Titel : Absperrklappenventil, Verfahren, Armaturkörper und Dichtmanschette

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Absperrklappenventil, ein Verfahren, einen Armaturkörper sowie eine Dichtmanschette für ein Absperrklappenventil.

Es ist bekannt, dass eine mangelnde Dichtheit eines

Absperrklappenventils beispielsweise durch eine sichtbare Leckage nach außen oder Prozessprobleme, die durch eine innere Leckage bei geschlossener Absperrklappe verursacht wird, erkannt wird. Die mangelnde Dichtheit des

Absperrklappenventils hängt häufig mit einer mangelnden Dichtwirkung einer Dichtmanschette zusammen. Folglich ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Absperrklappenventil dahingehend zu verbessern, als dass die Dichtheit des Absperrklappenventils gewährleistet wird.

Die Aufgabe wird durch ein Absperrklappenventil gemäß dem Anspruch 1, ein Verfahren zum Betreiben des

Absperrklappenventils gemäß einem nebengeordneten Anspruch, einen Armaturkörper gemäß einem weiteren nebengeordneten Anspruch sowie eine Dichtmanschette gemäß einem anderen nebengeordneten Anspruch gelöst.

Ein erster Aspekt dieser Beschreibung betrifft ein

Absperrklappenventil umfassend einen Armaturkörper, eine innerhalb des Armaturkörpers verdrehbare und einen Fluss eines Prozessfluids begrenzende Klappe, eine

Dichtmanschette, welche zwischen dem Armaturkörper und der Klappe angeordnet ist, und eine Sensoranordnung, wobei die Sensoranordnung dazu eingerichtet ist, wenigstens ein

Signal bereitzustellen, welches eine Dichtheit des

Absperrklappenventils vor einem Eintreten einer inneren oder äußeren Leckage charakterisiert.

Das Signal, welches die Dichtheit des Absperrklappenventils vor dem Eintreten der inneren oder äußeren Leckage

charakterisiert, bildet also Veränderungen der

Dichtfunktion durch Alterung oder Schädigung der Klappe und/oder der Dichtmanschette ab. Das Signal, welches die Dichtheit des Absperrklappenventils charakterisiert, wird durch eine ungewollte Material- oder Anordnungsveränderung hervorgerufen. Vor dem Eintritt einer inneren oder äußeren Leckage wird also eine Vorhersage über die

Eintrittswahrscheinlichkeit der inneren oder äußeren

Leckage getroffen.

Eine äußere Leckage bedeutet, dass das Prozessmedium, welches im Fluidkanal geführt wird, nach außen austritt. Bei einer inneren Leckage fließt eine geringere oder auch größere Menge Prozessfluid, obwohl die Klappe auf die Dichtmanschette drückt. Das Prozessmedium kann trotzdem zwischen der Klappe und der Dichtmanschette

hindurchfließen. Die Dichtmanschette und die Klappe geben also bei einer inneren Leckage einen inneren Leckageraum zum Fluss des Prozessmediums frei.

Durch das vorgeschlagene Absperrklappenventil können bereits vor dem Eintritt eines Schadensfalls vorbeugende Maßnahmen getroffen werden. So können gezielt Wartungen durchgeführt werden. Kosten für vorbeugende Wartungen können folglich entfallen. Im Falle einer durch die

Überwachung ausgelösten Wartung kann die zugehörige Anlage gezielt abgeschaltet werden, ohne dass eine Notabschaltung erfolgen muss. Folglich hat das vorgeschlagene

Absperrklappenventil den Vorteil, dass die

Eintrittswahrscheinlichkeit einer äußeren oder inneren Leckage stark reduziert werden kann.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass ein die Dichtheit des Absperrklappenventils

charakterisierender Indikator in Abhängigkeit von dem von der Sensoranordnung bereitgestellten Signal und in Abhängigkeit von einem vorab ermittelten Kennfeld und/oder einer vorab ermittelten Kennlinie und/oder einem vorab ermittelten Soll-Wert ermittelbar ist.

Die Materialien der Klappe und der Dichtmanschette sowie deren Geometrien und Betriebsparameter wie Drücke,

Temperaturen sowie das Prozessmedium beeinflussen die

Haltbarkeit und Dichtheit des Absperrklappenventils. Es handelt sich also um ein komplexes System mit vielen

Einflussgrößen. Eine Undichtheit nach innen, beispielsweise durch einen Riss in der Dichtmanschette verursacht und als Undichtheit nach innen erkannt, kann im weiteren Verlauf der Alterung der Dichtmanschette auch die Dichtheit nach außen betreffen. Derartige Entwicklungen können durch die vorgeschlagene Verwendung des Kennfelds und/oder der

Kennlinie und/oder des Soll-Werts vorausgesehen werden.

Das vorab applizierte Kennfeld berücksichtigt

beispielsweise das Alter, eine Anzahl von Schaltzyklen, usw. in Form weiterer Eingangsgrößen und wird anhand von Prüflingen im Labor vorab ermittelt. Das Kennfeld wird im Betrieb mit dem Signal der Sensoranordnung beaufschlagt, um eine Abweichung vom Normalbetrieb beispielsweise einer verfrühten Alterung und Materialermüdung zu erkennen.

Durch die Berücksichtigung der Drehposition der

verdrehbaren Klappe kann eindeutig darauf geschlossen werden, ob die Klappe in der jeweiligen Drehposition an der Dichtmanschette anliegen soll oder nicht. Folglich werden beispielsweise Druckaufnahmen über der Zeit beim Schließen der Klappe und/oder beim Öffnen der Klappe ermittelt. Die aufgenommene Druckaufnahme wird beispielsweise mit einem Soll-Verlauf von Drücken beispielsweise in einem Kennfeld durch Subtraktion verglichen und über ein

Abweichungskriterium wie beispielsweise einen Schwellwert einer Dichtheit insbesondere einem Dichtheitswert in Form des Indikators zugeordnet. Der Indikator wird

beispielsweise gemäß einem Ampelsystem eingeteilt und dem Bedienpersonal zur Kenntnis gebracht. Dieses kann dann anhand der Einschätzung des Systems weitere Maßnahmen zur Wartung ergreifen.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass ein Wellendichtabschnitt eine Durchgangsöffnung der

Dichtmanschette für eine Welle begrenzt, wobei die

Sensoranordnung in dem Wellendichtabschnitt dazu

eingerichtet ist, das Signal bereitzustellen, welches die Dichtwirkung der Dichtmanschette im Bereich der

Durchgangsöffnung für die Welle charakterisiert.

