DE1064268B - Pneumatically controlled control valve - Google Patents

Pneumatically controlled control valve

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DE1064268B
DE1064268B DEK23740A DEK0023740A DE1064268B DE 1064268 B DE1064268 B DE 1064268B DE K23740 A DEK23740 A DE K23740A DE K0023740 A DEK0023740 A DE K0023740A DE 1064268 B DE1064268 B DE 1064268B
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pressure
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control
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DEK23740A
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German (de)
Inventor
Hugo Domagala
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Kosmos Armaturen & Appbau
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Kosmos Armaturen & Appbau
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/185—Control of temperature with auxiliary non-electric power

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisch gesteuertes Regelventil mit Stellungsmacher und selbsttätiger, verzögert wirksamer Rückführung für strömende Medien.The invention relates to a pneumatically controlled control valve with positioner and automatic, delayed effective return for flowing media.

Bei pneumatisch gesteuerten Reglern, z. B. bei Temperaturreglern, ist es bereits bekannt, von einem Arbeitsorgan in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur oder bei Druckreglern in Abhängigkeit von der Stellung einer Arbeitsmembran, die über eine Leitung mit dem zu regelnden Druck in Verbindung steht, einen konstanten, zugeführten Luftdruck von 0,8 atü in einen Steuerdruck von 0,2 bis 0,8 atü umzuwandeln und zum Steuern eines Regelventils mit Membranantrieb zu benutzen.In the case of pneumatically controlled regulators, e.g. B. in temperature controllers, it is already known from a working body depending on the respective temperature or, in the case of pressure regulators, depending on the position of a working diaphragm, which is connected to the pressure to be regulated via a line stands to convert a constant, supplied air pressure of 0.8 atü into a control pressure of 0.2 to 0.8 atü and to control a control valve with a diaphragm actuator.

Die Umwandlung des konstanten Luftdruckes in den veränderlichen Steuerdruck findet in einem besonderen Gerät, das für Schalttafeleinbau oder auch für Wandaufbau hergerichtet sein kann, statt.The conversion of the constant air pressure into the variable control pressure takes place in a special one Device that can be prepared for panel mounting or wall mounting instead.

Diese pneumatisch gesteuerten Regler sind in ihrer Ausführung meist vielteilig und umfangreich und daher nicht billig in der Anschaffung. Aus diesem Grund werden solche Regler in der Hauptsache nur in größeren Anlagen eingebaut.These pneumatically controlled regulators are usually multi-part and extensive in their design and therefore not cheap to buy. For this reason, such regulators are mainly only used in larger ones Systems built in.

Auch sind pneumatisch gesteuerte Regler bekannt, bei denen die Umwandlung des konstanten Druckes in einen variablen Steuerdruck zur Betätigung eines Membranregelventils direkt in einer auf einem Temperaturfühler aufgebauten Vorrichtung vorgenommen wird.Pneumatically controlled regulators are also known in which the conversion of the constant pressure into a variable control pressure for actuating a diaphragm control valve directly in a temperature sensor constructed device is made.

Diese Regler besitzen meistens keinen Stellungsmacher, so daß allein schon die Stopfbüchsenreibung in dem Membranregelventil genügt, um ein ungenaues Arbeiten des Reglers herbeizuführen.These regulators usually do not have a position maker, so that the stuffing box friction alone in the diaphragm control valve is sufficient to cause the regulator to operate inaccurately.

Weiterhin ist ein pneumatisch gesteuertes Regelventil mit einer vom Steuermittel beaufschlagten Regelmembran bekanntgeworden, bei dem ein in der Regelkammerwandung gleichsinnig mit der Membran bewegliches Ausströmrohr das in die Regelkammer einströmende Steuermittel gegen eine von der Regelabweichung beeinflußte Prallplatte leitet. Dadurch wird erreicht, daß der in die Membrankammer des Regelventils einströmende konstante Luftdruck mehr oder weniger gestaut und dadurch der Ventilkegel in Öffnungs- oder Schließstellung bewegt wird. Diese bekannten Regelventile haben aber die Verwendung zweier verschiedener Drücke für die Regelung zur Voraussetzung. Es müssen also bei einer größeren Anzahl derartiger Regelventile zwei völlig getrennte Druckluftnetze vorgesehen werden. Hinzu kommt noch, daß die Steuerung und der Regelvorgang an zwei verschiedenen und völlig voneinander getrennten Orten stattfindet.Furthermore, a pneumatically controlled control valve is acted upon by the control means Control diaphragm has become known in which a control chamber wall in the same direction as the diaphragm Movable outflow pipe the control means flowing into the control chamber against one of the control deviation influenced baffle conducts. This ensures that the in the membrane chamber of the Constant air pressure flowing into the control valve is more or less jammed and the valve cone in Open or closed position is moved. However, these known control valves are used two different pressures required for regulation. So it must be with a larger one Number of such control valves two completely separate compressed air networks are provided. Come in addition nor that the control and the regulation process at two different and completely separate from each other Places takes place.

