DE10246912B3 - Manual drive for operation of pipeline flow control valve using handwheel and threaded spindle for axial movement of lifting element for valve element - Google Patents

Manual drive for operation of pipeline flow control valve using handwheel and threaded spindle for axial movement of lifting element for valve element Download PDF

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Abstract

The manual drive has a handwheel (1) coupled with a threaded spindle (5), which is blocked from movement in the axial direction and an axially displaced lifting element (4) for the valve element, the drive housing (2) provided with one or more threaded stops (3a,3z), which are adjustable relative to the threaded spindle, for limiting the movement of the lifting element in one or both directions.

Description

Zur Steuerung des Flußes eines Mediums, z.B. einer Flüssigkeit, durch eine Rohrleitung kann z.B. ein Sitzventil oder ein Membranventil verwendet werden. Mit einem solchen Ventil kann die Durchflußmenge und/oder die Durchflußgeschwindigkeit gesteuert werden.To control the flow of a Medium, e.g. a liquid, through a pipeline e.g. a poppet valve or a diaphragm valve be used. With such a valve, the flow rate and / or the flow rate to be controlled.

Die Erfindung betrifft einen Handantrieb zum Öffnen oder Schließen eines Absperrorgans, zum Beispiel eines Sitzventils oder eines Membranventils.The invention relates to a manual drive to open or closing a shut-off device, for example a seat valve or a diaphragm valve.

In einem solchen Absperrorgan wird das zu betätigende Dichtelement: der Kegel, oder die Membran, mit einem axial und senkrecht zum Sitz beweglichen Hubelement vom und zum Dichtsitz des Absperrorgans bewegt.In such a shut-off device the one to be operated Sealing element: the cone, or the membrane, with an axial and vertical Lifting element movable to the seat from and to the sealing seat of the shut-off device emotional.

Aus der Offenlegungsschrift DE 100 06 326 A1 ist ein Handantrieb für Absperrorgane bekannt, der zum Öffnen und Schließen eines Absperrorgans, insbesondere eines Membranventils, geeignet ist mit einem Handrad und einer mit einem Ventilelement gekoppelten Gewindespindel, die durch das Handrad axial bewegbar ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Handrad mit einer Einrichtung ausgerüstet ist, das es ermöglicht, die Schließposition der Gewindespindel bzw. des Gewindeelementes zu begrenzen.From the published application DE 100 06 326 A1 a manual drive for shut-off devices is known, which is suitable for opening and closing a shut-off device, in particular a diaphragm valve, with a hand wheel and a threaded spindle coupled to a valve element, which is axially movable by the hand wheel, which is characterized in that the hand wheel with a Device is equipped, which makes it possible to limit the closed position of the threaded spindle or the threaded element.

Die Lösung ist aufwendig in der Herstellung, insbesondere wenn der Antrieb aus Metall hergestellt werden sollte. Gleichzeitig ist die Justierung der Endlagen aufwendig. Die Einstellung der Endlage der Schließposition bedingt eine erneute Einstellung der Endlage der Offenstellung.The solution is complex to manufacture, in particular if the drive should be made of metal. simultaneously the adjustment of the end positions is complex. The setting of the end position the closed position requires a new setting of the end position of the open position.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bewegung des Hubelementes in seinen Endlagen einstellen und begrenzen zu können. Damit soll die Lage des Dichtelementes sowohl in der unteren Position (Absperrorgan geschlossen) als auch der oberen Position (Absperrorgan geöffnet) definiert werden können.The invention is based, which Set and limit the movement of the lifting element in its end positions to be able to. This is intended to position the sealing element both in the lower position (Shut-off device closed) as well as the upper position (shut-off device open) can be defined.

Die Verstellung der Endlagen soll unabhängig voneinander möglich sein. Die Herstellung des Antriebes soll einfach und kostengünstig sein.The adjustment of the end positions should independently possible from each other his. The manufacture of the drive should be simple and inexpensive.

Zusätzlich soll die Stellung des Hubelements erfaßt und ausgewertet werden können.In addition, the position of the Lifting element detected and can be evaluated.

Die Aufgabenstellung ist für alle Hubventile nahezu identisch, deswegen wird nachfolgend die Erfindung nur anhand eines beispielhaften Membranventiles erläutert.The task is almost the same for all globe valves identical, therefore the invention is based on only one exemplary diaphragm valve explained.