Vorteilhaft wird so die Dichtheit des Absperrklappenventils nach außen überwacht. Die Dichtmanschette ist

beispielsweise durch eine erhöhte Zahl bereits vollführter Schaltwechsel gealtert oder aber beschädigt. Des Weiteren kann durch die Beurteilung des Wellenabschnitts mittels des Signals ein falscher Einbau der Dichtmanschette detektiert werden. Auch das Prozessmedium selbst kann durch das

Vorbeifließen mit hoher Geschwindigkeit bzw. durch eine Sogwirkung die Dichtmanschette schädigen. Durch die

frühzeitige Erkennung eines derart gelagerten Fehlerbildes mittels des Signals können folglich bereits vor einem sichtbaren Austritt von Prozessfluid Gegenmaßnahmen

eingeleitet werden.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Dichtmanschette in dem Wellendichtabschnitt eine

Mehrzahl von Dichtlippen umfasst, wobei benachbarte der Dichtlippen eine Ausnehmung begrenzen, und wobei die

Sensoranordnung wenigstens die Ausnehmung umfasst.

Vorteilhaft wird eine sich durch die Ausnehmung und eine in dem Wellendichtabschnitt abgedichtete Welle bildende Kammer zur Detektion einer reduzierten Dichtheit nach außen genutzt. So kann in die Kammer eintretendes Prozessfluid detektiert werden, und zwar noch bevor Prozessfluid

sichtbar austritt.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoranordnung einen Fluidsensor, welcher einen

Kontakt des Fluidsensors mit Prozessfluid in das Signal umwandelt, umfasst, und wobei der Fluidsensor fluidführend mit der Ausnehmung verbunden ist. Vorteilhaft werden die Dichtlippen und wenigstens eine der sich über die

Ausnehmungen gebildeten Kammern dazu genutzt, um ein

Dichtungsproblem im Wellendichtabschnitt zu detektieren.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoranordnung ein Expansionselement umfasst, wobei das Expansionselement bei einem Kontakt mit dem

Prozessfluid expandiert, und wobei ein Material der

Dichtmanschette zwischen einem Drucksensor der

Sensoranordnung und dem Expansionselement angeordnet ist. Vorteilhaft kann der Drucksensor lateral an der Dichtung angeordnet werden, was insbesondere vorteilhaft für die Anordnung von Signalleitungen ist. Vorteilhaft wird durch das Aufquellen des Expansionselements dessen Volumen vergrößert, was wiederum vorteilhaft die Dichtspannung zwischen der Welle und der Dichtmanschette erhöht. So wird zum einen die mangelnde Dichtheit erkannt und zum anderen das Lekagerisiko reduziert.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass ein umlaufender Klappendichtabschnitt einen Sitz für die verdrehbare Klappe begrenzt, und wobei die Sensoranordnung wenigstens teilweise innerhalb des Klappendichtabschnitts oder zwischen dem Klappendichtabschnitt und dem

Armaturkörper angeordnet ist. Vorteilhaft kann damit die Dichtheit nach innen zwischen der Klappe und dem

Dichtabschnitt überwacht werden. Damit wird vorteilhaft die Prozesssicherheit erhöht. Andere Messpunkte und Messgeräte zur Überwachung der Prozesssicherheit können damit

wegfallen. Darüber hinaus lassen sich auch Aussagen über die Dichtheit nach außen treffen, wenn beispielsweise ein Riss in der Dichtmanschette vorhanden ist und dieser über das Signal der Sensoranordnung erkannt wird.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoranordnung in Umfangsrichtung eine Mehrzahl aufeinander folgender und/oder sich überlappender

Sensorabschnitte umfasst, wobei die Sensorabschnitte dazu eingerichtet sind, jeweils wenigstens ein Signal

bereitzustellen, welches die Dichtheit des Absperrklappenventils (2) vor einem Eintreten einer inneren oder äußeren Leckage charakterisiert. Vorteilhaft wird durch die Segmentierung ein Schadensbild entlang des

Umfangs der Dichtmanschette ermittelt. Damit kann

beispielsweise zwischen einem verklemmten Störkörper,

Rissen im Sitz oder entlang der Umfangsrichtung

gleichförmigen Abnutzungserscheinungen unterschieden werden .

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoranordnung eine Mehrzahl von optisch oder

elektrisch leitfähigen, fadenförmigen Elementen umfasst, und wobei das Signal die Anzahl der funktionsfähigen fadenförmigen Elemente umfasst. Vorteilhaft kann

beispielsweise ein Bruch eines Teils der fadenförmigen Elemente ermittelt werden. Dieser Bruch wird beispielsweise durch eine erhöhte Druckausübung auf den

Klappendichtabschnitt verursacht. Folglich wird mittels der fadenförmigen Elemente eine ausreichende oder mangelnde Dichtwirkung indiziert.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoranordnung eine Mehrzahl von wenigstens

abschnittsweise in Umfangsrichtung verlaufenden elektrisch leitfähigen, voneinander elektrisch isolierten Schichten umfasst, und wobei das Signal eine elektrische Kapazität der Mehrzahl von Schichten umfasst. Durch die Messung der elektrischen Kapazität zwischen den beiden Schichten kann auf eine Veränderung der Dichtwirkung geschlossen werden. Eine über der Zeit erhöhte Kapazität indiziert beispielsweise eine Kontraktion des Materials, und zwar lotrecht zum Verlauf der Schichten.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoranordnung eine elektrisch leitfähige, galvanisch nicht verbundene Schicht und ein beabstandet zu der

galvanisch nicht verbundenen Schicht verlaufendes

induktives Element umfasst, und wobei das Signal die elektrische Induktivität des induktiven Elements umfasst. Vorteilhaft stellt die galvanisch nicht verbundene Schicht eine induktive Last bereit. Das induktive Element induziert Wirbelströme in der galvanisch nicht verbundenen Schicht, welche sich wiederum in der messbaren Induktivität des induktiven Elements niederschlagen . Folglich können

lotrecht zum Verlauf des induktiven Elements bzw. der galvanisch nicht verbundenen Schicht auftretende Änderungen der Dichtmanschette detektiert werden.

Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Material der Dichtmanschette wenigstens einen Teil der Sensoranordnung umschließt. Vorteilhaft sind die Elemente der Sensoranordnung dort eingebettet, wo im Betrieb eine Kraft auf die Dichtmanschette ausgeübt wird. Darüber hinaus ist die Sensoranordnung innerhalb des Materials vor

Beschädigung geschützt.

Ein zweiter Aspekt dieser Beschreibung betrifft ein

Verfahren zum Betreiben eines Absperrklappenventils

umfassend einen Armaturkörper, eine innerhalb des

Armaturkörpers verdrehbare und einen Fluss eines Prozessfluids begrenzende Klappe, eine Dichtmanschette, welche zwischen dem Armaturkörper und der Klappe angeordnet ist, und eine Sensoranordnung, wobei die Sensoranordnung wenigstens ein Signal bereitstellt, welches eine Dichtheit des Absperrklappenventils vor einem Eintreten einer inneren oder äußeren Leckage charakterisiert.

Ein weiterer Aspekt dieser Beschreibung betrifft einen Armaturkörper für ein Absperrklappenventil umfassend eine Sensoranordnung, welche dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Signal bereitzustellen, welches eine Dichtheit des Absperrklappenventils vor einem Eintreten einer inneren oder äußeren Leckage charakterisiert.

Ein anderer Aspekt dieser Beschreibung betrifft eine

Dichtmanschette für ein Absperrklappenventil umfassend eine Sensoranordnung, welche dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Signal bereitzustellen, welches eine Dichtheit des Absperrklappenventils vor einem Eintreten einer inneren oder äußeren Leckage charakterisiert.

Weitere Vorteile und Merkmale finden sich in der

nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auch bei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, ohne dass explizit nochmals hierauf hingewiesen wird. In der Zeichnung zeigen:

Figuren 1, 14, 15 und 16

jeweils ein Absperrklappenventil in einem schematischen Schnitt; Figuren 2-7 jeweils einen Wellendichtabschnitt einer

Dichtmanschette ;

Figuren 8a und 8b

jeweils ein Beispiel des

Absperrklappenventils in einem schematischen Schnitt gemäß Figur 1;

Figuren 9-13 jeweils einen Klappendichtabschnitt der

Dichtmanschette .

Figur 1 zeigt ein weichdichtendes Absperrklappenventil 2 in einem schematischen Schnitt. Das Absperrklappenventil 2 umfasst einen Armaturkörper 4, in welchem eine verdrehbare Klappe 6 zur Begrenzung eines Flusses eines Prozessfluids angeordnet ist. Die Klappe 6 ist um eine Drehachse 8 verdrehbar angeordnet und wird von einem Antrieb 10 angetrieben. Der Antrieb 10 ist beispielsweise ein

elektromotorischer oder pneumatischer Antrieb. In einem weiteren Beispiel ist der Antrieb 10 manuell angetrieben und umfasst eine Handbetätigung. Der Armaturkörper 4 stellt einen inneren Anschlussbereich für eine elastische

Dichtmanschette 12 bereit. Die elastische Dichtmanschette 12 umfasst ein elastisches Material wie beispielsweise ein vulkanisiertes Elastomer. Der Armaturkörper 4 und die

Klappe 6 sind beispielsweise aus einer Metalllegierung gefertigt. Die Dichtmanschette 12 umfasst einen proximalen Sitz 14 zum Anliegen der verdrehbaren Klappe 6. Der Sitz 14 wird von einem umlaufenden Klappendichtabschnitt der Dichtmanschette 12 bereitgestellt. Eine jeweilige Welle 16, 18 ist drehtest mit der Klappe 6 verbunden und zu dem

Armaturkörper 4 drehbar gelagert. Die Welle 18 ist mit dem Antrieb 10 verbunden. Die Dichtmanschette 12 umfasst in einem Wellendichtabschnitt 20, 22 eine jeweilige

Durchgangsöffnung für die Welle 16, 18. Die Klappe 6 ist in dem gezeigten Zustand schräg gestellt und liegt nicht an dem Sitz 14 an, womit die Klappe 6 und der Sitz 14

Querschnitte 24 und 26 freigeben, durch welche das

Prozessfluid fließen kann. Wird die Klappe 6 verdreht und auf den Sitz 14 aufgedrückt, so wird das

Absperrklappenventil 2 verschlossen.

Die Dichtmanschette 12 umfasst eine Sensoranordnung 30, welche dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Signal S zu ermitteln. Das Signal S charakterisiert eine Dichtwirkung der Dichtmanschette 12. Die Dichtwirkung der

Dichtmanschette 12 wird beispielsweise durch eine

verfügbare Elastizität des Materials der Dichtmanschette 12 charakterisiert. Die Elastizität wird beispielsweise in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung ausgehend von einer gedachten Mittenachse 28 der Dichtmanschette 12 und/oder parallel zur Mittenachse 28 gemessen. In einem weiteren Beispiel wird die Dichtwirkung der Dichtmanschette 12 durch eine Materialausdehnung der Dichtmanschette 12 charakterisiert. Die Materialausdehnung wird beispielsweise in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung ausgehend von der gedachten Mittenachse 28 und/oder parallel zur Mittenachse 28 gemessen. Des Weiteren wird die Dichtwirkung der Dichtmanschette 12 über ein Vorhandensein von Prozessfluid in bestimmten Bereichen der Dichtmanschette 12 charakterisiert. Des Weiteren wird die Dichtwirkung der Dichtmanschette 12 in einem weiteren Beispiel durch einen in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung und/oder parallel zur Mittenachse 28 auftretenden Druck auf das Material der Dichtmanschette charakterisiert. Die

Dichtwirkung der Dichtmanschette 12 wird insbesondere durch folgende Informationen charakterisiert: Volumenreduktion durch Schrumpfen des Materials, Volumenreduktion durch Quellen des Materials, abrasive Beschädigung durch

Materialverlust, Undichtigkeit nach außen durch

Veränderungen an Dichtkontaktstellen, rissartige

Beschädigungen, Materialgefügeänderungen,

Materialstrukturänderungen .

