DE1079413B

DE1079413B - Device for the pneumatic transmission of a position indicator

Info

Publication number: DE1079413B
Application number: DET12093A
Authority: DE
Inventors: Bror Sigurd Olsson
Original assignee: TELEKTRON AB
Current assignee: TELEKTRON AB
Priority date: 1955-03-03
Filing date: 1956-03-03
Publication date: 1960-04-07

Description

Vorrichtung zum pneumatischen Ubertragen einer Stellungsanzeige Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum pneumatischen Uebertragen einer Stellungsanzeige mit einem Ventilorgan, das mittels Feder gegen seinen Sitz gedrückt wird und durch einen veränderlichen meßbaren Druck betätigt wird, welcher das Ventil von seinem Sitz zu heben strebt, wobei ein vorbestimmter Druck der eingestellten Spannung der Feder entspricht. Device for the pneumatic transmission of a position indicator The invention relates to a device for the pneumatic transmission of a Position indicator with a valve element which is pressed against its seat by means of a spring and is actuated by a variable measurable pressure which the valve strives to lift from his seat, taking a predetermined pressure of the set Corresponds to the tension of the spring.

Alle bisher bekannten Meß- oder Prüfgeräte dieser Art weisen in verhältnismäßig hohem Maße Hysteresis- und Flattererscheinungen und andere Meßfehler auf, die auch bei der größten Sorgfalt in der Herstellung des Ventilkörpers und seines Sitzes nicht vermieden werden konnten. All previously known measuring or testing devices of this type have in proportion high degree of hysteresis and flutter phenomena and other measurement errors, which also with the greatest care in the manufacture of the valve body and its seat could not be avoided.

Es ist das Ziel der Erfindung, diese Nachteile der bisher bekannten Meßvorrichtungen zu beheben. It is the aim of the invention to overcome these disadvantages of the previously known Fix measuring devices.

Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß bei einer Vorrichtung zum pneumatischen Übertragen einer Stellungsanzeige das sich drehende Geberglied über eine Schraubspindel die Schließfeder eines Druckablaßventils spannt und damit den Druck in einer Leitung verändert, der über ein Druckregelventil und eine Drossel ein ständig unter Druck stehendes Medium zugeführt wird, wobei der Druck in der Leitung zwischen der Drossel und dem Druckablaßventil von einem Manometer angezeigt wird. The main feature of the invention is that in a device the rotating transmitter element for the pneumatic transmission of a position indicator The closing spring of a pressure relief valve is tensioned via a screw spindle and thus the pressure in a line changes via a pressure control valve and a throttle a constantly pressurized medium is supplied, the pressure in the Line between the throttle and the pressure relief valve indicated by a pressure gauge will.

Nach einem weiteren Merkmal ist das Verschlußstück des Druckablaßventils als eine flache Scheibe ausgebildet, auf welcher vorteilhafterweise das Widerlager der zugehörigen Schließfeder punktförmig aufliegt. Diese Ausbildung ergibt eine sehr genaue Regelung. According to a further feature is the closure piece of the pressure relief valve designed as a flat disc, on which advantageously the abutment the associated closing spring rests point-like. This training results in a very precise regulation.

Die Regelung eines Druckkreises über Ventile und die Überwachung durch einen Geber, z. B. durch einen Thermostatgeber mit Messung des Druckes durch ein Manometer ist an sich bekannt. The regulation of a pressure circuit via valves and the monitoring by a donor, e.g. B. by a thermostat with measurement of the pressure a manometer is known per se.

In einem bekannten Fall erfolgt die Regelung des Druckes einer Kammer über ein Doppelventil, dessen einzelne Ventile unter Vermittlung einer federnden Membran und abhängig von dem Thermostaten abwechselnd geöffnet und geschlossen werden, um dadurch abwechselnd eine Zufuhr- oder eine Abfuhrleitung zu verschließen oder zu öffnen. Dabei wird der Druck in der Kammer strömungsmäßig gesehen, hinter der Ventileinrichtung durch die Membran gemessen und ausgewertet. In a known case, the pressure in a chamber is regulated via a double valve, the individual valves of which act as a resilient Diaphragm and, depending on the thermostat, are alternately opened and closed, in order to alternately close a supply line or a discharge line or to open. The pressure in the chamber is seen in terms of flow, behind the Valve device measured and evaluated through the membrane.

Demgegenüber benötigt die Erfindung nur ein Ventil und der Druck wird nicht hinter, sondern vor der Ventileinrichtung überwacht, während hinter der Ventileinrichtung praktisch Atmosphärendruck herrscht, der für den Meßvorgang keine Rolle spielt. In contrast, the invention only requires a valve and the pressure is not monitored behind, but in front of the valve device, while behind the Valve device practically atmospheric pressure prevails, none for the measuring process Role play.

