DE1267452B

DE1267452B - Fluid control unit

Info

Publication number: DE1267452B
Application number: DE19601267452
Authority: DE
Inventors: Gerhard Klee
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1960-03-26
Filing date: 1960-03-26
Publication date: 1968-05-02

Description

Druckmittelsteuerwerk Die Erfindung betrifft ein Druckmittelsteuerwerk mit einer Vordrossel und einer Auslaßdrossel in Gestalt einer meßwerkgesteuerten Prallplatte und zwischen diesen Drosseln abgezweigter Steuerleitung, bei dem der Querschnitt der Vordrossel mit zunehmendem Durchflußquerschnitt der Auslaßdrossel gegen Federkraft vermindert wird.Pressure medium control unit The invention relates to a pressure medium control unit with a pre-throttle and an outlet throttle in the form of a measuring mechanism-controlled Baffle plate and control line branched off between these throttles, in which the Cross-section of the pre-throttle with increasing flow cross-section of the outlet throttle is reduced against spring force.

Bei den üblichen Druckmittelsteuerwerken besteht die Auslaßdrossel im allgemeinen aus einer vom Meßwerk verstellbaren, mit einer Auslaßdüse zusammenarbeitenden Drosselplatte, während die Vordrossel als feste, ungesteuerte Drossel ausgebildet ist, deren Durchtrittsquerschnitt während des Betriebes unveränderlich ist. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die der Steuerdruckleitung zugeführte Durchflußmenge beim Schließen der meßwerkgesteuerten Auslaßdrossel, also bei steigendem Steuerdruck, abnimmt. Dieser Effekt wirkt der beabsichtigten Druckänderung in der Steuerdruckleitung entgegen, so daß für eine bestimmte Druckänderung in der Steuerdruckleitung eine verhältnismäßig große Drosselquerschnittsänderung der vom Meßwerk gesteuerten Auslaßdrossel erforderlich ist. Aus konstruktiven und fertigungstechnischen Gründen ist jedoch eine möglichst geringe Drosselquerschnittsänderung erwünscht. Bei den meistens geforderten oder erreichbaren geringen Aussteuerwegen würden sich sehr kleine Auslaßdrosselquerschnitte bzw. Abstände der Drosselplatte von der Auslaßdüsenmündung ergeben, die praktisch schwer zu verwirklichen sind. Als weitere Schwierigkeit kommt noch eine entsprechend hohe Schmutzempfindlichkeit hinzu. Man ist daher gezwungen, mit größeren Aussteuerwegen zu arbeiten, worunter die Ansprechempfindlichkeit des Gerätes leidet.In the usual pressure medium control units there is an outlet throttle generally from an adjustable by the measuring mechanism, cooperating with an outlet nozzle Throttle plate, while the choke is designed as a fixed, uncontrolled throttle whose passage cross-section cannot be changed during operation. These Arrangement has the disadvantage that the flow rate supplied to the control pressure line when closing the measuring mechanism-controlled outlet throttle, i.e. when the control pressure rises, decreases. This effect acts on the intended pressure change in the control pressure line contrary, so that for a certain pressure change in the control pressure line a relatively large change in the throttle cross-section of the outlet throttle controlled by the measuring mechanism is required. However, for design and manufacturing reasons the smallest possible change in the throttle cross-section is desirable. With the most demanded or achievable low modulation paths would result in very small outlet throttle cross-sections or distances of the throttle plate from the outlet nozzle orifice that practically are difficult to achieve. As a further difficulty there is a corresponding one high sensitivity to dirt. One is therefore forced to use larger downdrafts to work, which affects the responsiveness of the device.