Darin zeigtIn it shows

1.: Eine schematische, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, längs zur Rohrleitungsachse und längs zur Antriebsachse geschnittenen Membranventils 1 .: A schematic, perspective view of a diaphragm valve according to the invention, cut along the pipe axis and along the drive axis

2.: Eine schematische, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, quer zur Rohrleitungsachse und längs zur Antriebsachse geschnittenen Membranventils, bei dem der Antrieb um 90° gegenüber 1 verdreht ist. 2 .: A schematic, perspective view of a diaphragm valve according to the invention, cut transversely to the pipe axis and longitudinally to the drive axis, in which the drive is 90 ° opposite 1 is twisted.

3.: Eine schematische, perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Handantriebes. 3 .: A schematic, perspective view of the manual drive according to the invention.

4.: Eine schematische, perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Hubelementes, welches zur Betätigung der Membran verwendet wird. 4 .: A schematic, perspective view of the lifting element according to the invention, which is used to actuate the membrane.

Ein Membranventil besteht aus einem Körper 6, einer Membran 7 und einem Handantrieb, der im wesentlichen aus den Teilen 1, 2, 3, 4 und 5, besteht.A diaphragm valve consists of one body 6 , a membrane 7 and a manual drive consisting essentially of the parts 1 . 2 . 3 . 4 and 5 , consists.

Ein Handrad 1 ist mit der Gewindespindel 5 verbunden. Diese Verbindung muß die Verdrehung der beiden Teile gegeneinander sichern und erfolgt vorzugsweise mit einer Vierkant-, oder Sechskantverbindung. Der Verbund Handrad 1/ Gewindespindel 5 ist im Antriebsgehäuse 2 drehbar gelagert und gegen eine Bewegung in axialer Richtung (Gewindespindelachse) mit geeigneten Maßnahmen gesichert.A handwheel 1 is with the threaded spindle 5 connected. This connection must secure the rotation of the two parts against each other and is preferably carried out with a square or hexagonal connection. The composite handwheel 1 / Threaded spindle 5 is in the drive housing 2 rotatably mounted and secured against movement in the axial direction (threaded spindle axis) with suitable measures.

Die Gewindespindel 5 verfügt über ein Gewinde, welches in ein korrespondierendes Gewinde 4g des Hubelementes 4 eingreift. Das Hubelement 4 ist gegen Verdrehen im Gehäuse 2 mittels der Führung 2f des Gehäuses 2 gesichert.The threaded spindle 5 has a thread that fits into a corresponding thread 4g of the lifting element 4 intervenes. The lifting element 4 is against twisting in the housing 2 by means of leadership 2f of the housing 2 secured.

Beim Verdrehen des Handrades 1 mitsamt der Gewindespindel 5 um die Gewindespindelachse, wird über das Gewinde der Gewindespindel 5 und das korrespondierende Gegengewinde 4g des Hubelements 4 das Hubelement 4 relativ zum Gehäuse 2 auf und ab bewegt. Die Verdrehung des Hubelements 4 gegen das Gehäuse 2 wird mit einer im Gehäuse 2 eingebrachten Führung 2f verhindert.When turning the handwheel 1 together with the threaded spindle 5 about the threaded spindle axis, is about the thread of the threaded spindle 5 and the corresponding counter thread 4g of the lifting element 4 the lifting element 4 relative to the housing 2 moved up and down. The rotation of the lifting element 4 against the housing 2 comes with one in the case 2 introduced leadership 2f prevented.

Im Gehäuse Z sind zwei Gewindebohrungen angebracht, deren Achsen parallel zu der Gewindespindelachse sind. In diesen Gewindebohrungen sind Hubbegrenzer 3a und 3z angebracht, die über ein entsprechendes Außengewinde verfügen. Die Hubbegrenzer sind mit Innensechskanten, Schlitzen, oder ähnlichem versehen, damit mit entsprechenden Werkzeugen die Lage der Hubbegrenzer 3 im Gehäuse 2 von außen verstellt werden kann.Two threaded bores are made in the housing Z, the axes of which are parallel to the threaded spindle axis. There are stroke limiters in these threaded holes 3a and 3z attached, which have a corresponding external thread. The stroke limiters are provided with hexagon sockets, slots, or the like, so that the position of the stroke limiters can be used with the appropriate tools 3 in the housing 2 can be adjusted from the outside.

Vorzugsweise ist das Handrad in einer Form auszuführen, die in nahezu jeder Stellung des Handrades den Zugang zu den Hubbegrenzern 3a und 3z erlauben und damit deren Justage ermöglichen. Im gezeigten Beispiel verfügt das Handrad deswegen lediglich über eine Speiche.The handwheel is preferably to be designed in a form which gives access to the stroke limiters in almost any position of the handwheel 3a and 3z allow and thus enable their adjustment. In the example shown, the handwheel therefore only has one spoke.

