專(zhuān)利名稱(chēng)：具有位置傳感器的閥的制作方法
具有位置傳感器的閥在無(wú)論是蝶閥、球閥或者球面段閥(spherical-segment valve)的直角回轉(zhuǎn)閥(quarter-turn valve)的位置檢測(cè)和位置信號(hào)發(fā)送方面已經(jīng)提出了多種方案。這些方案中的大多數(shù)包括設(shè)計(jì)閥和閥的致動(dòng)以及對(duì)操作部增加檢測(cè)。因此，存在著用于安裝在一般設(shè)置在設(shè)備上部或者側(cè)部的連接軸出口上的手動(dòng)致動(dòng)器或氣動(dòng)致動(dòng)器或液壓致動(dòng)器的位置檢測(cè)器。在日立(Hitachi)的專(zhuān)利US2004/0085062或者ASCO控制器公司(ASCOControls)的專(zhuān)利 US 6，242，090 或者 ROTECF 的專(zhuān)利 DE 102008014400 和 EP0965821 甚至 PeterZovath的專(zhuān)利US 5278530中，已經(jīng)描述了該類(lèi)型的方案。這樣的方案有許多缺點(diǎn)
-閥的軸的位置指示不是直接的。該指示被傳遞經(jīng)過(guò)可能發(fā)生故障的各種各樣的多個(gè)機(jī)械部分，尤其是可能斷裂的閥的軸自身，而由操作部得出的位置指示繼續(xù)指示著不再是閉合件的位置的位置。-被視作配件的位置指示器是作為選擇在操作部上增加的，因此往往表現(xiàn)為多余的妨礙物。-在受限的空間內(nèi)需要大量閥的工業(yè)加工的情況中，例如在制藥(pharmaceutical)或食品加工行業(yè)，所有這些檢測(cè)器的電連接需要大量時(shí)間用于連接并且這些電連接是大量接線故障的原因。這導(dǎo)致安裝、實(shí)施以及該安裝的容納物有關(guān)的成本非常聞。其他方案提出通過(guò)鉆孔或焊接的布置方式將傳感器安裝在閥的主體上，或者通過(guò)安裝在閥的下部軸上的配件檢測(cè)閉合件的位置。在Keystone International 的專(zhuān)利 GB 2142710 或者 I. C. I.的專(zhuān)利 US4468559中已經(jīng)描述了該類(lèi)型的方案。這些方案需要待改進(jìn)或待轉(zhuǎn)變的閥。本發(fā)明提出通過(guò)利用標(biāo)準(zhǔn)直角回轉(zhuǎn)閥及其操作部而未對(duì)其做任何改變來(lái)克服上面提出的缺陷。在新的設(shè)計(jì)模式中，提出將單個(gè)位置傳感器實(shí)現(xiàn)為能夠與任何類(lèi)型的操作部一起使用，無(wú)論是手柄、手動(dòng)減少單元或者氣動(dòng)、液壓或電氣自動(dòng)致動(dòng)器。發(fā)明的目的是一種閥，該閥包括閉合件，所述閉合件與由致動(dòng)器致動(dòng)的且穿過(guò)固定板的軸一體地轉(zhuǎn)動(dòng)；和用于感應(yīng)所述軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的傳感器，其特征在于，-在所述軸(3)和所述致動(dòng)器(A)之間僅有一個(gè)單獨(dú)的扭矩的傳遞聯(lián)接，-所述位置傳感器由所述板支撐并且包括·環(huán)狀的目標(biāo)保持件，該目標(biāo)保持件攜帶有對(duì)一定距離處的動(dòng)作敏感的目標(biāo)，并且以隨所述軸一體地轉(zhuǎn)動(dòng)并且能夠沿所述軸平移地位移的方式被裝配在所述軸上，·小板，該小板通過(guò)環(huán)狀部套設(shè)在所述軸上而不隨所述軸一體地轉(zhuǎn)動(dòng)，所述環(huán)狀部包括所述目標(biāo)的兩個(gè)檢測(cè)器，所述兩個(gè)檢測(cè)器彼此成90°，-所述目標(biāo)保持件和所述環(huán)狀部處于同一平面內(nèi)。通過(guò)在小板的環(huán)狀部和在目標(biāo)保持件中插入不是扭矩傳遞件的厚度為幾毫米、特別是厚度為I. 5mm-4mm的非常薄的位置傳感器，以便在操作軸上直接檢測(cè)閥的閉合件的位置，這些根本沒(méi)有改變由操作部產(chǎn)生的閥的連接和驅(qū)動(dòng)的模式，確保了檢測(cè)而不會(huì)有任何亂真效應(yīng)(spurious effect),并且即使在蝶片(butterfly)和閥體之間的密封裝置是金屬的情況下，也能夠在沒(méi)有接觸閉合件的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的狀態(tài)下，將表示該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的信號(hào)通過(guò)適合的電子部件傳輸至處理控制器。根據(jù)發(fā)明，由于在各連接處的陽(yáng)部分和陰部分之間必然的間隙，所以沒(méi)有與各連接之間產(chǎn)生不可避免的角度故障的附加連接。