Der Erfindung hat nun die Aufgabe zugrunde gelegen, eine wesentliche Vereinfachung hier zu schaf-Pneumatisch gesteuertes RegelventilThe invention is based on the task of making a substantial simplification here to Schaf-Pneumatic controlled regulating valve

Anmelder:
Kosmos Armaturen- und Apparatebau,
Franz Baumeister K.-G.,
Rodenkirchen/Rhein, Schillingsrotter Str. 40Applicant:
Kosmos valve and apparatus construction,
Franz Baumeister K.-G.,
Rodenkirchen / Rhein, Schillingsrotter Str. 40

Hugo Domagala, Köln, ist als Erfinder genannt wordenHugo Domagala, Cologne, has been named as the inventor

fen, indem die gesamte Regelvorrichtung in das Ventil selbst hineingenommen wird, ohne daß dieses dadurch konstruktiv wesentlich umfangreicher ausfällt. Gleichzeitig soll nun ein einziges Druckluftnetz verwandt werden.fen by taking the entire control device into the valve itself, without this thereby in terms of construction is much more extensive. At the same time, a single compressed air network should now be used will.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß das in der Regelkammer bewegliche Ausströmrohr mit der Membran einer Rückführkammer verbunden ist, deren Innenraum durch eine Verbindungsleitung mit dem der Regelkammer in Verbindung steht.This object has been achieved according to the invention in that the movable in the control chamber Outflow pipe is connected to the membrane of a return chamber, the interior of which is connected by a connecting line with which the control chamber is in communication.

Die über diese Verbindungsleitung und eine Drossel in der Membrandose auftretenden Staudruckänderungen bewirken eine Schubbewegung der durchbohrten Führungsstange und damit der Ausströmdüse in der gleichen Richtung, wie sich die Prallplatte bewegt, was eine Druckänderung in der Membrankammer zufolge hat, die sich rückführartig auf den Ventilkegel überträgt.The dynamic pressure changes occurring via this connecting line and a throttle in the diaphragm box cause a pushing movement of the drilled guide rod and thus the discharge nozzle in the the same direction as the baffle plate moves, which results in a pressure change in the diaphragm chamber which is transferred back to the valve cone.

Das als entlastetes Doppelsitz-, Einsitz- oder als nicht entlastetes Ventil ausgeführte Membranregelventil kann dabei als Schließ- oder Öffnungsventil ausgebildet sein. Auch kann das Ventil so hergerichtet werden, daß es beim Ausbleiben der Steuerluft entweder schließt oder öffnet.The diaphragm control valve designed as a relieved double-seat, single-seat or non-relieved valve can be designed as a closing or opening valve. The valve can also be prepared in this way that it either closes or opens when there is no control air.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung geht aus der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels hervor, in welchem in Abb. 1 ein beispielsweise als Temperaturregler ausgebildeter pneumatischer Regler veranschaulicht ist. In Abb. 1 ist im Längsschnitt ein membrangesteuertes Regelventil dargestellt, dessen Schließbewegungen durch einen auf die Membran 1 wirkenden Steuerdruck und dessen Öffnungsbewegungen durch eine Gegenfeder 2 bewirkt wird.The mode of operation of the control device according to the invention is based on the drawing of an exemplary embodiment in which in Fig. 1 a pneumatic Regulator is illustrated. In Fig. 1, a diaphragm-controlled control valve is shown in longitudinal section, its closing movements by a control pressure acting on the diaphragm 1 and its Opening movements is effected by a counter spring 2.

