DE1523525A1

DE1523525A1 - Steuerdruckverstaerker mit Duese und Prallplatte

Info

Publication number: DE1523525A1
Application number: DE19651523525
Authority: DE
Inventors: Wilks Robert S
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1964-10-12
Filing date: 1965-10-09
Publication date: 1969-08-14
Also published as: GB1061859A; US3272078A; FR1449451A; NL6513208A

Description

'· Steuerdruckverstärker mit Düse und Prallplatte

Die Erfindung betrifft ein Gerät, welches einen Ausgangsdruck liefert, dessen Größe von einem zugeführten pneumatischen oder hydraulischen Drucksignal abhängt. Mit dem Ausgangssteuerdruck kann !irgendein Ausgangssteuerglied, beispielsweise beim Überschreiten eines bestimmten Druckes ein elektrischer Schalter,oder eine druckempfindliche Vorrichtung betätigt werden.

Der Steuerdruckverstärker mit Düse und Prallplatte ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine hinten der Düsenöffnung befindliche, abgeschlossene Kammer über ein Reduzierstück an eine geregelte Druckmittelzufuhrleitung angeschlossen ist, daß ferner die vor der DUsenöffnung beweglich angeordnete Prallplatte entgegen einer vorgegebenen Vorspannkraft durch ein unter dem Einfluß des Eingangssteuerdruckes stehendes elastisches Element verstellt wird und daß schließlich der Druck in der Kammer als Ausgangssignal dient, z.B. ein Ausgangssteuerglied betätigt. Die vorgegebene Vorspannkraft wird zweckmäßig von einer Druckfeder erzeugt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich die Kammer im Inneren eines mit einem Außengewinde versehenen Rohres, auf dem eine den gehäusefesten Abstützpunkt für die Vorspannfeder bildende Mutter oder dgl. zwecks Einstellung

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der Vorspannkraft hin- und herschraubbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigt

Figur 1 einen seitlichen Längsschnitt durch den neuen Steuerdruckverstärker,

Figur 2 einen Längsschnitt von oben gesehen durch eine aus zwei derartigen Steuerdruckverstärkern zusammengesetzte Bau-" einheit. Die Schnittebene der Figur 2 steht also im rechten Winkel zu derjenigen von Figur 1.

Figur J> gibt eine Seitenansicht des Gerätes gemäß Figur 2 wieder, während

Figur \ die seitliche Ansicht auf die Baueinheit gemäß Figur 2 von rechts gesehen darstellt.

Figur 5 zeigt einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform des neuen Steuerdruckverstärkers.

Wie Figur 1 erkennen läßt, weist der Steuerdruckverstärker eine an ihren beiden gegenüberliegenden Enden rechtwinklig abgewinkelte und somit im ganzen gesehen U-förmige Grundplatte 12 auf. In dem einen Endteil ist eine Gewindebohrung vorgesehen, in die die Düse 18 mit ihrem Außengewinde 16 eingeschraubt ist. Eine Gegenmutter 20 hält die Düse 18 in der gewünschten axialen Lage. Sobald sich das elastische Element 22 unter dem Einfluß des über die Leitung ^6 zugeführten Eingangssteuerdruckes bewegt, überträgt es diese Bewegung gleichzeitig auf die an der Membran 22 anliegende Prallplatte 24, so daß sich deren Abstand von der Abblasöffnung 26^f der Düse l8 ebenfalls ändert. Das dehnbare Element 22 ist vorzugsweise, wie im vorliegenden Fall, eine Membran, während das am anderen Ende der durch die Düse 18 gebildeten Kammer vorgesehene weitere elastische Element 26 eine Membran oder beispielsweise auch ein Balg sein kann.