優(yōu)選地，至少小板的環(huán)狀部并且最好是整個(gè)小板以及目標(biāo)保持件均具有相同的厚度。優(yōu)選地，小板被板保持件包圍，該板保持件的厚度大于小板的厚度。這使得能夠看到小板的上表面被樹(shù)脂覆蓋直到與板保持件的上表面齊平。樹(shù)脂保護(hù)具有印刷電路的小板并且使其不動(dòng)。小板可以包括孔，所述孔通向填充有樹(shù)脂且配置在小板的下表面下 方的殼體。小板和板保持件通過(guò)注入到殼體內(nèi)的樹(shù)脂而不動(dòng)，所述樹(shù)脂充滿(mǎn)所有空隙直到與板保持件齊平，以便將那里所有的組成部件固定。同樣，目標(biāo)也可以通過(guò)在所述目標(biāo)保持件上模塑樹(shù)脂而固定在目標(biāo)保持件中。根據(jù)一種實(shí)施方式，板保持件通過(guò)特別是通過(guò)螺釘或螺栓夾持在閥的固定板與致動(dòng)器的支撐面之間。殼體具有開(kāi)口，所述開(kāi)口用于連接用于傳輸小板的印刷電路所發(fā)送的電信號(hào)的元件。該元件可以是天線或連接件。優(yōu)選地，檢測(cè)器可以為里德燈泡(Reed bulb)或者霍爾效應(yīng)檢測(cè)器，在該情況中，目標(biāo)為磁體。檢測(cè)器也可以為電感式接近檢測(cè)器，在該情況中，目標(biāo)為具有高磁導(dǎo)率的金屬元件。檢測(cè)器還可以為輻射發(fā)射器，并且目標(biāo)可以由當(dāng)所述目標(biāo)在輻射的路線上時(shí)阻斷該輻射的不透明材料制成。軸可以具有平面(扁平部)。在其他結(jié)構(gòu)性實(shí)施方式中，軸可以具有諸如正方形、星形、槽形或楔形的截面的其他驅(qū)動(dòng)部件。在僅通過(guò)示例給出的附圖
中，單個(gè)圖是根據(jù)本發(fā)明的閥的分解立體圖。單個(gè)圖中示出的閥包括環(huán)狀閥體1，其上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有與軸3 —體地轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合件2，所述軸3被用箭頭A表示的致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)，并且軸3的橫截面呈現(xiàn)為兩個(gè)直平側(cè)面3a和兩個(gè)彎曲側(cè)面3b，兩個(gè)直平側(cè)面3a以這種方式形成平面，兩個(gè)彎曲側(cè)面3b沿圓的弧線形成，其中，側(cè)面3a彼此相對(duì)，并且側(cè)面3b彼此相對(duì)。軸3穿過(guò)伸出閥體I的板la。軸3上裝配有攜帶了目標(biāo)(target) 4的目標(biāo)保持件(target-holder) 4a,在適合的情況中，該目標(biāo)4為磁體。目標(biāo)保持件4a為環(huán)狀，其中心孔具有剛剛大于軸3的橫截面的輪廓，并且該輪廓的形狀與軸3的橫截面的形狀相同，使得目標(biāo)保持件4a能夠在軸3上滑動(dòng)并且在實(shí)際中滑動(dòng)直到接觸板la，但是不能相對(duì)于所述軸3旋轉(zhuǎn)。因此，目標(biāo)保持件4a與軸3 —體地轉(zhuǎn)動(dòng)。目標(biāo)保持件4a的厚度剛剛小于上述板保持件5的厚度。圍繞目標(biāo)保持件4a與軸3同軸設(shè)置有具有印刷電路的小板6,該小板6由于與板保持件5的直面5a、5b相對(duì)應(yīng)的直面6b、6c的定位而相對(duì)于板Ia固定。該小板在環(huán)狀部6a的周面上攜帶有一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)成90°的兩個(gè)里德燈泡(Reed bulbs) 7、8。環(huán)狀部6a的孔大于目標(biāo)保持件4a的外部輪廓，使得目標(biāo)保持件4a能夠自由而無(wú)接觸地穿過(guò)環(huán)狀部6a的孔。目標(biāo)保持件4a和環(huán)狀部6a處于與軸3垂直的同一平面。環(huán)狀部6a和小板6各自的厚度均剛剛小于板保持件5的厚度。小板6被板保持件5包圍。板保持件5的厚度大于小板6的厚度。根據(jù)板Ia的尺寸，以及由此得到的板保持件5的厚度,該小板的厚度在I.之間。通孔16設(shè)置在小板6內(nèi)并且通向殼體9，該殼體9包括用于導(dǎo)線(wire) 11或天線(antenna) 11，連接的開(kāi)口 11a。當(dāng)軸3旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，與磁體4不相對(duì)的其中一個(gè)檢測(cè)器8變成與其相對(duì)，而與磁 體4相對(duì)的另一個(gè)檢測(cè)器7則不再與其相對(duì)。具有印刷電路的小板6由此產(chǎn)生電信號(hào)，該電信號(hào)通過(guò)線纜(cable) 11’或天線(antenna) 11穿過(guò)殼體9的開(kāi)口 Ila傳輸至用于利用該信號(hào)的裝置(未示出)。為了能夠適于閥，該閥的驅(qū)動(dòng)部件不同于借助平面(扁平部)驅(qū)動(dòng)，目標(biāo)保持件4a的中心孔可以為星形、正方形、槽形、楔形或者其他形狀的軸3的截面。
