CS250707B1

CS250707B1 - Control valve with sine velocity course of cone's rectilinear motion

Info

Publication number: CS250707B1
Application number: CS552185A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Stejskal
Original assignee: Jaroslav Stejskal
Priority date: 1985-07-26
Filing date: 1985-07-26
Publication date: 1987-05-14

Abstract

Regulační ventil se sinusovým průběhem rychlosti přímočarého pohybu kuželky pro regulaci plynného nebo tekutého média, kde třmen tělesa ventilu je opatřen vodícími čepy pružně a pohyblivě uloženého rámu vačkového převodu spojeného s táhlem kuželky. Rám vačkového převodu nese servopohen spojený s hřídelí vačky opatřené stavitelnou narážkou pro ovládání koncových spínačů uložených na přední stěně rámu vačkového převodu. Použití regulačního ventilu se předpokládá v průmyslových a bytových komplexech pro automatickou regulaci vytápění nebo ohřevu užitkové, případně technologické vody pro jeho jednoduchost, nezávislost pracovní polohy a praktickou nezničitelnost.Control valve with sine wave the speed of the linear movement of the plug for controlling gaseous or liquid media, wherein the valve body caliper is provided guide pins resiliently and movably supported the frame of the cam gear coupled to the rod skittles. The cam gear frame is supported by a servo drive coupled to the cam shaft provided adjustable stop for end control switches mounted on the front wall frame of the cam gear. The use of the control valve is expected in industrial and residential complexes for automatic heating control or utility or technological heating water for its simplicity, independence working position and practical indestructibility.

Description

(54) Kegulační ventil ae sinusovým průběhem rychlosti přímočarého pohybu kuželky(54) Control valve ae the sinusoidal waveform of the linear motion of the plug

Regulační ventil se sinusovým průběhem rychlosti přímočarého pohybu kuželky pro regulaci plynného nebo tekutého média, kde třmen tělesa ventilu je opatřen vodícími čepy pružně a pohyblivě uloženého rámu vačkového převodu spojeného s táhlem kuželky. Rám vačkového převodu nese servopohen spojený s hřídelí vačky opatřené stavitelnou narážkou pro ovládání koncových spínačů uložených na přední stěně rámu vačkového převodu.A sinusoidal flow control valve for the flow of the plug for regulating the gaseous or liquid medium, wherein the valve body caliper is provided with guide pins of a resiliently and movably mounted cam gear frame coupled to the plug stem. The cam gear frame carries a servo-drive coupled to a cam shaft provided with an adjustable stop to control the limit switches mounted on the front wall of the cam gear frame.

Použití regulačního ventilu se předpokládá v průmyslových a bytových komplexech pro automatickou regulaci vytápění nebo ohřevu užitkové, případně technologické vody pro jeho jednoduchost, nezávislost pracovní polohy a praktickou nezničitelnost.The use of a control valve is expected in industrial and residential complexes for automatic regulation of heating or domestic hot water or process water heating for its simplicity, independence of working position and practical indestructibility.

250 707 (51) Int. Cl.h250,707 (51) Int. Cl.h

F 16 K 51/524F 16 K 51/524

250 707250 707

Předmětem vynálezu je regulační ventil se sinusovým průběhem ryctilosti přímočarého pohybu kuželky pro regulaci plynného nebo tekutého media.The subject of the invention is a control valve having a sinusoidal rate of flow of the plug for the regulation of a gaseous or liquid medium.

Známá konstrukční provedení regulačních ventilů ve větáině případů používají pro ovládání pohybu vřetene ventilu šroubového nebo hřebenového převodu, ovládaného elektrickým, hydraulickým nebo pneumatickým motorem.Known designs of control valves in most cases use a screw or rack-and-pinion gearing actuated by an electric, hydraulic or pneumatic motor to control the movement of the valve stem.

Nevýhodou těchto konstrukcí je značná složitost převodových mechanizmů, velká poruchovost a možnost destrukce převodového mechanizmu servopohonu v případě selhání vysílačů nebo spínačů, jistících krajové polohy vřetene ventilu.The disadvantages of these constructions are the considerable complexity of the gear mechanisms, the high failure rate and the possibility of destruction of the gear mechanism of the actuator in case of failure of the transmitters or switches securing the limit positions of the valve stem.

Uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry regulační ventil se sinusovým průběhem rychlosti přímočarého pohybu kuželky podle vynálezu, kde třmen tělesa ventilu je opatřen vodícími čepy pružně a pohyblivě uloženého rámu vačkového převodu, v jehož vedení je volně a suvně uložena kulisa s tvarovaným otvorem a vačkou, pevně spojená s táhlem kuželky. Zadní stěna rámu vačkového převodu, uloženého na čepech a opřeného o válcové pružiny, nese servopohon spojený s hřídelem vačky. Vačka je opatřena stavitelnou narážkou, ovládající koncové spínače upevněné na přední stěně rámu vačkového převodu. Koncové spínače zajišťuji krajové polohy kuželky ventilu. Mezípolohy mohou být zajišťovány např. pomocí vysílačů impulsů.These drawbacks are largely eliminated by the sinusoidal flow velocity control valve of the present invention, wherein the valve body caliper is provided with guide pins of a resiliently and movably mounted cam gear frame, the guide of which is freely and slideably mounted with a shaped hole and cam, fixedly attached to the plug stem. The rear wall of the cam gear frame, supported on the pins and supported by cylindrical springs, carries the actuator connected to the camshaft. The cam is provided with an adjustable stop, operating the limit switches mounted on the front wall of the cam gear frame. The limit switches ensure the limit positions of the valve plug. Intermediate positions can be provided, for example, by pulse transmitters.

U regulačního ventilu podle vynálezu je odstraněno nebezpečí destrukce převodového mechanizmu, případně tělesa ventilu, pružným a pohyblivým uložením servopohonu na rámu vačkového převodu, který se v krajových polohách vačky, kdy dochází k úplnému zavření nebo otevření ventilu, posouvá na vodících čepech.In the control valve according to the invention, the risk of destruction of the gear mechanism or valve body is eliminated by the flexible and movable bearing of the actuator on the cam gear frame, which slides on the guide pins in the extreme positions of the cam when the valve is fully closed or opened.

250 707250 707

Regulační ventil podle vynálezu je schematicky znázorněn na přiložených výkresech, kde obr.l představuje řez tělesem ventilu a rámem vačkového převodu, vedený svislou rovinou delší osy souměrnosti ventilu, kde v levé části obrazu je znázorněna klidová, v pravá části pracovní poloha ventilu, obr.2 uvádí částečný bokorysný řez vačkovým převodem ve svislé rovině osy hřídele vačky a částečný řez servopohonem, obr.3 znázorňuje čelní pohled na přední stěnu rámu vačkového převodu se stavitelnou narážkou a koncovými spínači, obr.4 je grafickým znázorněním sinusového průběhu rychlosti přímočarého pohybu kuželky ventilu a její dráhy, které jsou rozvinuty do časové osy.The control valve according to the invention is schematically shown in the accompanying drawings, wherein FIG. 1 is a cross-sectional view of the valve body and the cam gear frame taken along a vertical plane of the longer axis of symmetry of the valve; Fig. 2 is a partial cross-sectional side view of the cam gear in a vertical plane of the camshaft axis, and partially cut through the actuator; and its paths that are deployed to the timeline.

Regulační ventil podle vynálezu, znázorněný na obr.l a 2 sestává z ventilového tělesa 1, spojeného pomocí třmenu 2 s vodícími čepy i pružně a pohyblivě uloženého rámu 4 vačkového převodu, opřeného o válcové pružiny £. Ve vedení & rámu 4 vačkového převodu je volně a suvně uložena kulisa s tvarovaným otvorem 8, a vačkou 2· S kulisou 2 j® pevně spojeno táhlo 10 s kuželkou 11 ventilu. Hřídel 12 vačky 2 uložený v přední a zadní stěně 13.14 rámu 4 vačkového převodu je spojena prostřednictvím převodové skříně 15 s ovládacím motorem 16 servopohonu 17 a se stavitelnou narážkou 18 koncových spínačů 19.20. upevněných na přední stěně 13 rámu 4 vačkového převodu. Znázorněno na obr.3. Koncové spínače 19.20 zajišťují krajové polohy kuželky 11 a současně horní úvrať 21 a dolní úvrať 22 vačky 2·The control valve according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 consists of a valve body 1 connected by means of a caliper 2 to the guide pins 1 of a resiliently and movably mounted cam transmission frame 4 supported on cylindrical springs 6. In the cam guide 4 of the cam gear, a sliding plate with a shaped bore 8 is loosely and slidably mounted, and a cam 10 is firmly connected to the slider 2 with the valve plug 11. The camshaft 12 housed in the front and rear walls 13.14 of the camshaft frame 4 is connected via a gearbox 15 to the actuator 16 of the actuator 17 and to the adjustable stop 18 of the limit switches 19.20. mounted on the front wall 13 of the cam gear frame 4. Shown in FIG. The limit switches 19.20 secure the limit positions of the plug 11 and simultaneously the upper dead center 21 and the lower dead center 22 of the cam 2 ·