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Die Membran 22 ist an ihrem Umfang zwischen der Endplatte und dem einen abgewinkelten Endteil der Grundplatte 12 eingespannt und in dieser Lage durch nicht dargestellte Schrauben gehalten. In ähnlicher Weise ist die Membran 26 mit Hilfe einer Platte 30 an dem anderen abgewinkelten Endteil der Grundplatte 12 befestigt. In das Gewindeloch 38 der Endplatte 28 ist ein Anschlußstutzen 36 eingeschraubt, an dessen freiem Ende im Querschnitt keilförmige Ringwülste zur Befestigung einer elastischen Anschlußleitung, beispielsweise eines Schlauches, vorgesehen sind. Der EingangsSteuerdruck wird über den Anschlußstutzen 36 in die zwischen der Membran f 22 und der Oberfläche 44 der Endplatte 28 gebildete Kammer geleitet. Beim Ansteigen des Druckes in dieser Kammer bewegt sich die Membran 22 und mit ihr die an ihr anliegende Prallplatte 24 gegen die Kraft der Feder 46 in Richtung auf die Düsenöffnung 26^!. Die Prallplatte 24 ist auf der der Membran 22 zugewandten Fläche mit einer Sohicht aus elastischem Material und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem als Führungsteil für das Ende der Feder 46 dienenden Ansatz versehen. Der Steuerdruck kann ein Flüssigkeitsdruck oder ein Gasdruck sein.

Das andere Ende der Feder 46 wird von einem Flansch 48 der , Buchse 50 gehalten. Diese sitzt im Gleitsitz auf der Mutter 52, die sich auf dem Außengewinde l6 der Düse l8 hin- und herschrauben läßt. Zwischen der der Feder 46 zugekehrten Stirnfläche der Mutter 52 und der auf dem zylindrischen Teil der Mutter 52 geführten Buchse 50 ist eine Scheibe 53 aus einem selbstschmierenden Kunststoff, beispielsweise "Nylon", eingelegt, so daß beim Verdrehen der Mutter 52 die Buchse 50 und mit ihr die Feder 46 nicht mit verdreht und hierdurch vorgespannt oder entspannt wird. Zum Verstellen der Mutter längs der Düse l8 kann ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise ein Schraubenzieher, in hierfür vorgesehene Schlitze 54 am äußeren Umfang der Mutter 52 eingesetzt und auf diese Weise die Mutter 52 gedreht werden.

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Beim Verstellen der Mutter 52 ändert sich die Vorspannung der Feder 46 und damit die auf die Prallplatte 24 einwirkende, dem Eingangesteuerdruck entgegengerichtete Kraft. Durch Verstellen der Mutter 52 läßt sich daher der pruckwert einstellen, der überschritten werden muß, ehe die Platte 24 bei weiterem Druckanstieg beginnt sich in Richtung auf die Dtisenöffnung 26* zu bewegen. Mit der Mutter 52 wird also der Druckwert eingestellt, unterhalb dessen ein zugeführter Steuerdruck keine Steuerwirkung ausüben kann. Die Größe * dieses Druckwertes kann durch Verstellen der Mutter 52 auf jeden beliebigen Wert eingestellt werden.

Gefilterte Druckluft konstanten Druckes wird von einer nicht dargestellten Quelle über eine Leitung 56 und einen Reduzierkanal 58 in die DUsenkammer 60 eingeleitet.

Sobald der der Membran 22 über den Anschlußstutzen 36 zugeführte Druck den vorgegebenen Wert überschreitet, bewegt sich die Prallplatte 24 in Richtung auf die Düsenöffnung 26*, wodurch der Druck in der Kammer 60 und in der zwischen der Membran 26 und der Oberfläche 62 der abgewinkelten Grundplatte befindlichen Kammer ansteigt. Hierdurch wird die Membran 26 und mit ihr die Platte 64 in Riohtung auf den Stößel 66 eines elektrischen Schalters 68 bewegt, der an dem Druckverstärker 10 angebracht ist. Beim Erreichen einer bestimmten Stößelstellung wird im Schalter 68 ein Schaltvorgang ausgelöst, der beispielsweise ein Kontaktpaar schließt oder öffnet. Der Schalter 68 kann an sich beliebig aufgebaut sein, man wird jedoch einen stößelbetätlgten Miniatureehalter mit Sohnappmeohanismus bevorzugen. Der Schalter 68 ist an einem Vorsprung der Endplatte 30 mit Hilfe der Schrauben 72 und 74 befestigt. An seine Anschlußklemmen 76 können irgendwelche elektrische Leitungen oder Stromkreist angeschlossen werden.