Das pilzartig ausgeformte Ende der Hubbegrenzer 3 liegt über entsprechenden Anschlagflächen 4z und 4a des Hubelements 4. So begrenzen die Hubbegrenzer 3 die jeweiligen Endlagen des Hubelements 4.The mushroom-shaped end of the stroke limiter 3 lies over corresponding stop surfaces 4z and 4a of the lifting element 4 , So limit the stroke limiters 3 the respective end positions of the lifting element 4 ,

Der Hubbegrenzer 3a begrenzt dabei die oberste Stellung des Hubelements 4 (Absperrorgan geöffnet), indem der Kopf des Hubbegrenzers 3a auf der Anschlagfläche 4a anschlägt.The stroke limiter 3a limits the top position of the lifting element 4 (shut-off opened) by the head of the stroke limiter 3a on the stop surface 4a strikes.

Der Hubbegrenzer 3z begrenzt dabei die unterste Stellung des Hubelements 4 (Absperrorgan geschlossen), indem der Kopf des Hubbegrenzers 3a auf der Anschlagfläche 4z anschlägt. Im hier gezeigten Beispiel ist die Anschlagfläche 4a gabelartig ausgeformt.The stroke limiter 3z limits the lowest position of the lifting element 4 (Shut-off device closed) by the head of the stroke limiter 3a on the stop surface 4z strikes. In the example shown here is the stop surface 4a shaped like a fork.

Die elektrische Stellungserfassung eines Handantriebes für Hubasperorgane ist nach dem Stand der Technik sehr aufwendig. Eine Lösung zur stufenlos von außen justierbaren Detektierung von Zwischenstellungen eines Handantriebes, wobei die Detektierung im Antriebsgehäuse erfolgt, ist nicht bekannt. Ein Aufbau der Detektierung außerhalb des Antriebsgehäuses ist wegen der Verschmutzungsgefahr in sterilen Anwendungen unerwünscht.The electrical position detection a manual drive for Hubasperorgane is very expensive according to the prior art. A solution for steplessly from the outside adjustable detection of intermediate positions of a manual drive, the detection in the drive housing is not known. A structure of the detection outside of the drive housing is undesirable in sterile applications because of the risk of contamination.

Der Erfindung liegt daher zusätzlich die Aufgabe zu Grunde, einen einfachen und stufenlos justierbaren Aufbau von elektrischen Wegerfassungssystemen zu ermöglichen, so daß auch beliebige Zwischenstellungen erfaßt werden können. The invention is therefore also the The task is based on a simple and continuously adjustable structure of electrical path detection systems, so that any intermediate positions detected can be.

Der Hubbegrenzer 4 ist mit einer Platte 4s versehen, die über zwei Schrägen verfügt. Wird diese Platte 4s aus Metall ausgeführt, kann die Stellung des Hubzapfens und damit auch die Schließstellung des Absperrorgans detektiert werden. Beispielhaft ist in 2 die Anbringung zweier Näherungsinitiatoren 8a, 8b gezeigt. Je nach Stellung des Hubzapfens 4 ist der Abstand zwischen der Platte 4s und dem jeweiligen Näherungsinitiator unterschiedlich. Mit Hilfe der Auswertung des Näherungsinitiator – Signals kann die Stellung des Hubzapfens 4 erfaßt werden.The stroke limiter 4 is with a plate 4s provided that has two bevels. Will this plate 4s Made of metal, the position of the crank pin and thus also the closed position of the shut-off element can be detected. An example is in 2 the attachment of two proximity initiators 8a . 8b shown. Depending on the position of the crank pin 4 is the distance between the plate 4s and the respective proximity initiator different. With the help of the evaluation of the proximity initiator signal, the position of the crank pin can be determined 4 be recorded.

Wenn die Stellung des Absperrorgans mit anderen Wegmeßsystemen erfaßt werden soll, wie Potentiometer, Radarsensoren oder Hallsensoren, kann die Platte 4s auch aus anderen Werkstoffen als Metall ausgeführt werden.If the position of the shut-off device is to be detected with other position measuring systems, such as potentiometers, radar sensors or Hall sensors, the plate can 4s also be made of materials other than metal.