Ein bekanntes Drosselsteuerwerk. beseitigt die durch den verhältnismäßig engen Querschnitt einer festen Vordrossel verursachten Störungen, indem die Vordrossel durch einen Mengenregler ersetzt ist, der die der Steuerdruckleitung zugeführte Durchflußmenge gleichhält. Dadurch wird zwar vermieden, daß die der Steuerdruckleitung zugeführte Durchflußmenge bei steigendem Steuerdruck abnimmt, und man kann dadurch auch den für einen bestimmten Steuerdruckbereich erforderlichen Aussteuerweg, d. h. den Prallplattenweg, verringern, jedoch bedingt der Ersatz der Vordrossel durch einen Mengenregler einen größeren baulichen Aufwand.A well-known throttle control unit. eliminated by the proportionately narrow cross-section of a fixed choke caused interference by the choke is replaced by a flow regulator, which is supplied to the control pressure line Flow rate keeps the same. This avoids that the control pressure line supplied flow rate decreases with increasing control pressure, and you can thereby also the control travel required for a specific control pressure range, d. H. reduce the baffle plate path, but the replacement of the choke requires a volume regulator a larger structural effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Vorteil einer derart veränderlichen Vordrossel mit einem geringeren baulichen Aufwand zu erzielen.The invention is based on the advantage of such to achieve variable choke with less structural effort.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckmittelsteuerwerk der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vordrossel als einerseits vom Vordruck, andererseits vom Steuerdruck unmittelbar beeinflußte, einseitig eingespannte Blattfeder vor einer Einlaßdüse ausgebildet ist. Gemäß einer einfachen und vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Charakteristik der Blattfeder durch eine zusätzliche Spannfeder oder einen Magneten beeinflußt werden.In the case of a pressure medium control unit, this task becomes the one mentioned at the beginning Type solved according to the invention in that the choke as on the one hand from the form, on the other hand, leaf spring clamped on one side, directly influenced by the control pressure is formed in front of an inlet nozzle. According to a simple and advantageous embodiment the invention can improve the characteristics of the leaf spring by an additional tension spring or a magnet.

Wesentlich ist hierbei, daß ohne Vergrößerung der Fertigungschwierigkeiten und mit sehr einfachen Mitteln erreicht wird, daß die Ansprechempfindlichkeit des Gerätes entsprechend den kleineren erforderlichen Aussteuerwegen der meßwerkgesteuerten Prallplatte der Auslaßdrossel in dem gewünschten Steuerdruckbereich wächst.What is essential here is that without increasing the manufacturing difficulties and with very simple means it is achieved that the sensitivity of the Device according to the smaller required modulation paths of the measuring mechanism-controlled Flapper of the outlet throttle grows in the desired control pressure range.

In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, the invention is in various embodiments for example illustrated.

F i g. 1 zeigt in einem schematischen Schnitt ein Druckmittelsteuerwerk gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt ebenfalls schematisch und teilweise geschnitten einen Drucktransmitter mit einem Druckmittelsteuerwerk gemäß F i g. 1, und F i g. 3 zeigt in abgebrochener Darstellung eine Variante der Vordrosselausbildung.F i g. 1 shows a schematic section of a pressure medium control unit according to the invention; F i g. 2 also shows schematically and partially in section a pressure transmitter with a pressure medium control unit according to FIG. 1, and F i g. 3 shows, in a broken representation, a variant of the choke design.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht das Druckmittelsteuerwerk aus einem nach außen abgeschlossenen Gehäuse 1, in dessen Innenraum eine Druckmittelspeiseleitung 2 zur Zuführung von Druckluft führt. Im Inneren des Gehäuses 1 ist die Vordrossel untergebracht, welche aus einer Einlaßdüse 3 und einer mit letzterer zusammenarbeitenden Prallplatte in Form einer Blattfeder 4 besteht. Zwischen der Einlaßdüse 3 und einer Auslaßdüse 5 ist eine Steuerdruckleitung 6 angeschlossen, die beispielsweise zu einem Manometer führt. Im allgemeinen wird an Stelle des Manometers in der Praxis ein Leistungsverstärker mit geringem Druckluftverbrauch angeordnet. Die Druckmittelspeiseleitung 2 ist an eine Druckluftquelle mit einem Druck von z. B. 1,4 atü angeschlossen.In the case of the in FIG. 1 shown embodiment of the invention the pressure medium control unit from an externally closed housing 1, in which Interior leads a pressure medium feed line 2 for the supply of compressed air. in the Inside the housing 1, the throttle is housed, which consists of an inlet nozzle 3 and a baffle plate cooperating with the latter in the form of a leaf spring 4 exists. Between the inlet nozzle 3 and an outlet nozzle 5 is a control pressure line 6 connected, which leads, for example, to a manometer. Generally will instead of the pressure gauge in practice a power amplifier with arranged with low compressed air consumption. The pressure medium feed line 2 is connected to a Compressed air source with a pressure of z. B. 1.4 atü connected.