Ovládací motor 16 servopohonu 17 je napájen např. přes kontakty tepelného čidla, na přiložených výkresech' neznázorněného, které příkladně signalizuje dosažení stanovené teploty vyhřívaného prostoru. Sepnutím kontaktů tepelného čidla je dán impuls ovládacímu motoru 16 servopohonu 12, který začne pootáčet vačkou 2> nacházející se v horní úvrati 21. Znázorněno v levé části obr.l. Současně s vačkou 2 j® unášena kulisa 2 spolu s táhlem 10 a kuželkou 11 k dolní úvrati 22 vačky 2·The actuating motor 16 of the actuator 17 is supplied, for example, via the temperature sensor contacts, not shown in the accompanying drawings, which, for example, indicate that the set temperature of the heated space has been reached. By closing the contacts of the thermal sensor, a pulse is given to the control motor 16 of the actuator 12, which starts to rotate the cam 2 located at the top dead center 21. As shown in the left part of FIG. Simultaneously with the cam 2 the carrier 2 is carried along with the rod 10 and the plug 11 to the bottom dead center 22 of the cam 2.

Rychlost přímočarého pohybu kuželky 11, znázorněná na obr.4 je dána vztahem dx kde pro x platí vztahThe speed of the linear movement of the plug 11 shown in FIG. 4 is given by the relation dx where x is the relation

Tr χ = A sin ( aJt + -— )Tr χ = s sin (aJt + -—)

250 707250 707

Okamžitá rychlost pohybu kuželky 11. v je první derivací dráhy kuželky 11 podle času t., úhlové frekvence = 2^f. kde f - počet kmitů, tedy počet ptáček hřídele 12 vačky 2 za sekundu, A = amplituda, tedy vzdálenost mezi horní úvratí 21 a dolní úvratí 22 vačky 2 ^a kuželky 11, T/2 = úhel počáteční fáze, tedy okamžiku t = 0. Křivka a znázorňuje průběh dráhy kuželky 11 rozvinutý v časové ose.The instantaneous speed of movement of the plug 11 v is the first derivative of the path of the plug 11 according to time t., Angular frequency = 2 µf. where f - the number of oscillations, ie the number of birds of the camshaft 12 per second, A = amplitude, ie the distance between the top dead center 21 and the bottom dead center 22 of the cam 2 ^{and the} plug 11, T / 2 = The curve a shows the course of the path of the plug 11 unfolded in the timeline.

Kulisa 2 ^s® pohybuje ve vedení 6 rámu 4 vačkového převodu až kuželka 11 dosedne na sedlo 23 ventilu. Dokonalé a pružné dosednutí kuželky 11 na sedlo 23 je zajištěno dalším pohybem vačky 2 ^akulisy 7 ke spodní úvratí 22. přičemž rám 4 vačkového převodu se servopohonem 17 se posouvá po vodících čepech 2 vzhůru proti pružinám 2t jejichž tlak spolu s vahou servopohonu 17 a rámu £ vačkového převodu se přenáší táhlem 10 na kuželku 11. Dosažením dolní úvratě 22 vačky 2 J® docíleno pracovní polohy ventilu, přičemž sinusový průběh rychlosti kuželky 11 v blízkosti spodní úvratě 22 vačky 2 vyžaduje minimální výkon ovládacího motoru 16 servopohonu 17 a poskytuje dostatečně široké rozmezí pro funkci koncového spínače 20, jistícího dolní krajovou polohu 22 vačky 2, kulisy 2 ^akuželky 11.The slide 2 ^s ® moves in the guide 6 of the cam gear frame 4 until the plug 11 abuts the valve seat 23. A perfect and flexible seating of the plug 11 on the seat 23 is ensured by further movement of the cam 2 ^{and the} slide 7 towards the bottom dead center 22. The cam gear frame 4 with the actuator 17 is moved up the guide pins 2 against the springs 2t. The cam gear is transmitted by a rod 10 to the plug 11. By reaching the bottom dead center 22 of the cam 2, the valve operating position is achieved, and the sinusoidal speed of the plug 11 near the bottom dead center 22 requires a minimum power of the actuator 16. for the function of the limit switch 20 securing the lower limit position 22 of the cam 2, the slide 2 ^{and the} plug 11.