權(quán)利要求
1.一種閥，該閥包括閉合件(2)，所述閉合件(2)與由致動(dòng)器(A)致動(dòng)的且穿過(guò)固定板(Ia)的軸(3)—體地轉(zhuǎn)動(dòng)；和用于感應(yīng)所述軸(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的傳感器，其特征在于， -在所述軸(3)和所述致動(dòng)器(A)之間僅有一個(gè)單獨(dú)的扭矩的傳遞聯(lián)接， -所述位置傳感器由所述板(Ia)支撐并且包括 環(huán)狀的目標(biāo)保持件(4a),該目標(biāo)保持件(4a)攜帶有對(duì)一定距離處的動(dòng)作敏感的目標(biāo)(4 )，并且以隨所述軸(3 )一體地轉(zhuǎn)動(dòng)并且能夠沿所述軸(3 )平移地位移的方式被裝配在所述軸(3)上， 小板(6)，該小板(6)通過(guò)環(huán)狀部(6a)套設(shè)在所述軸(3)上而不隨所述軸(3) —體地轉(zhuǎn)動(dòng)，所述環(huán)狀部(6a)包括所述目標(biāo)(4)的兩個(gè)檢測(cè)器(7，8)，所述兩個(gè)檢測(cè)器(7，8)彼此成90°，并且 -所述目標(biāo)保持件(4a )和所述環(huán)狀部(6a)處于同一平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥，其特征在于，所述環(huán)狀部(6a)和所述目標(biāo)保持件(4a)各自具有I. 5mm-4mm的厚度,優(yōu)選地所述環(huán)狀部(6a)和所述目標(biāo)保持件(4a)具有相同的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的閥，其特征在于，所述小板(6)被板保持件(5)包圍，并且所述板保持件(5)的厚度大于所述小板(6)的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥，其特征在于，所述小板(6)的上表面被樹(shù)脂覆蓋直到與所述板保持件(5)的上表面齊平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于，所述小板(6)包括孔(16)，所述孔(16)通向填充有樹(shù)脂且配置在所述小板的下表面下方的殼體(9)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述板保持件(5)被夾持在所述閥的所述板(Ia)與所述致動(dòng)器(A)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的閥，其特征在于，所述殼體(9)具有開(kāi)口(11a)，所述開(kāi)口(Ila)用于連接用于傳輸所述小板(6)的印刷電路所發(fā)送的電信號(hào)的元件。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，通過(guò)在所述目標(biāo)保持件(4a)上模塑樹(shù)脂而將所述目標(biāo)(4)固定在所述目標(biāo)保持件(4a)內(nèi)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述檢測(cè)器(7，8)為里德燈泡(7，8)或者霍爾效應(yīng)檢測(cè)器并且所述目標(biāo)(4)為磁體，或者所述檢測(cè)器(7，8)為電感式接近檢測(cè)器并且所述目標(biāo)(4)為具有高磁導(dǎo)率的金屬元件，或者所述檢測(cè)器(7，8)為輻射發(fā)射器并且所述目標(biāo)(4)由當(dāng)所述目標(biāo)(4)在輻射的路線上時(shí)阻斷該輻射的不透明材料制成。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，在所述閉合件(2)和所述閥的主體之間具有金屬密封裝置。
全文摘要
一種閥，該閥包括與軸(3)由于某個(gè)部件(A)而一體地轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合件(2)和感應(yīng)所述軸(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的傳感器，該傳感器包括壓裝到所述軸(3)上的目標(biāo)保持件(4a)和在所述軸(3)上滑動(dòng)的板(6)，該目標(biāo)保持件(4a)和環(huán)狀部(6a)處于一個(gè)平面并且同一平面內(nèi)。
文檔編號(hào)F16K37/00GK102971564SQ201180028389
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者D·杜博伊, C·阿馬伽 申請(qǐng)人:Ksb有限公司