Das Signal S wird beispielsweise mittels eines Messgliedes, welches Teil der Dichtmanschette 12 ist, bereitgestellt. In einem anderen Beispiel wird das Signal S durch ein

Steuergerät 32 oder eine entfernt von der Dichtmanschette 12 angeordnetes Messglied ermittelt.

Das Signal S wird an das Steuergerät 32 übermittelt. Das Steuergerät 32 umfasst einen Speicher M und einen Prozessor P, wobei auf dem Speicher M ein Computerprogramm C abgelegt ist, welches die in dieser Beschreibung erläuterten

Verfahren ausführt. Beispielsweise ermittelt das

Steuergerät 32 in Abhängigkeit von dem Signal S einen

Indikator I, welcher die Dichtwirkung der Dichtmanschette charakterisiert. Der Indikator I kann das Signal S umfassen oder der Indikator I wird von dem Signal S abgeleitet und zeigt eine ausreichende oder mangelhafte Dichtwirkung der Dichtmanschette 12 an. Der bereitgestellte Indikator I kann beispielsweise an entfernt angeordnete Netzwerkeinheiten übermittelt werden, um Gegenmaßnahmen gegen die mangelnde Dichtwirkung der Dichtmanschette 12 einzuleiten. Auf diese Art und Weise kann ein Bestellvorgang beim Hersteller der Dichtmanschette 12 ausgelöst werden und/oder es werden Maßnahmen vorbereitet, um den Tausch der Dichtmanschette 12 durchzuführen .

Das Steuergerät 32 übermittelt ein Signal 34 zum Einstellen einer Drehposition 36 der Klappe 6. In einem Beispiel ermittelt das Steuergerät 32 den bereitgestellten Indikator I in Abhängigkeit von dem Signal S der Sensoranordnung 30 der Dichtmanschette 12 und in Abhängigkeit von der

Drehposition 36 der Klappe 6. So kann beispielsweise ein bei der Drehposition 36 vorbestimmter Soll-Druck auf den Sitz 14 mit einem Ist-Druck, welcher durch das Signal S repräsentiert wird, verglichen werden. Überschreitet eine Abweichung zwischen dem Soll-Druck und dem Ist-Druck einen vorab bestimmten Schwellwert, so zeigt der Indikator I eine mangelnde Dichtwirkung der Dichtmanschette 12 an.

Figur 2 zeigt beispielhaft den Wellendichtabschnitt 22 der Dichtmanschette 12 aus Figur 1 in einem schematischen

Schnitt. Die Durchgangsöffnung für die Welle 18 wird durch Dichtlippen 202, 204 und 206 begrenzt, deren distale Enden kreisringförmig an der Welle 18 anliegen und die

Dichtwirkung nach außen bereitstellen . Die Dichtlippen 202, 204 und 206 sind kreisringförmig ausgebildet und begrenzen eine jeweilige kreisringförmige Ausnehmung 208 und 210. Die Ausnehmungen 208 und 210 begrenzen mit der Welle 18 eine jeweilige Kammer, welche in einem Betriebszustand ohne Leckage kein Prozessfluid aufnimmt. Die Sensoranordnung 30 ist wenigstens abschnittsweise in dem Material der

Dichtmanschette 12 angeordnet.

Figur 3 zeigt beispielhaft den Wellendichtabschnitt 22 der Dichtmanschette 12 aus Figur 1 in einem schematischen

Schnitt. Die Sensoranordnung 30 umfasst ein in der

proximalen Ausnehmung 210 angeordnetes Expansionselement 302, welches bei Kontakt mit Prozessfluid dieses aufsaugt und damit expandiert. Tritt also Prozessfluid in die proximale Kammer der proximalen Ausnehmung 210 ein, so nimmt das Expansionselement 302 das Prozessfluid auf, expandiert und übt einen Druck auf die Welle 18 und das Material der Dichtmanschette 12 aus. Das Expansionselement 302 ist beispielsweise in nur einem Sektor der

kreisringförmigen Kammer angeordnet, wobei in die Kammer eintretendes Fluid zu dem Expansionselement 302 fließt. Der vom Expansionselement 302 aufgebaute Druck wird von einem Drucksensor 304, welcher zwischen dem Material der

Dichtmanschette 12 und dem Armaturkörper 4 vorgespannt angeordnet ist, ermittelt und als das Signal S

bereitgestellt. Die Sensoranordnung 30 umfasst somit die Ausnehmung 210, das Expansionselement 302 und den

Drucksensor 304. Durch die Vorspannung des Drucksensors 304 wird erreicht, dass nicht nur eine Expansion des

Expansionselements 302 sondern auch ein Rückgang des Drucks und damit ein Verlust der durch die Dichtmanschette 12 bereitgestellten Kontaktspannung im Bereich des Wellendichtabschnitts 22 detektierbar ist.

Figur 4 zeigt beispielhaft den Wellendichtabschnitt 22 der Dichtmanschette 12 aus Figur 1 in einem schematischen

Schnitt. Die Sensoranordnung 30 umfasst die Ausnehmung 210, einen Fluidkanal 402 und einen Fluidsensor 404, welcher das Signal S bereitstellt . Der Fluidkanal 402 ist durch das Material der Dichtmanschette 12 geführt und verbindet die Ausnehmung 210 und den Fluidsensor 404 fluidführend.

