<Desc/Clms Page number 1>
Drukreduceerelement dat bestaat uit een elektrisch gestuurd smoorventiel. De uitvinding betreft een drukreduceerelement dat bestaat uit een elektrisch gestuurd smoorventiel.
Gekende elektrisch gestuurde smoorventielen bevatten een beweegbare plunjer die aan één uiteinde voorzien is van een konisch deel dat samenwerkt met een vast opgesteld konisch deel, teneinde een bepaalde smooropening te vormen tussen beide konische delen. Bij gekende smoorventielen wordt de plunjer tegen de kracht van een veer in, met behulp van een elektrische spoel bewogen. Hierbij wordt de plunjer door de veer meestal naar een gesloten toestand gedwongen. De positie van de plunjer wordt hierbij geregeld door de stroom door de spoel te laten variëren, zodat de kracht uitgeoefend door de spoel op de plunjer in evenwicht is met de door de veer op de plunjer uitgeoefende kracht.
Dergelijke smoorventielen hebben als nadeel dat de positie van de plunjer afhankelijk is van de toleranties op de veerkonstante en op de magnetische kring, meer speciaal de onderlinge toleranties van de spoel en de plunjer. Hierbij is meestal ook een relatief kostelijke stroomsturing vereist, die teneinde te bekomen dat de spoel een konstante kracht op de plunjer kan uitoefenen, een konstante stroom door de spoel kan sturen, onafhankelijk van de temperatuur van de spoel.
Bij dergelijke smoorventielen heeft de voedingsdruk van de perslucht en het luchtdebiet door het smoorventiel eveneens invloed op de positie van de plunjer, hetgeen vooral nadelig is wanneer de voedingsdruk en/of de smooropening wijzigt.
<Desc/Clms Page number 2>
Dergelijke smoorventielen vertonen tevens een zekere hysteresis, hetgeen betekent dat de positie van de plunjer niet alleen bepaald wordt door de stroom door de spoel maar ook door de bewegingszin van de plunjer.
De positie van de plunjer van de voornoemde smoorventielen wordt tevens beïnvloed door de trillingen, waardoor dergelijke smoorventielen minder geschikt zijn om toegepast te worden bij weefmachines, die hoofdzakelijk door de plotse aanslagbeweging van het riet en/of de bewegingen van de weefkaders trillingen genereren.
Het doel van de uitvinding is een smoorventiel dat de voornoemde nadelen niet vertoont en dat toelaat de smoring volgens een eenvoudige manier op meerdere waarden in te stellen.
Tot dit doel bevat het smoorventiel een smooropening die gevormd wordt tussen een zitting en een plunjer die onderling axiaal verplaatsbaar zijn teneinde de smooropening in te stellen en minstens een door een stuureenheid gestuurd aandrijfelement om de smooropening in te stellen, dat bestaat uit minstens een door een stuureenheid gestuurde motor om de zitting en de plunjer onderling axiaal te verplaatsen.
Dit biedt als voordeel dat de onderlinge positie van de plunjer en de zitting, en zodoende de graad van smoring die ontstaat ter hoogte van de smooropening, automatisch en eenvoudig regelbaar is naar een gewenste waarde, die niet beïnvloed wordt door de voedingsdruk van de perslucht of door trillingen van het smoorventiel.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm bevat de inrichting volgens de uitvinding een smooropening die gevormd
<Desc/Clms Page number 3>
wordt tussen een oppervlak voorzien in de zitting en een oppervlak voorzien aan de plunjer, waarbij de zitting en de plunjer onderling axiaal verplaatsbaar zijn teneinde de smooropening tussen de voornoemde oppervlakken te regelen.
De motor bestaat uit een stappenmotor van het type waarbij middelen een draaibeweging van het anker van de stappenmotor omzetten in een lineaire beweging van een stang, die in het verlengde van de plunjer en de zitting is opgesteld. De stappenmotor laat toe de plunjer en de zitting onderling met een stap in de orde van grootte van honderdsten van een millimeter, bijvoorbeeld van een tot vijf honderdsten van een millimeter, te verplaatsen. De stuureenheid bevat verder middelen om de positie van de stappenmotor te sturen.
Deze uitvoeringsvorm laat toe de smooropening zeer fijn volgens een groot aantal stappen op een gewenste waarde in te stellen, die door de stuureenheid bepaald wordt.