Es sind ferner Ventilkörper bekannt, die über eine Kugel unter der Wirkung einer Feder stehen. In dem bekannten Fall wird aber der Ventilkörper in axialer Richtung genau geführt, so daß die Kugel keinerlei Kippwirkung desselben gestattet, wie dies bei der Erfindung gerade bezweckt wird. Vor allem fehlt es im bekannten Fall an einer Meßvorrichtung sowie einer selbsttätigen Einstellmöglichkeit durch irgendeine physikalische Größe bzw. Übertragung einer Stellungsanzeige. There are also known valve bodies that have a ball under the Effect of a spring stand. In the known case, however, the valve body is in axial direction precisely guided, so that the ball does not have any tilting effect of the same allowed, as this is the purpose of the invention. Above all, the known case of a measuring device and an automatic adjustment facility by any physical quantity or transmission of a position indicator.

Die Erfindung wird in der Beschreibung im einzelnen erläutert, wobei auf die Zeichnungen verwiesen wird, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. The invention is explained in detail in the description, wherein Reference is made to the drawings which illustrate an embodiment of the invention.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Meßgerätes, das eine Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält, und Fig. 2 zeigt dieselbe Vorrichtung in beträchtlich vergrößertem Maßstab. Fig. 1 is a schematic representation of a measuring device, the one Device according to the invention, and FIG. 2 shows the same device in FIG considerably enlarged scale.

In Fig. 1 ist das Gehäuse der Meßvorrichtung mit 1, eine an das Gehäuse angeschlossene Rohrleitung mit 2, und ein mit der Leitung in Verbindung stehendes Manometer mit 3 bezeichnet. Das Manometer ist an die Leitung an einer Stelle zwischen der Meßvorrichtung und einem Drosselventil 4 angeschlossen, welch letzteres ein von einem Druckregler 5 in der Leitung zum Drosselventil strömendes Medium in gewünschtem Maße zu drosseln gestattet. Das erwähnte Medium besteht zweckmäßig aus Luft, obwohl auch andere Medien verwendet werden können. Die beiden Pfeile in Fig. 1 bezeichnen die Strömungsrichtung des Mediums in die Leitung 2 bzw. aus der Meßvorrichtung. In Fig. 1, the housing of the measuring device is 1, one on the housing connected pipe with 2, and one with the pipe in connection Manometer labeled 3. The pressure gauge is at a point between the pipe the measuring device and a throttle valve 4 connected, the latter a from a pressure regulator 5 in the line to the throttle valve flowing medium in the desired Dimensions may be throttled. The mentioned medium is suitably air, though other media can also be used. The two arrows in Fig. 1 indicate the direction of flow of the medium into the line 2 or from the measuring device.

In Fig. 2 ist an einem Ende des zweckmäßig zylindrischen Gehäuses ein Teil 14 mit einem ringförmig ausgebildeten Ventilsitz 6 befestigt. Der Ventilsitz steht mit den anschließenden Teilen über eine mittlere Öffnung7 in Verbindung, die mit Gewinde versehen ist, um an die Druckmediumleitung 2 angeschlossen werden zu.können. Auf dem Ventilsitz 6,- der vorzugsaveise scharf oder scbneidenförmig, ausgebildet ist, rúht elii Flachvèntil 8, dessen mindestens überwiegend ebene, mit deni Ventilsitz 6 zusammenwirkende Fläche mit einer ebenso ebenen Schicht 9 aus Gummi, EZunststoff oder einem anderén zwecl;dient3nchen elastischen Material bedeckt ist. In Fig. 2 is at one end of the expediently cylindrical housing a part 14 is attached to an annular valve seat 6. The valve seat stands with the adjoining parts via a central opening7 in connection with Thread is provided in order to be connected to the pressure medium line 2 zu.können. On the valve seat 6 - which is preferably sharp or cutting edge-shaped is, rúht elii Flachvèntil 8, whose at least predominantly flat, with the valve seat 6 interacting surface with an equally flat layer 9 made of rubber, e-plastic or another purpose of elastic material.