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Die Figuren 2 bis 4 zeigen ein Gerät, bei dem zwei Druckverstärker 10a und 10b der zuvor an Hand von Figur 1 erläuterten Art zusammen mit den von ihnen betätigten Schaltern auf einer gemeinsamen Grundplatte 12a befestigt sind. Da der Aufbau der beiden Verstärker 10a und 10b weitgehend mit dem des Verstärkers 10 gemäß Figur 1 übereinstimmt, werden dieselben Bezugszeichen benutzt und im folgenden nur diejenigen Teile erwähnt, die unterschiedlich oder zum Verständnis der Anordnung gemäß der Figuren 2 bis 4 wesentlich sind. Die Schnittebene der Figur 2 steht senkrecht auf derjenigen λ der Figur 1 und schneidet diese in Höhe der Mittellinie der Düsen 18. Figur 3 gibt die seitliche Ansicht dieses Gerätes wieder.

Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, ist eine elastische Platte zwischen einer Endplatte 84 und demjenigen abgewinkelten Endteil der Grundplatte 12a eingespannt, welches in Figur 2 auf der linken Seite liegt. Diese elastische Platte 82 hat ringförmige Prägungen 22a und 26b, die mit den Prägungen der Membranen 22 und 26 in Figur 1 übereinstimmen. Die elastische Platte 82 dient gleichzeitig als Membran 22a des Gerätes 10a und als Membran 26b des Gerätes 10b. Eine zweite rechteckige Platte 86 aus ebenfalls elastischem Material \

ist zwischen der Endplatte 88 und dem anderen Endteil der Grundplatte 12a eingespannt. Diese Platte 86 weist dementsprechend zwei ringförmige Prägungen 22b und 26a auf. Gefilterte Druckluft wird über eine der beiden Zuleitungen 90 und 92 an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Gerätes in einen Kanal 94 geleitet, von wo sie über Reduzierkanäle 58a und 58b in die Düsenkammer 60 der beiden Druckverstärker 10a und 10b gelangt.

Ein dem Verstärker 10a zugeordneter elektrischer Schalter 68 ist mit Hilfe einer Schraube 96 und einer Mutter 98 an dem von der Endplatte 88 abgewinkelten Teil 100 befestigt. Die

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Schraube 96 ist in einem Schlitz 102 geführt« so daß die Lage des Stößels 66 in Bezug auf den Membranteller 64 einstellbar und justierbar ist. In ähnlicher Weise ist der zum Verstärker 10b gehörige Schalter durch eine Schraube 104 und eine Mutter 106 am Teil 108 der Endplatte 84 im Bereich eines Schlitzes 110 verstellbar befestigt. Die Endplatten 84 und 100 sind gleich und daher gegeneinander austauschbar.

Figur 4 zeigt die Ansicht der Endplatte 88, durch welche die Schrauben 34, 112 und 114 hindurchragen. Mit ihrer Hilfe wird die Platte 88 an der Grundplatte 12a befestigt und der Umfang der elastischen Platte 86 druckdicht zwischen diesen beiden Teilen eingespannt. In gleicher Weise dient die Schraube 32 (Figur 3) mit weiteren Schrauben zur Befestigung der Endplatte 84 und der Membranplatte 82.