Verdere kenmerken en voordelen van de uitvinding worden hiernavolgend duidelijker beschreven voor de in tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden, waarin : figuur 1 schematisch een gedeelte van een weefmachine met een smoorventiel volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 vergroot een smoorventiel volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 3 vergroot het gedeelte aangeduid met F3 in figuur 2 weergeeft ; figuur 4 een doorsnede volgens lijn IV-IV in figuur 3 weergeeft ; figuren 5 en 6 in een andere stand de uitvoeringsvorm van figuur 3 weergegeven ;
<Desc/Clms Page number 4>
figuur 7 een voorbeeld van een verloop van het debiet door het smoorventiel in functie van de positie van de plunjer van het smoorventiel weergeeft.
In figuur 1 wordt een gedeelte van een weefmachine weergegeven waarbij twee hoofdblazers 1 en 2 elk via een pneumatisch circuit 3 van perslucht worden voorzien. Elk pneumatisch circuit 3 bevat twee parallel ten opzichte van elkaar opgestelde delen 4 en 5. Het eerste deel 4 van elk pneumatisch circuit 3 voorziet in de toevoer van perslucht op hoge druk aan de hoofdblazer 1, 2 en bevat een instelbare drukregelaar 6, een buffervat 7, een hoofdklep 8 en verbindingsleidingen. De hoofdklep 8 laat toe perslucht op hoge druk gedurende het inbrengen van de inslagdraad aan de
EMI4.1
hoofdblazer 1, 2 toe te voeren en de toevoer van perslucht op hoge druk aan de hoofdblazer 1, 2 te onderbreken wanneer geen inslagdraad wordt ingebracht.
Het tweede deel 5 van elk pneumatisch circuit 3 voorziet in de toevoer van perslucht op lage druk aan de hoofdblazer 1, 2 en bevat een drukregelaar 9, een terugslagventiel 10, een regelbaar drukreduceerelement 11 volgens de uitvinding en verbindingsleidingen. Het drukreduceerelement 11 dient hierbij om de aan de hoofdblazer 1, 2 toegevoerde lage druk te regelen, terwijl het terugslagventiel 10 dient om te vermijden dat perslucht op hoge druk in een verbindingsleiding 12 van het tweede deel 5 kan stromen. Verder zijn een persluchtvoeding 13, leidingen 14 om perslucht aan de pneumatische circuits 3 te voeden en leidingen 15 tussen deze circuits 3 en de hoofdblazers 1, 2 voorzien. De drukregelaar 9 die gemeenschappelijk is voor het tweede deel 5 horende bij de hoofdblazers 1 en 2 dient om drukschommelingen van de persluchtvoeding 13 af te vlakken.
Tevens is een stuureenheid
<Desc/Clms Page number 5>
16 voorzien om de hoofdkleppen 8 en de drukreduceerelementen 11 volgens de uitvinding te sturen.
In de uitvoeringsvorm van figuren 2 en 3 bestaat het drukreduceerelement 11 volgens de uitvinding uit een smoorventiel.
Dit smoorventiel 11 bevat een zitting 17 die voorzien is van een cilindrisch oppervlak 18 en een plunjer 19 die voorzien is van een konisch oppervlak 20 en van een cilindrisch oppervlak 33 dat aansluit op het konisch oppervlak 20. In de weergegeven uitvoeringsvorm bedraagt de koniciteit van het oppervlak 20 tussen drie en dertig graden, meer speciaal bedraagt de koniciteit van het oppervlak 20 ongeveer vijf graden. De doormeter van het cilindrisch oppervlak 33 van de plunjer 19 is hierbij nagenoeg gelijk aan en iets kleiner dan de doormeter van het cilinderisch oppervlak 18 van de zitting 17, zodanig dat het oppervlak 33 in een stand zoals weergegeven in figuur 5 met weinig speling beweegbaar is in het oppervlak 18. De zitting 17 bevat verder nog een cilindrisch oppervlak 34 dat aan de zijde van de plunjer 19 in het verlengde van het oppervlak 18 is gelegen.
Het smoorventiel 11 bevat verder een behuizing 21 waarin een eerste boring 22 is voorzien die via leidingen in verbinding staat met de persluchtvoeding 13. In de behuizing 21 is een tweede boring 23 voorzien die in verbinding staat met de eerste boring 22. Tevens is een derde boring 24 voorzien die via een verbindingsleiding 12 in verbinding staat met het terugslagventiel 10 en die in verbinding staat met de tweede boring 23. De zitting 17 is ter hoogte van de eerste boring 22 in de tweede boring 23 geklemd of gekleefd. De plunjer 19 is verplaatsbaar in de tweede boring 23 opgesteld zodanig dat de plunjer 19 en de zitting 17 onderling axiaal verplaatsbaar zijn. Tussen de oppervlakken 18 en 20 wordt, zoals aangeduid
<Desc/Clms Page number 6>
in figuur 4, een smooropening 25 gevormd.