11
Handradhandwheel
22
Antriebsgehäusedrive housing
3a3a
Hubbegrenzer Position Aufstroke limiter Position up
3z3z
Hubbegrenzer Position Zustroke limiter Position closed
44
Hubelementlifting
4a4a
Anschlagfläche des Hubelements für Position Auf des AbsperrorgansStop surface of the Lifting element for Position on the shut-off device
4a4a
Anschlagfläche des Hubelements für Position Zu des AbsperrorgansStop surface of the Lifting element for Position of the shut-off device
4s4s
Platteplate
55
Gewindespindelscrew
66
MembranventilkörperDiaphragm valve body
77
Membranmembrane
8a8a
Näherungsinitiator für die Position Auf des AbsperrorgansProximity switch for the Position on the shut-off device
8z8z
Näherungsinitiator für die Position Zu des AbsperrorgansProximity switch for the Position of the shut-off device

Claims (9)

Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans, mit einem Handrad und einer damit verdrehfrei gekoppelten Gewindespindel (5), die gegen eine Bewegung in axialer Richtung gesichert ist und ein Hubelement (4) axial bewegt, einem Antriebsgehäuse (2), das mit einer Einrichtung zur Begrenzung des Hubes des Hubelementes (4) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Hubbegrenzer (3) mittels Gewinde so angebracht sind, daß mittels der Hubbegrenzer (3) der Weg des Hubelementes (4) in einer oder beiden Richtungen axial zur Gewindespindel (5) justierbar begrenzt werden kann.Manual drive for opening and closing a lift shut-off device, with a handwheel and a threaded spindle coupled to it without rotation ( 5 ) which is secured against movement in the axial direction and a lifting element ( 4 ) moved axially, a drive housing ( 2 ) with a device for limiting the stroke of the lifting element ( 4 ) is characterized in that one or more stroke limiters ( 3 ) are attached by means of threads so that the stroke limiters ( 3 ) the path of the lifting element ( 4 ) in one or both directions axially to the threaded spindle ( 5 ) can be limited adjustable. Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, da das Hubelement (4) über Anschlagflächen (4a, 4z) verfügt, die zu den Hubbegrenzern (3a, 3z) korrespondieren.Manual drive for opening and closing a lifting shut-off device according to claim 1, characterized in that the lifting element ( 4 ) over contact surfaces ( 4a . 4z ) to the stroke limiters ( 3a . 3z ) correspond. Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (4) über eine gabelartig ausgeformte Anschlagfläche (4z) verfügt.Manual drive for opening and closing a lifting shut-off device according to one or more claims 1 to 2, characterized in that the lifting element ( 4 ) via a fork-like shaped stop surface ( 4z ) has. Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbegrenzer (3) über einen Innensechskant, einen Schlitz, oder eine andere Formgebung dafür geeignet sind in ihrer Lage relativ zum Gehäuse (2) justiert zu werden, wodurch der Hub des Hubelementes (4) in einer oder beiden Endlagen justiert werden kann.Manual drive for opening and closing a stroke shut-off device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the stroke limiters ( 3 ) via a hexagon socket, a slot, or another shape are suitable for this in their position relative to the housing ( 2 ) to be adjusted, whereby the stroke of the lifting element ( 4 ) can be adjusted in one or both end positions. Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans, nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Handrad (1) über nur eine Speiche verfügt.Manual drive for opening and closing a lift shut-off device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the handwheel ( 1 ) has only one spoke. Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet, daß das Hubelement (4) durch im Gehäuse (2) angebrachte Führungen (2f) gegen Verdrehen im Gehäuse (2) gesichert ist.Manual drive for opening and closing a lifting shut-off device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the lifting element ( 4 ) in the housing ( 2 ) attached guides ( 2f ) against twisting in the housing ( 2 ) is secured. Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans, nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet, daß das Hubelement (4) über eine Platte (4s) verfügt, die eine oder mehrere Schrägen aufweist und die zur Erfassung der Stellung des Hubelementes (4) mit Hilfe von Näherungsinitiatoren oder anderen Wegmeßsystemen, dient.Manual drive for opening and closing a lifting shut-off device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the lifting element ( 4 ) over a plate ( 4s ) which has one or more bevels and which detects the position of the lifting element ( 4 ) with the help of proximity initiators or other measuring systems. Handantrieb zum Öffnen und Schließen eines Hubabsperrorgans nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (4) mit einer Stellungsanzeige verbunden ist, die außerhalb des Gehäuses (2) sichtbar ist.Manual drive for opening and closing a lift shut-off device according to one or more of the Claims 1 to 7, characterized in that the lifting element ( 4 ) is connected to a position indicator outside the housing ( 2 ) is visible.
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