrichtung (45) aufweist, die ausgebildet ist, um einen zweiten Positionssensor (36) anzukoppeln, wobei das Positionsmesssystem (32) mit einem elektronischen Umschalter (50) ausgestattet ist, wobei mit dem elektronischen Umschalter (50) der jeweilige Positionssensor (34, 36) wahlweise zur Messelektronik (48) durchschaltbar ist, und wobei der Ventilsteuerkopf (10) mittels der Befestigungsvorrichtung (45) modular ausgebildet ist, und wobei ein zweites Messobjekt (24) mit dem zweiten Positionssensor (36) an den Ventilsteuerkopf (10) ankoppelbar ist.

Inventors

• Kersten Grosse

Assignees

• Bürkert Werke GmbH & Co. KG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20170912

Claims (6)

1. Ventilsteuerkopf (10), umfassend ein Gehäuse (12), eine Steuerelektronik (14), mindestens ein Steuerventil (20), Fluidanschlüsse (18), elektrische Anschlüsse (16), ein mit einem ersten Ventilschließteil starr gekoppeltes erstes Messobjekt (22) und ein Positionsmesssystem (32), umfassend eine Messelektronik (48) und einen ersten Positionssensor (34), wobei der erste Positionssensor (34) eine Position des ersten Messobjekts (22) erfassen kann, und wobei der Ventilsteuerkopf (10) eine Befestigungsvorrichtung (45) aufweist, die ausgebildet ist, um einen zweiten Positionssensor (36) anzukoppeln, wobei das Positionsmesssystem (32) mit einem elektronischen Umschalter (50) ausgestattet ist, wobei mit dem elektronischen Umschalter (50) der jeweilige Positionssensor (34, 36) wahlweise zur Messelektronik (48) durchschaltbar ist, und wobei der Ventilsteuerkopf (10) mittels der Befestigungsvorrichtung (45) modular ausgebildet ist, und wobei ein zweites Messobjekt (24) mit dem zweiten Positionssensor (36) an den Ventilsteuerkopf (10) ankoppelbar ist.
2. Ventilsteuerkopf (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass zwischen den Positionssensoren (34, 36) und dem Umschalter (50) eine sensorabhängige Signalvorverarbeitungseinrichtung (52, 54) zwischengeschaltet ist.
3. Ventilsteuerkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der zweite Positionssensor (36) außerhalb des Gehäuses (12) ankoppelbar ist.
4. Ventilsteuerkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Steuerkopf (10) ein Zusatzgehäuse (46) umfasst, wobei der zweite Positionssensor (36) in dem Zusatzgehäuse (46) angeordnet ist.
5. Ventilsteuerkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Positionssensoren (34, 36) eine im Wesentlichen hohlzylindrische Gestalt haben.
6. Ventilsteuerkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Positionssensoren (34, 36) einen Raum (42, 44) zur Aufnahme der Messobjekte (22, 24) aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventilsteuerkopf für Prozessventile. Ventile sind ein wesentliches Steuer-und Regelelement in der Prozess- und Automatisierungsindustrie. Aus Gründen der Betriebssicherheit sowie der Prozesssteuerung ist es von besonderer Bedeutung, die Stellung eines Ventils und damit verbunden die Position eines Ventilschließteils in einem Ventil zu kennen. Prozessventile besitzen mindestens ein Ventilschließteil, komplexere Prozessventile besitzen häufig zwei Ventilschließteile, um mehrere Fluidströme steuern zu können. Um eine Position der Ventilschließteile überwachen zu können, werden üblicherweise Initiatoren seitlich am Prozessventil angebracht. Diese müssen über ein Kabel mit dem Steuerkopf verbunden werden, was hinsichtlich des benötigten Bauraums ungünstig ist. Die WO 02 / 093 058 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung der Schaltbewegung eines Ventils, wobei feste Ventilstellungen erkannt werden. Die DE 10 2006 058 398 A1 offenbart eine Steuereinheit für ein Ventil mit zwei Schließkörpern zum Verschließen eines Durchgangs, welcher zwei Anschlussöffnungen verbindet, und mit Lagesensoren zum Überwachen der Stellungen der Schließkörper. Die DE 20 2010003659 U1 beschreibt eine Vorrichtung zur Endlagenerkennung in Hubventilen mit einem Sensormodul. Die DE 102015109473 A1 offenbart ein Ventil mit einem Stößel und mit einem Sensor zur Erfassung eines Verstellwegs des Stößels. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Ventilsteuerkopf anzugeben, welcher eine besonders einfache Erfassung mehrerer Ventilstellungen ermöglicht. Gleichzeitig soll der Ventilsteuerkopf modular aufgebaut werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Ventilsteuerkopf gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1, umfassend ein Gehäuse, eine Steuerelektronik, mindestens ein Steuerventil, Fluidanschlüsse, elektronische Anschlüsse, ein mit einem ersten Ventilschließteil starr gekoppeltes erstes Messobjekt und ein Positionsmesssystem, umfassend eine Messelektronik und einen ersten Positionssensor, wobei der erste Positionssensor eine Position des ersten Messobjekts erfassen kann, und wobei der Ventilsteuerkopf eine Befestigungsvorrichtung aufweist, die ausgebildet ist, um einen zweiten Positionssensor anzukoppeln. Das Positionsmesssystem ist mit einem elektronischen Umschalter, insbesondere mit einem Mulitplexer, ausgestattet. Der jeweilige Positionssensor ist durch den elektronischen Umschalter wahlweise zur Messelektronik durchschaltbar. Der Ventilsteuerkopf kann mittels der Befestigungsvorrichtung modular ausgebildet sein. Ein zweites Messobjekt ist zusammen mit dem zweiten Positionssensor an den Ventilsteuerkopf ankoppelbar. Mit einem derart ausgebildeten Ventilsteuerkopf kann zuverlässig die Position eines Ventilschließteils erfasst werden. Durch die Möglichkeit, einen zweiten Positionssensor anzubringen, kann auch bei Prozessventilen mit zwei Ventilschließteilen eine zuverlässige Positionsüberwachung stattfinden. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Zwei-Weg-Messsystemen. Außerhalb des Steuerkopfes angebrachte Initiatoren können entfallen, sodass der Steuerkopf kostengünstig und bauraumoptimiert ausgebildet ist. Die modulare Bauweise ermöglicht es außerdem, bei der Fertigung des Ventilsteuerkopfes viele Gleichteile zu nutzen. Durch einen elektronischen Umschalter wird der Vorteil erreicht, dass große Teile der Messelektronik von beiden Positionssensoren genutzt werden können, wenn ein zweiter Positionssensor an dem Steuerkopf angebracht ist. Somit kann die Messelektronik für den Steuerkopf besonders kostengünstig sein. Um die Messelektronik möglichst einfach zu halten, sollten beide Positionssensoren nach dem gleichen Messprinzip arbeiten. Indem der jeweilige Positionssensor durch den elektronischen Umschalter wahlweise zur Messelektronik durchschaltbar ist, können beide Positionssensoren Teile der Messelektronik gemeinsam nutzen und die Positionen von zwei Ventilschließteilen mit nur einer Messschaltung gemessen werden. Die Ventilschließteile sind vorzugsweise jeweils mit einer Spindel fest verbunden, wobei bei Prozessventilen mit zwei Ventilschließteilen eine Spindel als Hohlspindel ausgebildet ist, die konzentrisch zur ersten Spindel angeordnet und unabhängig von der ersten Spindel beweglich ist. Die Ventilschließteile können auch einteilig mit den Spindeln ausgebildet sein. An den Spindeln, insbesondere an einem in den Ventilsteuerkopf ragenden Ende der Spindeln, ist jeweils ein Messobjekt befestigt. Folglich sind die Ventilschließteile über die Spindeln mit den Messobjekten gekoppelt, und zwar derart, dass eine Bewegung eines Ventilschließteils eine korrespondierende Bewegung des Messobjekts zur Folge hat. Um das zweite Messobjekt zusammen mit dem Positionssensor an den Ventilsteuerkopf anzukoppeln, kann der Positionssensor Vorsprünge aufweisen, über die das Messobjekt an dem Positionssensor gehalten ist. Über das zusätzliche Messobjekt wird auch