De perslucht vanaf de persluchtbron 13 wordt hierbij vanaf de eerste boring 22 doorheen de smooropening 25 die gevormd wordt tussen het oppervlak 18 en het oppervlak 20 naar de derde boring 24 geleid. Wanneer de perslucht doorheen de smooropening 25 passeert ondergaat die een smoring. Dit betekent dat de druk van de toegevoerde perslucht vanaf de persluchtbron 13 die doorheen de beperkte smooropening 25 stroomt, gereduceerd wordt tot een lagere druk, zodat perslucht op lage druk via de derde boring 24 naar de hoofdblazer 1, 2 kan geleid worden. Op de plunjer 19 wordt tevens een afsluitring 26 voorzien om te vermijden dat perslucht langsheen de boring 23 kan ontsnappen.
De plunjer 19 wordt in de boring 23 bewogen met behulp van een door de stuureenheid 16 gestuurd aandrijfelement 27. Dit aandrijfelement 27 bestaat in de weergegeven uitvoeringsvorm uit een motor, meer speciaal een stappenmotor met een anker 28 en een stang 29, van het type waarbij middelen zoals een schroefmechanisme een draaibeweging van het anker 28 omzetten in een lineaire beweging van de stang 29. Het anker 28 en de stang 29 zijn hierbij axiaal in het verlengde van de zitting 17 en de plunjer 19 voorzien, terwijl de plunjer 19 axiaal met de stang 29 is verbonden. Hiertoe is het anker 28 bijvoorbeeld draaibaar maar niet verschuifbaar in het huis 35 van het aandrijfelement 27 opgesteld en bevat het anker 28 inwendige schroefdraad die samenwerkt met uitwendige schroefdraad die voorzien is op de stang 29.
De stang 29 bevat verder een langsgleuf 38 die samenwerkt met een vast aan het huis 35 bevestigde tap 39 die verhindert dat de stang 29 kan verdraaien. Bij rotatie van het anker 28 wordt de stang 29 hierdoor verplaatst en dit in functie van de spoed
<Desc/Clms Page number 7>
van de samenwerkende schroefdraden.
Een verdraaiing van een stap van de stappenmotor 27 heeft bijvoorbeeld aanleiding tot een verplaatsing van de stang 29 van een tot vijf honderdste millimeter en bijvoorbeeld van drie honderdste millimeter. De draaigrootte van een stap van de stappenmotor en de spoed van de voornoemde schroefdraden worden hiertoe passend gekozen. Door de positie van het anker 28 en de stang 29 van de stappenmotor 27 met behulp van de stuureenheid 16 te sturen worden de plunjer 19 en de zitting 17 onderling verplaatst en kan de smooropening 25 ingesteld of geregeld worden. De voornoemde stappenmotor 27 laat toe de plunjer 19 met een stap in de orde van grootte van honderdsten van een millimeter tegenover de zitting 17 te verplaatsen. De stappenmotor 27 wordt in de weergegeven uitvoeringsvorm met bouten 30 bevestigd aan de behuizing 21.
Verder bevat het smoorventiel 11 middelen om het smoorventiel 11 volledig af te sluiten. Dit betekent te verhinderen dat perslucht vanaf de persluchtbron 13 via het smoorventiel 11 naar een hoofdblazer 1, 2 kan stromen. Hiertoe is op de plunjer 19 een dichtingsring 31 voorzien die kan samenwerken met een radiaal gelegen oppervlak 40 van de zitting 17, dat aan de zijde van de plunjer 19 aansluit op het cilindrisch oppervlak 18. Een stand waarbij de dichtingring 31 samenwerkt met het oppervlak 40 is weergegeven in figuur 6. De dichtingsring 31 is hierbij vrij beweegbaar in het cilindrisch oppervlak 34 van de zitting 17, dat aan de zijde van de plunjer 19 in het verlengde van het cilindrisch oppervlak 18 is gelegen. In deze stand werkt tevens een kraag 36 van de plunjer 19 samen met een kraag 32 van de zitting 17.
Deze stand is hierbij, zoals verder wordt verduidelijkt, de referentiestand. Tussen de zitting 17 en de boring 23 kan
<Desc/Clms Page number 8>
nog een dichtingsring 37 voorzien worden.