Der über eine Blende 4 im Luftzuführungsrohr 3 in die Membrankammer 5 einströmende Luftdruck istThe air pressure flowing into the membrane chamber 5 via a diaphragm 4 in the air supply pipe 3 is

909 609/145909 609/145

Claims (8)

konstant, ζ. Β. 1,5 atü. Ein Teil der Luft fließt durch die durchbohrte Führungsstange 6, die axial verschiebbar gelagert ist, ab und tritt durch eine Öffnung 7 ins Freie. Auf die Ausströmdüse 9 wirkt eine Prallplatte 8 ein, deren Stellung bestimmt wird durch den Arbeitskörper 10 des temperaturempfindlichen Fühlersystems 11; der Abstand zwischen Prallplatte 8 und Ausströmdüse 9 ist maßgebend für die Menge der aus der Membrankammer 5 ausströmenden Luft. Die in Abhängigkeit von den am Fühlorgan 11 auftretenden Temperaturänderungen entstehenden Stellungsänderungen der Prallplatte 8 bewirken mehr oder weniger große Staudrücke in der Membrankammer 5. Die Staudrücke verstellen die unter dem Einfluß einer Gegenfeder 2 stehende Membran 1 und betätigen über die Ventilstange 12 den Ventilkegel 13 im Schließ- bzw. Öffnungssinn. Reibungswiderstände an der Ventilstange 12, die namentlich durch zu strammes Anziehen der Stopfbüchse entstehen, können sich auf die Funktion des Regelventils ungünstig auswirken, da bei vollständigem Abschluß der Ausströmdüse 9 der volle statische Druck in der Membrankammer 5 wirksam wird. Die Druckänderung in der Membrankammer 5 wirkt sich auch über den Kanal 14 und die Drossel 15 auf die Bodenplatte 16 der Membrandose 17 aus. Die Bodenplatte 16 steht unter dem Gegendruck einer Schraubenfeder 18. Die durch die in der Membrandose wirkenden Druckänderungen entstehenden Längsbewegungen der Bodenplatte 16 werden zwangläufig auf die mit der Bodenplatte 16 fest verbundenen durchbohrten Führungsstange 6 übertragen, so daß die Ausströmdüse 9 sich im gleichen Sinne bewegt wie die Prallplatte 8. Durch die einstellbare Drossel 15 wird erzielt, daß die Bewegung der Führungsstange 6 mit Verzögerung geschieht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 ist der Arbeitskörper 10 mit aulgebauter Prallplatte 8 durch eine Kapillare 19 mit einem Thermostaten 11 verbunden, der in bekannter Weise z. B. mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt und nach einer entweder runden oder geraden Schiebeskala auf einen bestimmten gewünschten Temperaturwert einstellbar ist. Tritt beispielsweise in dem zu regelnden Medium, in welches der Thermostat 11 eingetaucht ist, eine Temperaturerhöhung ein, so tritt in bekannter Weise der Hubstift 20 mehr aus dem Arbeitskörper 10 heraus, und die Düse 9 wird durch die Prallplatte 8 stärker abgedeckt. Dadurch verringert sich der Luftaustritt aus der Membrankammer 5, und es entsteht ein Druckanstieg, so daß die Membran 1 mehr beaufschlagt wird. Der erhöhte Druck bewirkt eine Betätigung des Ventils in Schließrichtung. Im Gegensatz zu anderen pneumatischen Reglern, bei welchen die Membranventile lediglich von einem Steuerdruck, der bekanntlich in den Grenzen von 0,2 bis 0,8 atü variiert, beaufschlagt wird und die dadurch gegen Reibungswiderstände äußerst empfindlich sind, steigt bei dem beschriebenen Temperaturregler der Steuerdruck bei auftretenden Reibungswiderständen nach vollständiger Abdeckung der Ausströmdüse 9 bis auf den vollen Wert des statischen Druckes von 1,5 atü an, so daß immer genügend Kräfte auf der Membran liegen, die das Ventil sicher betätigen. Üuer den Kanal 14 tritt, infolge einstellbarer Drossel 15 verzögert, auch eine Druckerhöhung in der Membrandose 17 ein. Die Bodenplatte 16 wird stärker beaufschlagt, dehnt sich gegen die Feder 18 aus und zieht die Führungsstange 6 mit Ausströmdüse 9 von der Prallplatte 8 ab, wodurch wieder mehr Luft aus der Membrankammer 5 entweichen kann, was einen Druckabfall in der Membrankammer 5 zur Folge hat. Die Schließbewegung des Regelventils wird damit unterbrochen. Die Membrandose 17 mit der gegen die Prallplatte 8 verstellbaren Ausströmdüse 9 stellt eine verzögert wirksame Rückführung in einfachster Bauart dar. Durch die einstellbare Drossel 15 kann die Rückführung mehr oder weniger zur Wirkung gebracht oder auch ganz ausgeschaltet werden. In Abb. 2 der Zeichnung ist die Ausführung des beschriebenen pneumatisch gesteuerten Reglers als Druckregler dargestellt. An Stelle des temperaturempfindlichen