Při poklesu teploty vyhřívaného prostoru tepelné čidlo vyšle další impuls, pro zavírání ventilu. Podle druhu napájený servopohonu 17 může dojít při zavírání vantilu ke stejnému smyslu otáčení ovládacího motoru 16 a vačky 2 jako při otevírání a vačka 2 ^s® P°“ kračujícím pohybem pootočí do horní úvratě 21, nebo opačnému smyslu otáčení ovládacího motoru 16 a vačka 2 spolu s kulisou 2 ^sevrátí do horní úvratě 21 a kuželka 11 zcela otevře ventil.When the temperature of the heated space drops, the thermal sensor sends an additional pulse to close the valve. Depending on the type of actuated actuator 17, the same sense of rotation of the control motor 16 and cam 2 can occur when closing the valve, as with opening and the cam 2 ^with PP ° 'rotates to top dead center 21 or backdrop 2 ^returns to top dead center 21 and the poppet valve 11 opens fully.

Při selháni koncových spínačů 12,20, jistících horní a dolní polohu kuželky 11 na úrovni horní úvratě 21 a dolní úvratě 22 vačky 2t může dojít pouze k opakovanému zavírání a otevírání ventilu, nikoliv k poškození servopohoftu 12, táhla 10 nebo celého ventilu.If the limit switches 12,20 securing the upper and lower positions of the plug 11 at the level of the top dead center 21 and the bottom dead center 22 of the cam 2t fail, only the valve can be closed and opened again, not damage the actuator 12, stem 10 or the valve.

Pootáčením nebo vracením vačky 2 úo horní úvratě 21 se posunuje rám J. vačkového převodu po vodících čepech 2 dolů, až se opře spodní hranou 24 o dorazy 25 vodících čepů 2 ^a kuželka 11 seBy rotating or returning the cam 2 to the top dead center 21, the cam gear frame J is moved down the guide pins 2 until it rests against the lower edges 24 of the guide pins 2 ^{and the} plug 11 is supported by the lower edge 24.

250 707 *** začne vzdalovat od sedla 23« Současně s kuželkou 11 a táhlem 10 se pohybuje ve vedení 6 i kulisa 2, která pokračuje v pohybu až k dosažení horní úvratě 21 vačky _9. Tlak kuželky 11 na aedlo 23 je možné nastavit pomocí pružin J.250 707 *** begins to move away from the seat 23. Simultaneously with the plug 11 and the rod 10, the guide 6 also moves in the guide 6, which continues to move to the top dead center 21 of the cam 9. The pressure of the plug 11 on the seat 23 can be adjusted by means of springs J.

Pro ruční přestavení ventilu do klidové nebo pracovní polohy v případě potřeby nebo nutnosti, je převodová skříň 1$ servopohonu 17 opatřena příslušným vstupem.To manually move the valve to the rest or working position when necessary or necessary, the gearbox 16 of the actuator 17 is provided with an appropriate inlet.

Regulační ventil podle vynálezu ve spojeni a běžně používaným vysílačem je možné použít pro plynulou regulaci plynného nebo tekutého media. Použití regulačního ventilu se hlavně předpokládá v průmyslových nebo bytových komplexech, pro automatickou regulaci vytápění parou nebo vodou, pro ohřev užitkové n^bo technologické vody. Jeho předností je jednoduchost převodového systému, libovolná pracovní poloha, nepatrný příkon ovládacího motoru a praktická nezničítelnost ventilu.The control valve according to the invention in conjunction with a conventional transmitter can be used to continuously regulate a gaseous or liquid medium. The use of a control valve is mainly envisaged in industrial or residential complexes, for automatic regulation of heating by steam or water, for the heating of service or process water. Its advantages are simplicity of the transmission system, arbitrary working position, low power input of the control motor and practical indestructibility of the valve.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Control valve having a sinusoidal rate of linear motion of a plug for regulating the flow of a gaseous or liquid medium consisting of a valve body and a drive mechanism controlling the valve stem by means of a cam, characterized in that it comprises a yoke (2) of the valve body (1) the guide pins (3) of the resiliently and movably mounted cam transmission frame (4), the guide (6) of which the slide (7) with the shaped bore (8) and the cam (9) fixedly connected to the rod (10) a plug (11), wherein the cam gear frame (4) supported by the cylindrical springs (5) carries a servo drive (17) on the rear wall (14) connected to the cam shaft (12), provided with an adjustable stop (18) for actuating the limit switches (19, 20) mounted on the front wall (13) of the cam gear frame (4).