Hierbij wordt opgemerkt dat teneinde het smoorventiel 11 volledig te kunnen afsluiten, de dichtingsring 31 reeds samenwerkt met het oppervlak 40 vooraleer de kragen 32 en 36 met elkaar samenwerken. Hiertoe is de dikte van de dichtingsring 31 iets groter dan de lengte van het cilindrisch oppervlak 34. Het is duidelijk dat de elasticiteit van de dichtingsring 31 een verplaatsing van de plunjer 19 met behulp van het aandrijfelement 27, tussen de positie waarbij de dichtingring 31 met het oppervlak 40 samenwerkt en de positie waarbij de kragen 32 en 36 met elkaar samenwerken, moet toelaten.
In figuur 7 is een voorbeeld van een verloop van het debiet Q in functie van de positie P van de plunjer 19 van het smoorventiel 11 weergegeven. Dit verloop wordt bekomen door de vorm van de plunjer 19 en de zitting 17, meer speciaal de doormeter van de oppervlakken 18,33 en 34, de koniciteit van het oppervlak 20 en de in figuur 3 aangeduide lengte A tussen de kraag 36 en het konisch oppervlak 20 van de plunjer 19.
In positie PO bevindt de plunjer 19 zich in een positie zoals weergegeven in figuur 6. Het debiet Q dat doorheen het smoorventiel 11 stroomt is gelijk aan nul. Vervolgens beweegt de plunjer 19 in meerdere stappen volgens richting P. Vanaf het ogenblik P1 dat de dichtingsring 31 het cilindrisch oppervlak 40 verlaat, stroomt een klein lekdebiet door het smoorventiel 11 dat hoofdzakelijk bepaald wordt door de speling tussen de oppervlakken 18 en 33, de lengte waarover de oppervlakken 18 en 33 nog samenwerken en de afstand tussen de dichtingsring 31 en het oppervlak 34. Door de elastische vervormbaarheid van de dichtingsring 31 is het ogenblik P1
<Desc/Clms Page number 9>
niet eenduidig bepaald, echter gezien het lekdebiet zeer klein is, vormt dit geen nadeel.
Vervolgens beweegt de plunjer 19 verder in meerdere stappen volgens richting P en bereikt de positie P2 waarbij de plunjer 19 zich in de positie bevindt zoals weergegeven in figuur 5. Het einde van de samenwerking van het oppervlak 18 met het cilindrisch oppervlak 33 van de plunjer 19 is bereikt. Vanaf deze stand zal het debiet door het smoorventiel 11 sterker beginnen stijgen wanneer de plunjer 19 verder in meerdere stappen volgens richting P beweegt, daar de zitting 17 nu samenwerkt met het konisch oppervlak 20 van de plunjer 19 zodat de doorstroomsectie van de smooropening 25 toeneemt. Hierbij bereikt de plunjer 19 achtereenvolgens de posities P3 en P4 waarbij de plunjer 19 zich bevindt in de positie zoals weergegeven in figuren 3 en 2.
Het is duidelijk dat het smoorventiel 11 volgens de uitvinding ideaal geschikt is om toegepast te worden in een bereik vanaf de positie P2, waarbij het debiet Q zeer goed regelbaar en reproduceerbaar is, wanneer de plunjer 19 en de zitting 17 voldoende nauwkeurig zijn gemaakt.
Het is duidelijk dat wanneer de plunjer 19 bewogen wordt tussen de posities PO en P4, dat de stappenmotor 27 bijvoorbeeld over een honderdtal stappen dient verdraaid te worden, zodat de plunjer 19 in een groot aantal posities kan ingesteld worden.
De stuureenheid 16 is hierbij voorzien van middelen om de positie van de stappenmotor 27 te sturen. Deze middelen bestaan uit een gekende spanningsbron en een schakelsysteem, die toelaten positieve of negatieve spanningen aan de twee of
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
meerdere polen van de stappenmotor 27 toe te voeren. Door gepaste sturing van deze spanningen kan de stappenmotor 27 op gekende wijze gestuurd worden. De spanningsbron hoeft hierbij alleen een voldoende spanning te leveren om de stappenmotor 27 te kunnen verdraaien.