Mit der Auslaßdüse 5 arbeitet eine ebenfalls als Blattfeder ausgebildete Prallplatte 7 zusammen, deren freies Ende der Austrittsmündung der Auslaßdüse 5 unter der Wirkung von Steuerimpulsen eines Meßwerkes mehr oder weniger genähert werden kann. Beispielsweise wird die Prallplatte 7 mittels einer Stange 8 betätigt.A likewise designed as a leaf spring works with the outlet nozzle 5 Impact plate 7 together, the free end of which is the outlet mouth of the outlet nozzle 5 more or less approximated under the effect of control pulses from a measuring mechanism can be. For example, the baffle plate 7 is actuated by means of a rod 8.

Auf die im Bereich der Einlaßdüse 3 liegenden Flächen der Blattfeder 4 wirkt von der Einlaßseite her der Speisedruck und von der Auslaßseite her der Steuerdruck, welcher zwischen der Einlaßdüse 3 und der Auslaßdüse 5 hervorgerufen wird. Entsprechend der gewählten Federcharakteristik der Blattfeder 4 stellt sich somit der freie Querschnitt zwischen der Blattfeder 4 und der Eintrittsmündung der Einlaßdüse 3 in Abhängigkeit von dem Differenzdruck zwischen dem Speisedruck und dem Steuerdruck ein.On the surfaces of the leaf spring lying in the area of the inlet nozzle 3 4 acts from the inlet side and the feed pressure from the outlet side Control pressure which is produced between the inlet nozzle 3 and the outlet nozzle 5 will. According to the selected spring characteristics of the leaf spring 4 arises thus the free cross section between the leaf spring 4 and the inlet mouth of the Inlet nozzle 3 as a function of the differential pressure between the feed pressure and the control pressure.

Der freie Querschnitt zwischen der Prallplatte 7 und der Austrittsmündung der Auslaßdüse 5 wird durch die Prallplatte 7 eingestellt, welche, wie gesagt, über die Stange 8 durch ein Meßwerk betätigt wird. Bei einer Veränderung des freien Querschnitts an der Auslaßdüse 5 ändert sich der auf die Blattfeder 4 wirkende Differenzdruck und damit der Drosselquerschnitt zwischen der Einlaßdüse 3 und der Blattfeder 4 der Vordrossel. Infolgedessen kann man bei einer solchen Anordnung und bei entsprechender Dimensionierung der Blattfeder 4 mit kleineren Steuerwegen der Prallplatte bzw. Blattfeder 7 auskommen, als bei den bekannten Auslaßdüsensteuerungen mit fester Vordrossel und einfacher als mit einem Mengenregler.The free cross section between the baffle plate 7 and the outlet mouth the outlet nozzle 5 is set by the baffle plate 7, which, as said, over the rod 8 is actuated by a measuring mechanism. When the free cross-section changes at the outlet nozzle 5 the differential pressure acting on the leaf spring 4 changes and thus the throttle cross-section between the inlet nozzle 3 and the leaf spring 4 the choke. As a result, you can with such an arrangement and with appropriate Dimensioning of the leaf spring 4 with smaller control paths of the baffle plate or Leaf spring 7 manage than with the known outlet nozzle controls with fixed Pre-throttle and easier than with a flow regulator.