Der Abschluß zwischen dem Ventilkörper 8 und dem Sitz 6 wird durch eine Selfraubetifeder iO bewirkt, deren 'eines Ende gegen ein Teil 11 drückt, das in einer später zu beschreibenden Weise beweglich ist, um die Spannung der Feder zu verändern, während das andere Ende sich gegen eine runde Scheibe2 legt, die teilweise ausgedreht ist, um -die letzte Windung des Federdrahtes aufzunehmen. Die Scheibel2 weist etwa in ihrer Mitte einen Vorsprung 13 auf, der an das Ventil organ 8 anstößt und eine gekrümmte, konvexe oder kugelförmige Berührungsfläche aufweist. Wie ohne weiteres verständlich, ist also zwischen der Feder und dem Ventilorgan eine mittlere und punktförmige Berührungsstelle vorgesehen. The conclusion between the valve body 8 and the seat 6 is through causes a Selfraubetifeder OK, whose 'one end presses against a part 11, the movable in a manner to be described later to adjust the tension of the spring to change, while the other end lies against a round disc2 that partially turned out to take the last turn of the spring wire. The Scheibel2 has a projection 13 which abuts the valve organ 8 approximately in the middle and has a curved, convex, or spherical contact surface. How without further understandable, so there is a middle one between the spring and the valve member and punctiform contact point provided.

Wenn bei Meßvorgängen der Druck des zur Öffnun 7 durch die Leitung 2 strömenden Mediums den Wert erreicht und- überschreitet, der dem von der Feder 10 auf das Ventilorgan in entgegengesetzter Richtung ausgeübten Druck-entspricht, so führt das Ventilorgan eine Kippbewegung od. dgl. aus, wodurch der eine oder andere Randteil des Ventilorgans von dem Sitz 6 gehoben wird, so daß das Druckmedium zwischen dem Sitz und dem Ventilorgan hindurch und weiter in die Umgebung durch eine Austrittsöffnung 15 in dem Körper 14 abströmen kann. Eine gute Verbindung zwischen allen Teilen des Ventilsitzumfanges und der Öffnung 15 wird durch eine um den Sitz herum verlaufende Nut 16 hergestellt. If during measurement processes the pressure of the opening 7 through the line 2 flowing medium reaches and exceeds the value of the spring 10 corresponds to pressure exerted on the valve element in the opposite direction, so the valve member performs a tilting movement or the like. As a result of which one or the other Edge part of the valve member is lifted from the seat 6, so that the pressure medium between the seat and the valve member through and further into the environment through an outlet opening 15 can flow off in the body 14. A good connection between all parts of the Valve seat circumference and the opening 15 is through a running around the seat Groove 16 made.

Wenn -das Ventilorgan in der beschriebenen Weise bewegt wird, besteht infolge der Gelenkverbindung zwischen dem Ventil und der Feder keine feststellbare oder praktisch meßbare Anfangsträgheit oder Hysteresis. Die Meßvorgänge, d. h. die Bestimmung-der Drucke, welche der Spannung der Feder entsprechen, können daher mit beträchtlich größerer Genauigkeit als bisher möglich vorgenommen werden. Zu dieser Trägheitslosigkeit trägt die ebene Form des Ventilorgans weitgehend bei, ebenso die kantige Form des Ventilsitzes und der punktförmige Schluß zwischen dem Ventilorgan und dem Vorsprung 13. If the valve member is moved in the manner described, there is due to the articulation between the valve and the spring no lockable or practically measurable initial inertia or hysteresis. The measurement processes, d. H. the Determination-the pressures, which correspond to the tension of the spring, can therefore with considerably greater accuracy than previously possible. To this The flat shape of the valve organ largely contributes to the lack of inertia, as well the angular shape of the valve seat and the punctiform closure between the valve member and the protrusion 13.

