DE3501477A1

DE3501477A1 - Vorrichtung zur automatischen steuerung der bewegung der ventilregelachse von motorbetriebenen hochleistungsventilen

Info

Publication number: DE3501477A1
Application number: DE19853501477
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Dipl.-Ing. 1000 Berlin Tecinsky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-01-15
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1986-07-17

Description

"Vorrichtung zur automatischen Steuerung der
Bewegung der Ventilregelachse von motorbetriebenen Hochleis tungs ventilen" 9 Seiten Beschreibung mit 7 Patentansprüchen 1 Seite Zusammenfassung m.
Fig. 1 Im Hauptpatent .. .. ... (Patentanmeldung P 33 45 528.7-12) sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung und/ oder Regelung von motorbetriebenen Hochdruck-Faltenbalgventilen vorgeschlagen worden, wobei der Verstellmotor für die Ventilregelachse und das Gehäuse für die Ventilregel achse parallel nebeneinander auf der Grundplatte eines kastenförmigen Behälters zu einer Einheit zusammengefügt sind, wobei Ventilregelachse und Motorwelle über ein Zahnradgetriebe verbunden sind und wobei ein mit dem Antriebszahnrad der Ventilregelachse in Kontakt befindlicher linearer Wegeaufnehmer mit einer oberhalb von Verstellmotor und Ventilregelachse angeordneten Ventilsteuerelektronik zusammenwirkt.
Diese Steuerung hat sich im Betrieb bestens bewährt, weil die Bewegung der Ventilregelachse in Abhängigkeit von laufend durchgeführten und im Ergebnis stetig angezeigten Parametern wie Druck, Temperatur, Position des Ventilkegels od. dgl. stetig automatisch und vollelektronisch gesteuert wird.
Der vorliegenden Weiterausbildung des Hauptpatents liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit für den Fall zu erhöhen, daß der Verstellmotor bzw. seine Steuerung aus irgendeinem Grunde ausfallen sollte.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß mindestens zwei Gleichstrommotoren nach Art eines Planetenantriebs mit der Ventilregelachse gekoppelt sind, wobei jeder Motor eine eigene Ventilsteuerelektronik und ein eigenes Notstromaggregat aufweist. Auf diese Weise bleibt zwar das Prinzip des Hauptpatents aufrechterhalten, doch wird der Motorantrieb auf beliebig viele Motoren als Antriebseinheiten erweitert. Dabei sind die Getriebeeinheiten hinsichtlich der technischen Parameter vollständig gleich. Sie werden aber einzeln angesteuert, geregelt und überwacht. Bei entsprechender Dimensionierung der verschiedenen Verstellmotoren ist es daher möglich, daß bei Ausfall eines Motors doch die gewünschte Funktion des Ventils gewährleistet ist, zumal jeder Motor auch neben einer eigenen Ventilelektronik eine eigene Notstromversorgung besitzt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine deckellose Vorderansicht ohne Ventilelektronik, Fig. 2 eine seitenwandlose Seitenansicht von Fig. 1 mit Ventilelektronik und Wegegeber: Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 1 gemäß Linie A-A und Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 1 gemäß Linie B-B.
In der nachfolgenden Beschreibung dieser zusätzlichen Ausgestaltung der im Hauptpatent vorgeschlagenen Vorrichtung haben gleiche Teile gleiche Bezugszeichen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Baugruppenanordnung wird das Drehmoment der beiden Verstellmotoren 3 und 3' über die Ritzel 2 und 2' gleichzeitig und gleichwertig auf das Zahnrad 1 übertragen, welches die Ventilregelachse des Ventils 5 verstellt. Für jeden Motor 3 und 3' oder, wenn weitere Motoren vorgesehen sind, auch für jeden der weiteren Motoren sind eine eigene Notstromversorgung 4 und eine eigene Ventilelektronik 10 vorgesehen.
Die Ventilregelachse 6 ist im Gehäuse 13 mittels einer Ventilregelachsen-Lagerbuchse 8 gelagert, während die Ritzel 2 und 2' Ritzel-Lagerbuchsen 7 und 7' aufweisen. Das Gehäuse besitzt eine Grundplatte 12 mit einer Grundplattenbefestigung 11, wobei Befestigungsschrauben 14 vorgesehen sind, um eine obere Motorgetriebe-Ventil-Ssannvorrichtung 15, 15' an Ort und Stelle zu halten. Eine entsprechende untere Motorgetriebe-Ventil-Spannvorrichtung ist bei 16 vorgesehen.