Figur 5 zeigt beispielhaft den Wellendichtabschnitt 22 der Dichtmanschette 12 aus Figur 1 in einem schematischen

Schnitt. Die Sensoranordnung 30 umfasst den Fluidsensor 404, welcher im Unterschied zu Figur 4 innerhalb des

Materials der Dichtmanschette 12 angeordnet ist. Damit sind der Fluidsensor 404 und die proximale Kammer der proximalen Ausnehmung 210 fluidführend miteinander verbunden.

Figur 6 zeigt beispielhaft den Wellendichtabschnitt 22 der Dichtmanschette 12 aus Figur 1 in einem schematischen

Schnitt. Die Sensoranordnung 30 umfasst eine drucksensitive Widerstandsschicht 602 und ein Messglied 604. Ein in radialer Richtung zu einer Mittenachse der Welle 18 in dem Material der Dichtmanschette 12 auftretender Druck bewirkt eine Widerstandsänderung in der Widerstandsschicht 602, wobei der elektrische Widerstand mittels des Messglieds 604 als das Signal S detektiert wird. Die Widerstandsschicht 602 verläuft parallel zur Mittenachse der Welle 18. Figur 7 zeigt beispielhaft den Wellendichtabschnitt 22 der Dichtmanschette 12 aus Figur 1 in einem schematischen

Schnitt. Die Sensoranordnung 30 umfasst zwei voneinander elektrisch isolierte und elektrisch leitfähige Schichten 702 und 704 sowie ein Messglied 706. Der in radialer

Richtung zu der Mittenachse der Welle 18 in dem Material der Dichtmanschette 12 auftretende Druck bewirkt eine

Relativbewegung der Schichten 702 und 704 zueinander. Das Messglied 706 ermittelt eine elektrische Kapazität der beiden elektrisch leitfähigen Schichten 702 und 704 in Form des Signals S. Die Schichten 702, 704 verlaufen

beispielsweise parallel zur Mittenachse der Welle 18.

Wird in dieser Beschreibung auf eine in das Material der Dichtmanschette eingebettete Schicht Bezug genommen, so ist neben einer flächigen Ausprägung der Schicht auch eine fadenförmige, zylinderförmige oder Netz-förmige Ausprägung der Schicht zu verstehen. Selbstverständlich sind weitere Ausprägungen der jeweiligen Schicht denkbar.

Figur 8a zeigt das Absperrklappenventil 2 in einem Schnitt A-A aus Figur 1. Der Armaturkörper 4 stellt eine proximale Anschlusskontur 802 bereit. Eine distale Anschlusskontur der Dichtmanschette 12 korrespondiert zu der

Anschlusskontur 802 des Armaturkörpers 4, um die

Dichtmanschette 12 zu dem Armaturkörper 4 festzulegen. Die proximale Anschlusskontur 802 stellt eine proximale Fläche 804 bereit, an welcher die Dichtmanschette 12 mit dem dem Sitz 14 gegenüberliegenden Bereich des

Klappendichtabschnitts 806 anliegt. Vorliegend stellt die Dichtmanschette 12 Hinterschnitte bereit, in welche laterale Vorsprünge 808 und 810 der Anschlusskontur 802 eingreifen .

Drückt die drehbare Klappe 6 auf den Sitz 14, so wird die Dichtmanschette im Bereich des Klappendichtabschnitts 806 auf die Fläche 804 gedrückt. Die Sensoranordnung 30 ist wenigstens zu einem Teil in dem Klappendichtabschnitt 806 angeordnet. Die Dichtmanschette 12 ermittelt mittels der Sensoranordnung 30 ein Signal S, welches beispielsweise einen Druck oder eine Ausdehnung des Materials der

Dichtmanschette 12 in radialer Richtung zur Mittenachse 28 charakterisiert. In einem Beispiel erstreckt sich die Sensoranordnung 30 in Umfangsrichtung wenigstens

segmentweise entlang des im Mantel der Dichtmanschette 12 umlaufenden Klappendichtabschnitts 806. In einem weiteren Beispiel ist die Sensoranordnung 30 in eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden und/oder sich überlappenden

Sensorabschnitten aufgeteilt, wobei die Sensorabschnitte sich in Umfangsrichtung der Dichtmanschette 12 erstrecken. Beispielsweise folgt die Sensoranordnung 30 in dem

Klappendichtabschnitt 806 mindestens abschnittsweise einem kreiszylinderförmigen Verlauf. Die Aufteilung der

Sensoranordnung 30 in Kreiszylindersegmente erlaubt die Aufnahme von Schadensbildern, welche in Umfangsrichtung unterschiedlich ausgeprägt sein können. Folglich kann beispielsweise zwischen einem Verschleiß, welcher in

Umfangsrichtung gleichmäßig und zeitlich großen

Zeitabständen stattfindet, und einem eingeklemmten

Störkörper, welcher nur in einem Kreissegment innerhalb einer kurzen Zeitdauer eine Störung verursacht, unterschieden werden.

Figur 8b zeigt in Anlehnung an Figur 8a ein weiteres

Beispiel des Absperrklappenventils 2. Im Gegensatz zu Figur 8a ist in Figur 8b die Sensoranordnung 30 nicht in dem Material der Dichtmanschette 12 angeordnet. Vielmehr ist die Sensoranordnung 30 zwischen dem Klappendichtabschnitt 806 der Dichtmanschette 12 und der proximalen

Anschlusskontur 802 des Armaturkörpers 4 angeordnet. Die Sensoranordnung 30 erstreckt sich zumindest abschnittweise kreisringförmig zwischen dem Armaturkörper 4 und der

Dichtmanschette 12.