Arbeitskörpers 10 ist am Stutzen 21 ein Membranantrieb 22 für die Betätigung der Prallplatte 8 angebaut. Die Membrankammer 23, die mit einem Wellrohr 24 nach außen abgedichtet ist, steht über die Leitung 25 mit dem zu regelnden Druck in Verbindung. Die Membran 26 steht unter dem Einfluß einer Gegenfeder 27, deren Vorspannung mittels eines Drehknopfes 28 eingestellt werden kann. Wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 über die Leitung 25 ein in der zu regelnden Leitung stattfindender Druckanstieg in die Membrankammer 23 übertragen, so dehnt sich die Membran 26 gegen die Feder 27 aus und zieht die Prallplatte 8 von der Ausströmdüse 9 ab. Beim Absinken des Druckes in der Membrankammer 23 wird dagegen die Ausströmdüse 9 von der Prallplatte 8 mehr abgedeckt. Die sich darauf ergebende Steuerung des Regelventilkegels 13 entspricht der im vorangegangenen beschriebenen Anordnung. Patentansprüche:constant, ζ. Β. 1.5 atm. Part of the air flows through the drilled guide rod 6, which is axially displaceable, and passes through an opening 7 to the outside. A baffle plate 8 acts on the discharge nozzle 9, the position of which is determined by the working body 10 of the temperature-sensitive sensor system 11; the distance between the baffle plate 8 and the discharge nozzle 9 is decisive for the amount of air flowing out of the membrane chamber 5. The changes in position of the baffle plate 8 that occur as a function of the temperature changes occurring at the sensing element 11 cause more or less large back pressures in the diaphragm chamber 5. The back pressures adjust the diaphragm 1, which is under the influence of a counter spring 2, and actuate the valve cone 13 in closing via the valve rod 12 - or sense of opening. Frictional resistances on the valve rod 12, which result from tightening the stuffing box too tightly, can have an unfavorable effect on the function of the control valve, since the full static pressure in the diaphragm chamber 5 becomes effective when the outlet nozzle 9 is completely closed. The change in pressure in the diaphragm chamber 5 also has an effect on the base plate 16 of the diaphragm box 17 via the channel 14 and the throttle 15. The base plate 16 is under the counterpressure of a helical spring 18. The longitudinal movements of the base plate 16 resulting from the pressure changes acting in the diaphragm box are inevitably transmitted to the perforated guide rod 6 firmly connected to the base plate 16, so that the discharge nozzle 9 moves in the same direction as the baffle plate 8. The adjustable throttle 15 ensures that the movement of the guide rod 6 occurs with a delay. In the embodiment according to Fig. 1, the working body 10 is connected to aulgebauter baffle plate 8 through a capillary 19 with a thermostat 11, which z. B. filled with an expansion liquid and can be adjusted to a certain desired temperature value according to either a round or a straight sliding scale. If, for example, a temperature increase occurs in the medium to be regulated in which the thermostat 11 is immersed, the lifting pin 20 protrudes more from the working body 10 in a known manner, and the nozzle 9 is covered more strongly by the baffle plate 8. This reduces the air leakage from the diaphragm chamber 5, and there is an increase in pressure, so that the diaphragm 1 is subjected to more pressure. The increased pressure causes the valve to be actuated in the closing direction. In contrast to other pneumatic regulators, in which the diaphragm valves are only acted upon by a control pressure which, as is known, varies within the limits of 0.2 to 0.8 atmospheres and which are therefore extremely sensitive to frictional resistance, the control pressure increases with the temperature regulator described if frictional resistance occurs after the discharge nozzle 9 has been completely covered up to the full value of the static pressure of 1.5 atmospheres, so that there are always enough forces on the membrane to reliably operate the valve. A pressure increase in the diaphragm box 17 also occurs in the channel 14, delayed as a result of the adjustable throttle 15. The base plate 16 is subjected to more pressure, expands against the spring 18 and pulls the guide rod 6 with discharge nozzle 9 from the baffle plate 8, which