In F i g. 2 ist als praktisches Ausführungsbeispiel die Anwendung eines Druckmittelsteuerwerks gemäß der Erfindung bei einem nach dem Kompensationsprinzip arbeitenden Drucktransmitter veranschaulicht. Bei diesem Gerät wird ein Federbalg 10 von einem impulsgebenden Medium beaufschlagt, welches durch eine Leitung 18 zugeführt wird. Ein im Punkt 19 drehbar gelagerter Hebel 11 betätigt mit seinem einen Hebelarm über eine Stange 12 die Prallplatte 7 des entsprechend F i g. 1 ausgebildeten Druckmittelsteuerwerks. Die Ausgangsleitung 6 des Druckmittelsteuerwerks führt zu einem lediglich schematisch dargestellten Leistungsverstärker 13, der über eine Druckmittelleitung 14 mit Speiseluft versorgt wird. Die Ausgangsleitung 15 des Verstärkers 13 dient zur Rückführung und führt in einen Kompensationsbalg 16 des Transmitters, dessen bewegliches Ende auf den anderen Hebelarm des Hebels 11 wirkt.In Fig. 2 illustrates, as a practical exemplary embodiment, the use of a pressure medium control unit according to the invention in a pressure transmitter operating according to the compensation principle. In this device, a bellows 10 is acted upon by a pulse-generating medium, which is fed through a line 18. A lever 11 rotatably mounted at point 19 actuates one lever arm via a rod 12, the baffle plate 7 of the corresponding FIG. 1 trained pressure medium control unit. The output line 6 of the pressure medium control unit leads to a power amplifier 13, shown only schematically, which is supplied with feed air via a pressure medium line 14. The output line 15 of the amplifier 13 is used for feedback and leads into a compensation bellows 16 of the transmitter, the movable end of which acts on the other lever arm of the lever 11.

Die Abhängigkeit des Ausgangsdruckes des Druckmittelsteuerwerks von der Stellung der Prallplatte 7 verläuft nur in einem Abschnitt des Aussteuerweges näherungsweise linear. Sofern die Nichtlinearität der übrigen Abschnitte unerwünscht ist oder störend wirkt, kann man sich darauf beschränken, nur den nahezu linearen Teil, der z. B. von 0,2 bis 0,8 atü reicht, zur Aussteuerung zu verwenden. In diesem Fall wird der reine Leistungsverstärker 13 z. B. durch einen Verstärker mit dem übersetzungsverhältnis 3 : 4 ersetzt.The dependence of the output pressure of the pressure medium control unit on the position of the baffle plate 7 runs only in a section of the control path approximately linear. If the non-linearity of the remaining sections is undesirable is or has a disturbing effect, one can limit oneself to only the almost linear ones Part that z. B. ranges from 0.2 to 0.8 atü to use for modulation. In this Case, the pure power amplifier 13 z. B. through an amplifier with the transmission ratio 3: 4 replaced.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Charakteristik des Druckmittelsteuerwerks dadurch geändert werden, daß man auf die Blattfeder 4 der Vordrossel gemäß F i g. 3 der Zeichnung eine zusätzliche Feder 17 wirken läßt, deren Vorspannung zweckmäßig einstellbar sein kann. Mit Hilfe der Feder 17 kann erreicht werden, daß die Gesamtsteifigkeit der Blattfeder 4 mit zunehmender Durchbiegung wesentlich größer wird. Eine andere Möglichkeit zur Erzielung einer solchen Charakteristik kann durch einen auf die Blattfeder 4 wirkenden Magneten geschaffen werden.According to one embodiment of the invention, the characteristics of the pressure medium control unit can be changed by acting on the leaf spring 4 of the choke according to FIG. 3 of the drawing allows an additional spring 17 to act, the bias of which can be appropriately adjustable. With the aid of the spring 17 it can be achieved that the overall rigidity of the leaf spring 4 becomes significantly greater with increasing deflection. Another possibility for achieving such a characteristic can be created by a magnet acting on the leaf spring 4.

Claims

Claims: 1. Pressure medium control unit with a choke and an outlet throttle in the form of a measuring mechanism-controlled baffle plate and between These throttles branched off control line, in which the cross-section of the choke with increasing flow cross-section of the outlet throttle is reduced against spring force is, d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t, that the choke as on the one hand one-sided clamped, directly influenced by the pre-pressure and, on the other hand, by the control pressure Leaf spring (4) is formed in front of an inlet nozzle (3).

2. Pressure fluid control unit according to claim 1, characterized in that the characteristics of the leaf spring (4) can be influenced by an additional tension spring (17) or a magnet. In Publications considered: German Patent No. 861477.