Die Sensoranordnung 30 umfasst eine Mehrzahl von

Sensorabschnitten 830a, 830b, wobei benachbarte der

Sensorabschnitte 830a, 830b sich überlappen oder aber in Umfangsrichtung beabstandet voneinander sind. Ein

jeweiliger der Sensorabschnitte 830a, 830b liegt radial nach außen an der proximalen Oberfläche 804 an und liegt radial nach innen an einer nach außen gewandten Oberfläche der Dichtmanschette 12 an. Ein jeweiliger der

Sensorabschnitte 830a, 830b stellt ein jeweiliges

Sensorsignal Sa, Sb bereit. Die Sensorsignale Sa, Sb repräsentieren beispielsweise einen jeweiligen Druck, welcher in radialer Richtung der Dichtmanschette 12 auf den jeweiligen Sensorabschnitt 830a, 830b aufgebracht wird.

Die Sensorabschnitte 830a, 830b sind beispielsweise als eine oder mehrere Druckmessfolien ausgebildet. Die wenigstens eine Druckmessfolie wird beispielsweise mit dem Armaturkörper 4 fest verbunden, was den Vorteil hat, dass die Dichtmanschette 12 ohne einen Tausch der

Sensoranordnung 30 einhergeht. Dies hat Vorteile für die Kosten der Dichtmanschette 12 und trotzdem kann die

Dichtmanschette 12 im eingebauten Zustand überwacht werden. Darüber hinaus ist die Festlegung der Sensorabschnitte 830a, 830b in Bezug zur Kabelführung vorteilhaft.

Beispielsweise ist die Druckmessfolie in den Armaturkörper 4 eingeklebt.

In einem anderen Beispiel ist die Druckmessfolie fest mit der Dichtmanschette 12 verbunden. So kann die

Druckmessfolie beispielsweise in die Dichtmanschette 12 bzw. eingeklebt bzw. auf diese aufgeklebt sein. In einem Beispiel ist die wenigstens eine Druckmessfolie zu einer nicht gezeigten Messmanschette ausgebildet, welche zwischen der Dichtmanschette 12 und dem Armaturkörper 4 angeordnet ist .

In einem weiteren Beispiel ist die Sensoranordnung 30 so ausgebildet, dass sich diese ganz oder teilweise in einer Ausnehmung des Armaturkörpers 4 und/oder in einer

Ausnehmung der Dichtmanschette 12 befindet, um derart zwischen dem Armaturkörper 4 und der Dichtmanschette 12 angeordnet zu werden.

Figur 9 zeigt die Dichtmanschette 12 in schematischer Form analog zu einem Teil des Schnitts A-A aus Figur 1. Der Klappendichtabschnitt 806 umfasst eine drucksensitive Widerstandsschicht 902 als Teil der Sensoranordnung 30, welche wenigstens als Zylindermantelsegment ausgebildet durch den Klappendichtabschnitt 806 verläuft. Die

Widerstandsschicht 902 stellt in Abhängigkeit von dem auf sie ausgeübten Druck in zur Mittenachse der Dichtmanschette 12 radialer Richtung einen elektrischen Widerstand bereit. Der elektrische Widerstand der Widerstandsschicht 902 wird mittels eines Messgliedes 906 der Sensoranordnung 30 als das Signal S bereitgestellt.

Figur 10 zeigt die Dichtmanschette 12 in schematischer Form analog zu einem Teil des Schnitts A-A aus Figur 1. Im

Unterschied zu Figur 9 sind zwei elektrisch voneinander isolierte Schichten 1004 sowie 1006 in das Material der Dichtmanschette 12 eingebettet. Eine elektrische Kapazität der beiden Schichten 1004 und 1006 wird mittels eines Messgliedes 1008 als das Signal S bereitgestellt. Gemäß einem Doppelpfeil 2002 wirkt sich ein relativer Abstand der beiden Schichten 1004 und 1006 zueinander in radialer

Richtung zur Mittenachse der Dichtmanschette 12 auf die ermittelte elektrische Kapazität aus.

Figur 11 zeigt die Dichtmanschette 12 in schematischer Form analog zu einem Teil des Schnitt A-A aus Figur 1. Die

Sensoranordnung umfasst zwei elektrisch leitende und voneinander elektrisch isolierte Schichten 1102 und 1104.

Im Unterschied zur Figur 10 bewirkt eine Änderung eines Abstandes zwischen den Schichten 1102 und 1104 parallel zur Mittenachse der Dichtmanschette 12 eine Änderung einer elektrischen Kapazität der beiden Schichten 1102 und 1104. Die Richtung parallel zur Mittenachse der Dichtmanschette 12 ist gemäß einem Doppelpfeil 1108 dargestellt. Ein

Messglied 1110 ermittelt die elektrische Kapazität in Form des Signals S.

Figur 12 zeigt die Dichtmanschette 12 in schematischer Form analog zu einem Teil des Schnitts A-A aus Figur 1. In dem Material der Dichtmanschette 12 ist eine elektrisch

leitfähige, jedoch galvanisch nicht verbundene Schicht 1202 angeordnet. Beabstandet und elektrisch isoliert zu der Schicht 1202 verläuft ein induktives Element 1204. Ein Messglied 1206 betreibt das induktive Element 1204 derart, dass Wirbelströme in die Schicht 1202 eingekoppelt werden. Diese Wirbelströme bewirken eine induktive Rückkopplung in das induktive Element 1204. Eine Änderung des Abstands zwischen der Schicht 1202 und dem induktiven Element 1204 in radialer Richtung zur Mittenachse der Dichtmanschette 12 gemäß einem Doppelpfeil 1208 bewirkt eine Änderung der messbaren elektrischen Induktivität des induktiven Elements 1204. Die elektrische Induktivität des induktiven Elements 1204 wird mit dem Messglied 1206 als das Signal S

bereitgestellt.