means that more air can escape from the membrane chamber 5 again, which results in a pressure drop in the membrane chamber 5. The closing movement of the control valve is thus interrupted. The diaphragm box 17 with the outflow nozzle 9 which can be adjusted against the baffle plate 8 represents a retarded effective return in the simplest design. The adjustable throttle 15 allows the return to take effect more or less or it can also be completely switched off. In Fig. 2 of the drawing, the design of the pneumatically controlled regulator described is shown as a pressure regulator. Instead of the temperature-sensitive working body 10, a diaphragm drive 22 for actuating the baffle plate 8 is attached to the connecting piece 21. The membrane chamber 23, which is sealed off from the outside with a corrugated tube 24, is connected to the pressure to be regulated via the line 25. The membrane 26 is under the influence of a counter spring 27, the preload of which can be adjusted by means of a rotary knob 28. If, in the embodiment according to FIG. 2, a pressure increase occurring in the line to be regulated is transmitted into the diaphragm chamber 23 via the line 25, the diaphragm 26 expands against the spring 27 and pulls the baffle plate 8 away from the discharge nozzle 9. When the pressure in the membrane chamber 23 drops, on the other hand, the discharge nozzle 9 is covered more by the baffle plate 8. The resulting control of the regulating valve cone 13 corresponds to the arrangement described above. Patent claims: 1. PneumatischgesteuertesRegelventil mit einer vom Steuermittel beaufschlagten Regelmembran und einem in der Regelkammerwandung gleichsinnig mit der Älembran beweglichen Ausströmrohr, welches das in die Regelkammer einströmende Steuermittel gegen eine von der Regelabweichung beeinflußte Prallplatte leitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausströmrohr (6) mit der Membran einer Rückführkammer (17) verbunden ist, deren Innenraum durch eine Verbindungsleitung (14) mit dem der Regelkammer (5) in Verbindung steht.1. Pneumatically controlled control valve with a regulating diaphragm acted upon by the control means and an outflow pipe which is movable in the same direction as the Älembrane in the regulating chamber wall and which directs the control means flowing into the regulating chamber against a baffle plate influenced by the control deviation, characterized in that the outflow pipe (6) with the membrane of a Return chamber (17) is connected, the interior of which is connected by a connecting line (14) with that of the control chamber (5) . 2. Regelventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in die Verbindungsleitung (14) eingeschaltetes, vorzugsweise einstellbares Drosselglied (15). 2. Control valve according to claim 1, characterized by a preferably adjustable throttle member (15) switched on in the connecting line (14). 3. Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zugleich die Regelkammer und die Rückführkammer umschließendes, beiden gemeinsames Gehäuse.3. Control valve according to claim 1 or 2, characterized by a control chamber and at the same time the return chamber enclosing the two common housing. 4. Regelventil nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehäuseansatz für die Prallplatte und ihre Bewegungsteile.4. Control valve according to claim 3, characterized by a further housing extension for the baffle plate and their moving parts. 5. Druckregelventil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein deckelartig auf das Prallplattengehäuse aufschraubbares Membranaggregat, dessen Druckkammer mit der den zu regelnden Druck enthaltenden Leitung verbunden ist und dessen Membran die Prallplatte steuert.5. Pressure control valve according to claim 4, characterized by a cover-like on the baffle plate housing screw-on membrane unit, the pressure chamber of which is connected to the line containing the pressure to be regulated and whose membrane controls the baffle plate. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 391 328, 713 312, 809 975.Considered publications:
German Patent Nos. 391 328, 713 312, 809 975. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 909 609/145 8.59© 909 609/145 8.59
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