Zur genauen Positionierung des Ventils 5 dient ein linearer Wegegeber 9. Es kann aber auch ein inkrementaler Impulsgeber für eine Positionierung bei Drehbewegungen z. B. eines Plattenventils vorgesehen werden, so daß auch nach dem Prinzip Rotation - Translation bzw. linearer Antrieb gearbeitet werden kann, wenn sich dies als zweckdienlich erweisen sollte.
Das Drehmoment erhöht sich proportional der Anzahl der Verstellmotoren 3, 3', obwohl die Anzahl der Zähne am Zahnrad 3 und den Ritzeln 2, 2' gleich bleibt. Dies wirkt sich vorteilhaft dafür aus, daß die Totzeit am Getriebe 2, 3 niedrig ist und infolgedessen die Dynamik der Steuerung voll erhalten bleibt, weil die Steuerung stets schnell anspricht.
Dadurch wird die Positionierung präzise und die Regelung leichter, wobei beim geschlossenen Regelkreis diese Konfiguration nicht so leicht zum Schwingen neigt.
Die Benutzung von mehreren Motorgetriebeeinheiten wirkt sich nicht nur auf die Erhaltung der sehr großen Dynamik aus, sondern sichert zusätzlich eine hohe Sicherheit, die bei der Verwendung in kritischen Systemen eine ausschlaggebende Rolle spielt.
So ermöglicht die Verwendung der Einzelbefestigung 15, 15' der oberen Motorgetriebe-Ventil-Spannvorrichtung, daß jeder einzelne der Motoren während des laufenden Betriebs ausgetauscht werden kann, was für die Anwendung dieser Steuervorrichtung einen großen Vorteil bietet, weil sich keine Ausfallzeit in der Produktion, dagegen Ersparnisse an den Wartungszeiten bei voller Betriebssicherheit ergeben.
Auch ermöglicht die integrierte Notstromversorgung 4, mit welcher jeder Motor genauso ausgestattet ist wie mit einer eigenen Ventilelektronik 10, daß selbst bei defekter Steuerleitung durch z. B. Abriß oder Brand die Ventilelektronik 10, 10' voll funktionsfähig bleibt und die gewünschte Funktion erfüllt wird. Dabei ist es möglich, daß das Bedienungspersonal im Alarmfall unmittelbar an der Ventilelektronik eine Funktion auswählt, z. B. "Ventil Auf" oder "Ventil Zu", wodurch Schaden an Personal und Material vermieden wird.
Die beschriebene Steuerung ist sowohl für Hub- und Schubbewegungen als auch für Drehbewegungen, d. h. einerseits für Faltenbalgventile, andererseits für Klappenventile, zu verwenden.
Im Prinzip wäre es auch möglich, anstelle des Planetenantriebs mit Schnecke und Schneckenrad zu arbeiten, was aber einen geringeren Wirkungsgrad zur Folge hätte.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur automatischen Steuerung der Bewegung der Ventilregelachse von motorbetriebenen Hochleistungsventilen, bei welcher der Verstellmotor für die Ventilregelachse und das Gehäuse für die Ventilregelachse parallel nebeneinander auf der Grundplatte eines kastenförmigen Behälters zu einer Einheit zusammengefügt sind, wobei Ventilregelachse und Motorwelle über ein Zahnradgetriebe verbunden sind, und bei welcher ein mit dem Antriebszahnrad der Ventilregelachse in Kontakt befindlicher linearer Wegeaufnehmer mit einer oberhalb von Verstellmotor und Ventilregelachse angeordneten Ventilsteuerelektronik zusammenwirkt nach Patent .. .. ...

(Patentanmeldung P 33 45 528.7-12), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens zwei Gleichstrommotoren (3,3') nach Art eines Planetenantriebs mit der Ventilregelachse (6) gekoppelt sind, wobei jeder Motor eine eigene Ventilelektronik (10) und ein eigenes Notstromaggregat (4) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung von nur zwei Verstellmotoren (3,3') diese überdimensioniert ausgelegt werden, damit auch bei Ausfall einer Antriebseinheit die Funktion voll erhalten bleibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Ausfall jeder Antriebseinheit einzeln registriert und durch optischen oder akustischen Alarm gemeldet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Motoren (3,3') in gleichen Radianten angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Motoren bei vollem Betrieb auswechselbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine gemeinsame Steuerelektronik (10) mit getrennten Transformatorabschnitten, Steuer-, Regel- und Leistungsendstufen für die Einzelmotoren (3,3') versehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß anstelle eines linearen Wegegebers (9) ein inkrementaler Winkelgeber Verwendung findet.