Teneinde de stappenmotor 27 van het smoorventiel 11 volgens de uitvinding te ijken wordt door de stuureenheid 16 aan de stappenmotor 27 een voldoende aantal pulsen of signalen toegevoerd, zodanig dat de stappenmotor 27 de plunjer 19, onafhankelijk in welke positie de plunjer 19 zieh bevond, volgens een richting tegengesteld aan de richting P in de toestand van figuur 6 brengt, waarbij de kraag 36 samenwerkt met de kraag 32. Wanneer de plunjer 19 die positie bereikt heeft, zal het toevoeren van meerdere pulsen of signalen om de plunjer 19 verder in de voornoemde richting te bewegen, geen aanleiding geven tot het verder bewegen van de plunjer 19. Hierdoor bevindt de plunjer 19 zieh na het ijken in de referentiestand PO.
Door een aantal gepaste pulsen of signalen naar de stappenmotor 27 te sturen met behulp van de stuureenheid 16, kan de stappenmotor 27 de plunjer 19 volgens richting P verplaatsen. Door die pulsen of signalen te tellen kan hierbij de positie van de plunjer 19 eenvoudig bepaald worden door de stuureenheid, zodat de positie van de plunjer 19 en de smoring steeds nauwkeurig bepaald is, in functie van de referentiepositie. De positie van de plunjer 19 wordt niet be nvloed door de voedingsdruk van de perslucht, de luchtweerstand van de elementen die door het smoorventiel 11 gevoed worden die het debiet door het smoorventiel 11 bepaalt, of door trillingen van het smoorventiel 11, waardoor de positie van de plunjer 19 zeer stabiel instelbaar is.
De
<Desc/Clms Page number 11>
regeling van de smoring met behulp van een door een stuureenheid 16 gestuurde stappenmotor 27 laat ook toe de smoring in te stellen met behulp van gegevens die ingegeven zijn in de stuureenheid 16. Hierbij zijn tevens de verschillende posities PO tot P4 van de plunjer 19 zeer goed bepaald in functie van de nauwkeurig bepaalde referentiestand PO en het nauwkeurig bepaalde aantal stappen van de stappenmotor 27. Dergelijk smoorventiel 11 is hierdoor ideaal geschikt om toegepast te worden bij weefmachines.
Zelfs indien speling voorkomt in het schroefmechanisme dat een draaibeweging van het anker 28 kan omzetten in een lineaire beweging van de stang 29, kan door de sturing van de stappenmotor 27 deze speling eenvoudig opgevangen worden door iedere positie waarbij de stappenmotor 27 wordt ingesteld, te bekomen door bijvoorbeeld de plunjer 19 volgens richting P te bewegen. Indien de plunjer 19 in een tegengestelde richting dan richting P moet bewegen, beweegt men de plunjer 19 bijvoorbeeld enkele stappen voorbij de gewenste positie om vervolgens deze positie te bereiken met een beweging volgens richting P.
Een smoring vanaf een voedingsdruk aan de ingang van de eerste boring 22 van een druk van twee tot zeven bar die ingesteld is met de drukregelaar 9 tot een druk van nul tot duizend millibar kan bekomen worden met behulp van een smoorventiel 11 volgens de uitvinding waarbij de doormeter van de plunjer 19 en de zitting 17 gemiddeld drie tot vier millimeter bedragen, de koniciteit van het oppervlak 20 vijf graden bedraagt, en de weergegeven plunjer 19 en zitting 17 onderling ongeveer vier tot zeven millimeter verplaatsbaar zijn. Bij een stap van de stappenmotor 27 van drie honderdste van een millimeter is het hierbij mogelijk de druk van de aan
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
de hoofdblazer 1, 2 toegevoerde lage druk, afhankelijk van de voedingsdruk en de vorm van de hoofdblazer 1, 2 in ongeveer honderd stappen in de orde van grootte van tien millibar te regelen.
Volgens een niet weergegeven variante wordt de plunjer 19 vast bevestigd in de tweede boring 23 en wordt de zitting 17 verbonden en verplaatst met behulp van een stappenmotor 27 of worden zowel de plunjer 19 als de zitting 17 met een eigen stappenmotor 27 verbonden en verplaatst teneinde de zitting 17 en de plunjer 19 onderling te verplaatsen.
Het is duidelijk dat de plunjer 19 niet noodzakelijk een dichtingsring 31 hoeft te bevatten, maar dat volgens een variante de plunjer 19 bijvoorbeeld van eender welk elastisch element kan voorzien worden dat toelaat het smoorventiel 11 volledig af te sluiten.
Het drukreduceerelement volgens de uitvinding beperkt zich uiteraard niet tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen maar kan binnen het kader van de uitvinding volgens verschillende varianten uitgevoerd worden.