Figur 13 zeigt die Dichtmanschette 12 in schematischer Form analog zu einem Teil des Schnitts A-A aus Figur 1. In das Material der Dichtmanschette 12 sind fadenförmige Elemente 1302, 1304, 1306, 1308 und 1310 eingebettet, wobei Enden der fadenförmigen Elemente 1302-1310 mit einem Messglied 1312 verbunden sind. Die Elemente 1302-1310 sind optisch oder elektrisch leitfähig. Die Leitfähigkeit der fadenförmigen Elemente wird mittels des Messglieds 1312 ermittelt. Ist eine Anzahl der leitfähigen Elemente

gebrochen, so sind die gebrochenen der Elemente 1302-1310 nicht mehr durchgängig leitfähig. Die Anzahl gebrochener leitfähiger Elemente 1302-1310 indiziert eine reduzierte Dichtwirkung der Dichtmanschette 12. Ab einer vorbestimmten Anzahl von nicht mehr durchgängig leitfähigen Elementen 1302-1310 ermittelt das Messglied 1312 das Signal S derart, um eine reduzierte Dichtwirkung der Dichtmanschette 12 anzuzeigen .

Figur 14 zeigt in Anlehnung an Figur 1 eine Dichtmanschette 12, innerhalb welcher ein Schwingungserzeuger 1404 und ein Schwingungsempfänger 1402 angeordnet sind.

Selbstverständlich können der Schwingungserzeuger 1404 und der Schwingungsempfänger 1402 jeweils auch außerhalb des Materials der Dichtmanschette 12 an dieser angeordnet sein. Der Schwingungserzeuger 1404 wird mittels eines Signals S2 zu einer Schwingung angeregt, welche in das Material der Dichtmanschette 12 eingekoppelt wird. Die eingekoppelte Schwingung breitet sich in dem Material der Dichtmanschette aus und gelangt zu dem Schwingungsempfänger 1402. Der

Schwingungsempfänger 1402 gibt die erfasste Schwingung mittels eines Signals S1 an das Steuergerät 32 weiter. Der Schwingungserzeuger 1404 und der Schwingungsempfänger 1402 sind damit in radialer Richtung voneinander beabstandet. In einem nicht gezeigten Beispiel befindet sich der Durchgang für die Welle 18 zwischen dem Schwingungserzeuger 1404 und dem Schwingungsempfänger 1402. In einem Beispiel werden ein erster Referenzwert für eine Schwingungsantwort im Sinne des Signals S1 bei einem dichten Wellendichtabschnitt 20, 22 aufgenommen und ein zweiter Referenzwert für einen undichten

Wellendichtabschnitt 20, 22 aufgenommen. Beispielsweise dient eine Amplitude einer bestimmten Frequenz in einer Frequenzdarstellung des Signals S1 als Schwingungsantwort. Ein Schwellwert für einen undichten Wellendichtabschnitt 20, 22 liegt zwischen dem ersten und dem zweiten

Referenzwert, beispielsweise in der Mitte. Überschreitet ein Ist-Wert der Schwingungsantwort des Signals S1 den vorgenannten Schwellwert in Richtung des zweiten

Referenzwerts, so wird der Wellendichtabschnitt 20, 22 als undicht bewertet. Der Ist-Wert der Schwingungsantwort des Signals S1 charakterisiert damit die Dichtwirkung der

Dichtmanschette 12 nach außen.

In einem weiteren Beispiel werden ein dritter Referenzwert für die Schwingungsantwort im Sinne des Signals S1 bei einem dichten Klappendichtabschnitt 806 aufgenommen und ein vierter Referenzwert für einen undichten

Klappendichtabschnitt 806 aufgenommen. Beispielsweise dient eine weitere Amplitude einer bestimmten weiteren Frequenz in einer Frequenzdarstellung des Signals S1 als

Schwingungsantwort. Ein Schwellwert für einen undichten Klappendichtabschnitt 806 liegt zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzwert, beispielsweise in der Mitte.

Überschreitet der Ist-Wert der Schwingungsantwort des Signals S1 den vorgenannten Schwellwert in Richtung des zweiten Referenzwerts, so wird der Klappendichtabschnitt 806 als undicht bewertet. Der Ist-Wert der Schwingungsantwort des Signals S1 charakterisiert damit die Dichtwirkung der Dichtmanschette 12 nach innen.

Vorteilhaft lässt sich das Beispiel gemäß der Figur 14 sowohl bei einer elastischen Dichtmanschette 12 als auch bei einer nicht-elastischen und damit starren

Dichtmanschette 12 verwenden.

Figur 15 zeigt in einem schematischen Schnitt das Beispiel aus Figur 8b. Es ist gezeigt, dass eine Mehrzahl von wenigstens vier Sensorabschnitten 830a bis 830d sich in Umfangsrichtung zwischen dem Armaturkörper 4 und der

Dichtmanschette 12 erstrecken. Selbstverständlich kann die Anzahl der Sensorabschnitte erhöht werden, um eine bessere Auflösung und Lokalisierung von Fehlern zu ermöglichen. In Umfangsrichtung sind die Sensorabschnitte 830a bis 830d voneinander beabstandet und sparen insbesondere die

Bereiche der Wellen 16 und 18 aus. Durch die Einbringung zwischen der Dichtmanschette 12 und dem Armaturkörper 4 sind die druckempfindlichen Sensorabschnitte 830a bis 830d vorgespannt und liefern beispielsweise bereits ohne ein Drücken der Klappe 4 auf die Dichtmanschette 12 ein

Drucksignal gemäß dem jeweiligen Signal Sla bis Sld.

Selbstverständlich können sich die Sensorabschnitte 830a bis 830d auch teilweise überlappen und weiter in Richtung der Wellen 16, 18 geführt sein oder die entsprechenden

Wellenabschnitte sogar überspannen. Durch die sektorförmige Anordnung der Sensorabschnitte 830a bis 83 d wird über die jeweiligen Signale Sla bis Sld ein Druckverlauf in

Umfangsrichtung ermittelt. Folglich kann durch einen relativen Vergleich der Druckverhältnisse in den vier Bereichen, in welchen die Sensorabschnitte 830a bis 830d angeordnet sind, ermittelt werden, ob beispielsweise der Sektor, in dem der Sensorabschnitt 830b angeordnet ist, durch einen besonders hohen oder besonders geringen Druck auffällt. Bei einem besonders hohen Druck, welcher durch das Signal Slb repräsentiert wird, kann auf einen in dem zugeordneten Sektor zwischen der Klappe 6 und der

Dichtmanschette 12 verklemmten Fremdkörper geschlossen werden. Bei einem besonders niedrigen Druck, welcher durch das Signal Slb repräsentiert wird, wird auf eine

nachlassende Elastizität bzw. Beschädigung der

Dichtmanschette 12 oder aber eine beschädigte Klappe 6 geschlossen .