Die Meßvorrichtung- gemäß der Erfindung ist mit großem Vorteil verwendbar als Übertragungsgerät (position- indicator), da die Spannung der Feder 10 von einer oder mehreren physikalischen Größen abhängen kann. Bei höheren Spannungen zeigt das Manometer unter Gleichgewichtsbedingungen, d. h., wenn das Medium an dem Ventilsitz- -und -organ vorbeiströmt, entsprechend höhere Drucke an, und bei niedrigen Federspannungen entSprechend niedrigereDruckwerte. Die Manometerablesungen bei Gleichgewichtsbedingungen zeigen daher genau die Federspannung und den Wert der physikalischen Größe an. The measuring device according to the invention can be used with great advantage as a transmission device (position indicator), since the tension of the spring 10 of a or more physical quantities. At higher voltages shows the manometer under equilibrium conditions, d. i.e. when the medium at the valve seat -and -organ flows past, correspondingly higher pressures, and at low spring tensions correspondingly lower pressure values. The manometer readings at equilibrium conditions therefore show exactly the spring tension and the value of the physical quantity.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel beruht die erwähnte Abhängigkeit darauf, daß eine Schraube 18, die in den Teil 11 eingezogen und in einem unbeweglichen, in den Zylinder 1 eingeschraubten Lager r Z befestigt ist, entsprechend den Schwankungen der physikalischen Größe drehbar ist. Ein Kammrad 19 überträgt die Drehimpulse auf die Schraube. Das lÇammradl ist starr auf dem Ende der aus dem tragenden Teil 17 vorragenden Schraube 18 befestigt. Um zu verhindern, daß der Teil 11, der einen Vorsprung 11 a zum Halten des Endes der Feder in Mittenlage aufweist, Drehbewegungen zusammen mit der Schraube ausführt, ist in dem Teil 11 ein Führungsstift 20 eingeschraubt, der sich längs eines in der Zylinderwand 1 gebildeten Schlitzes bewegt. The above-mentioned dependency is based on the exemplary embodiment described ensure that a screw 18, which is drawn into the part 11 and in an immovable, Bearing screwed into cylinder 1 r Z is fixed, according to the fluctuations the physical quantity is rotatable. A comb wheel 19 transmits the angular momentum the screw. The lÇammradl is rigid on the end of the bearing part 17 protruding screw 18 attached. To prevent the part 11, the one Has projection 11 a for holding the end of the spring in the central position, rotational movements executes together with the screw, a guide pin 20 is screwed into part 11, which moves along a slot formed in the cylinder wall 1.

Die auf das Kammrad 19, die Schraube 18, die Feder und infolgedessen auch auf das Ventilorgan 8 wirkende physikalische Größe- kann beispielsweise eine drehbare Ventilspindel sein, die mit einem in das Kammrad 19 eingreifenden und dieses antreibenden Kammrad versehen ist. Die Ablesung des Manometers gibt dann im Gleichgewichtszustand einen Wert, der der Lage und dem Offnungsgrad des mit der Ventilspindel verbundenen Ventils entspricht. The on the comb wheel 19, the screw 18, the spring and as a result physical variable acting on the valve member 8 can, for example, be a be rotatable valve spindle, which engages with a in the comb wheel 19 and this driving comb wheel is provided. The reading of the manometer is then in a state of equilibrium a value that corresponds to the position and degree of opening of the valve spindle connected to the valve stem Valve corresponds.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern läßt in ihrem Rahmen auch weitere Ausführungsformen zu. Obwohl das hier beschriebene Flachventil vollständig ebene Oberflächen aufweist, können diese natürlich auch eine andere Form, z. B. etwas konvex oder konkav, besitzen. The invention is not limited to the exemplary embodiment described limited, but also allows other embodiments within its scope. Even though the flat valve described here has completely flat surfaces, can this of course also a different shape, z. B. have something convex or concave.

Die vollständig ebene Form hat jedoch die besten Resultate ergeben. Der mit dem Sitz zusammenwirkende Teil des Ventilorgans kann wie der hier bezeigte Sitz ringförmig sein und diese Ausbildung durch Drehen erhalten.However, the completely flat shape gave the best results. The part of the valve member which cooperates with the seat can be as shown here Be ring-shaped seat and get this training by turning.

Ferner ist zu erwähnen, daß der punktförmige Schluß zwischen der Feder und dem Ventilorgan auch in anderer Weise als hier beschrieben erreicht werden kann. So kann das Ventilorgan an Stelle der Feder oder auch beide Teile mit einem Vorsprung oder einer anderen Ausbildung mit gekrümmter Fläche versehen werden. Möglicherweise kann die gekrümmte Fläche durch eine spitzige Ausbildung ersetzt werden. It should also be mentioned that the point-like connection between the Spring and the valve member can also be achieved in other ways than described here can. So the valve member can instead of the spring or both parts with one Projection or some other formation can be provided with a curved surface. Possibly the curved surface can be replaced by a pointed design.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Device for the pneumatic transmission of a Position display, characterized in that the rotating encoder element (19) the closing spring (10) of a pressure relief valve (i) via a screw spindle (18) tensions and thus changes the pressure in a line (2), which is controlled by a pressure control valve (5) and a throttle (4) a constantly pressurized medium is fed, the pressure in the line (2) between the throttle (4) and the pressure relief valve (1) is indicated by a pressure gauge (3).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the closure piece of the pressure relief valve (6, 14) is a flat disc (8, 9).

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the abutment (12, 13) of the closing spring (10) is punctiform on the flat disc (8, 9) rests.

Considered publications: German Patent Specifications No. 26,858,680,857; French Patent Nos. 841 303, 1 004 439, 1079912; U.S. Patents No. 2 156 823, 2351 871.