In einem weiteren Beispiel wird zusätzlich zu den

Sensorabschnitten 830a bis 830d wenigstens ein

Schwingungserzeuger 1500 in Form einer Schwingungsfolie zwischen dem Armaturkörper 4 und der Dichtmanschette 12 eingebracht bzw. angeordnet. Mittels eines Signals S1500 wird der Schwingungserzeuger 1500 zu einer Schwingung angeregt. Der Armaturkörper 4 und die Dichtmanschette 12 werden zu einer Schwingung angeregt, welche sich in den Signalen Sla bis Sld niederschlägt. Die so ermittelte Schwingungsantwort kann ebenfalls mittels eines vorab ermittelten Kennfeldes oder einer Kennlinie ausgewertet werden .

Figur 16 zeigt in einem schematischen Schnitt ein weiteres Beispiel des Absperrklappenventils 2. In dem gezeigten Schnitt ist ein Prüfkanal 1600 zwischen dem Armaturkörper 4 und der Dichtmanschette 12 angeordnet, welcher einen

Durchflussquerschnitt freigibt. Hinter und vor der

Zeichenebene liegt die Dichtmanschette 12 am Armaturkörper 4 an. Zwischen zwei Anschlusskanälen 1602 und 1604, welche sich durch den Armaturkörper 4 von innen nach außen

erstrecken, ragt ein Vorsprung 1606 vom Amateurkörper 4 derart weit nach innen, sodass die Dichtmanschette 12 an dem Vorsprung 1606 anliegt. Dieser Vorsprung 1606 trennt den umlaufenden Prüfkanal 1600 und ein Prüffluid tritt über den Anschlusskanal 1604 in den Prüfkanal 1600 ein, um nach einem Durchfließen des Prüfkanals 1600 entlang der

Umfangsrichtung der Dichtmanschette 12 zu dem

Anschlusskanal 1602 zu gelangen.

Eine Prüfeinheit 1610 ist an die Anschlusskanäle 1602 und 1604 angeschlossen. Die Prüfeinheit 1610 umfasst eine Pumpe 1612, welche mittels eines Signals S1612, welches von der Steuereinheit 32 erzeugt wird, angesteuert wird. In

Abhängigkeit von dem zugeführten Signal S1612 wird das Prüffluid durch den Prüfkanal 1600 gepumpt. Das Prüffluid fließt also entlang der Manschettenrückseite über einen definierten Querschnitt umfangsseitig um die

Dichtmanschette 12. Mittels eines Differenzdrucksensors 1614 wird das Signal S ermittelt, welches einen

Differenzdruck des Prüffluid zwischen den Anschlusskanälen 1602 und 1604 repräsentiert. Wird das Prüffluid mit einem ersten Druck in den Prüfkanal 1600 gepumpt und tritt es mit einem zweiten Druck aus dem Prüfkanal 1600 aus, so ergibt sich die Differenz aus dem ersten und zweiten Druck. Die Sensoreinheit 30 wird durch die Prüfeinheit 1610 und den Prüfkanal 1600 gebildet. Zur Weiterverarbeitung des Signals S wird auf die obigen Ausführungen der anderen

Ausführungsbeispiele verwiesen, die für dieses Beispiel genauso gelten.

Beispielsweise wird Umgebungsluft als Prüffluid von der Pumpe 1612 in den Prüfkanal 1600 gepumpt. Die Prüfeinheit 1610 umfasst beispielsweise einen nicht gezeigten

Lufteinlass und einen nicht gezeigten Luftauslass.

Selbstverständlich können auch andere Prüffluide wie beispielsweise Öle oder Ähnliches verwendet werden. Bei der Verwendung von Luft ist in einem Beispiel ein weiterer nicht gezeigter Leckagesensor vorhanden, um einen

Durchbruch der Dichtmanschette 12 über die Detektion von in den Prüfkanal 1600 eintretendem Prozessfluid zu anzuzeigen.

Darüber hinausgehend überspannt der Prüfkanal 1600 in einem Beispiel umfangsseitig nur einen Sektor, wie es

beispielsweise zu Figur 15 ausgeführt ist. Dabei sind die zueinander zugeordneten Anschlusskanäle 1602 und 1604 zumindest nach innen gewandt weiter voneinander beabstandet als in Figur 16 gezeigt.

Ändert sich nun der Querschnitt des Prüfkanals 1600 in wenigstens einem Bereich, so ändert sich entsprechend der Volumenstrom des Prüffluids durch den Prüfkanal 1600. Über die vorgenannte Differenzdruckmessung zwischen dem Ein- und Ausgang gemäß den Anschlusskanälen 1604 und 1602 wird der aktuelle Volumenstrom erfasst. So lässt sich über der Zeit eine Änderung des Volumenstroms feststellen. Das Signal S repräsentiert auch hier die Dichtheit des

Absperrklappenventils 2 vor einem Eintreten einer inneren oder äußeren Leckage. Alternativ kann auch ein der Pumpe 1612 zugeführte elektrischer Strom das Signal S

repräsentieren, welcher je nach Belastung der Pumpe 1612 durch einen unterschiedlichen Querschnitt des Prüfkanals 1600 unterschiedlich hoch ausfällt. Materialermüdungen können dazu führen, dass sich der

Prüfkanal 1600 weitet oder bei geschlossener Klappe 6 zu stark verkleinert, was jeweils über die Prüfeinheit 1610 und die Steuereinheit 32 ermittelbar ist. In einem weiteren Beispiel führt der Prüfkanal 1600 zumindest teilweise durch die Dichtmanschette 12.