Figur 5 zeigt eine Abwandlung des rechten Teils des Verstärkers gemäß Figur 1. In das mit seinem linken Teil die Düse 18 tragende Innengewinde 14 ist auf der rechten Seite ein Leitungsstück 116 eingeschraubt, welches zu einem druckempfindlichen Oerät, beispieleweise einer Alarmvorrichtung 118, führt. Diese Alarmvorrichtung 118 tritt an die Stelle der Membran 26 ,der Endplatte 30 und des Schalters 68. Der Druck in der Düsenkammer 60 bringt, sofern er einen bestimmten Wert überschreitet, die Alarmvorrichtung 118 zum Ansprechen. Wann in Abhängigkeit vom zugefUhrten Eingangssteuerdruck in der Kammer 60 der zum Auslösen der Alarmvorrichtung benötigte Druckwert erreicht wird, läßt sich mit Hilfe der Feder 46 einstellen. Insofern stimmt also die Wirkungsweise dieser Ausführungsform mit derjenigen der Figur 1 überein. Die Alarmvorrichtung Il8 kann auch durch eine beliebige andere druckempfindliche Vorrichtung, z.B. ein druckgesteuertes Ventil, ersetzt werden. In Abhängigkeit von dem dem Verstärker zugeführten Steuerdruck wird also irgendein Steuer- oder Schalt-Vorgang bewirkt. Der neue Steuerdruckverstärker zeichnet sich

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durch eine besonders kleine Hysterese aus und gewährleistet deshalb eine genaue und exakt wiederholbare Steuerung elektrischer Schalter, druckempfindlicher Vorrichtungen oder anderer an den Verstarker angeschlossener Geräte. Dabei läßt sich der Ansprech- oder Grenzwert des EingangsSteuerdruckes in einfacher Weise durch Drehen der Mutter 52 einstellen.

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Claims

Patentansprüche

1. Steuerdruckverstärker mit Düse und Prallplatte, dadurch gekennzeichnet, dafl eine hinter der Düsenöffnung (26*) befindliche, abgeschlossene Kammer (6o) über ein Reduzierstück (58) an eine geregelte Druckmittelzufuhrleitung (56) angeschlossen 1st, die vor der Düsenöffnung beweglich angeordnete Prallplatte (24) entgegen einer vorgegebenen Vorepannkraft durch ein unter dem Einfluß des Eingangssteuerdruckes stehendes, dehnbares Element (22) verstellt wird und der Druck in der Kammer (60) als Ausgangssignal dient, z.B. ein Ausgangssteuerglied betätigt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl die Vorspannkraft von einer Druckfeder (46) erzeugt wird.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS die Druckfeder (46) und mit ihr die Vorspannkraft einstellbar ist.

4. Gerät nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Kammer (60) sich im Inneren eines rohrförmigen Bauteile (l8) befindet, we lohe β andern

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der Düse (26) abgewandten Ende befestigt ist.

5. Gerät nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Bauteil (18) mit einem Außengewinde (16) versehen ist, auf dem eine als einseitige Abstützung für die Druckfeder (46) dienende Mutter (52) oder dgl. zwecks Einstellung der Vorspannkraft hin- und herschraubbar ist.

6. Gerät nach Anspruoh 5# dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Druckfeder (46) gegen die Prallplatte (24) drückt und dort gelagert ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das unter dem Einfluß des Eingangssteuerdruckes stehende, dehnbare Element eine Membran (44) ist, deren Mittelteil die Prallplatte (24) trägt.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (6o) zum Ausgangssteuerglied hin durch ein weiteres dehnbares Element abgeschlossen ist, welches an dem Ausgangssteuerglied angreift.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere dehnbare Element eine Membran (26) ist, welche einen Membranteller (64) trägt.

10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssteuerglied (64) auf einen elektrischen Schalter (68) einwirkt und diesen beim überschreiten eines vorgegebenen Druckwertes in der Kammer (60) betätigt.

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11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kammer (6o) über einen Durchlaß (ll6) ein druckempfindliches Gerät, z.B. eine beim überschreiten eines vorgegebenen Druckwertes in der Kammer (60) ansprechende Alarmvorrichtung (ll8), angeschlossen Ist (Figur 5).

12. Aus zwei Geräten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 bestehende Baueinheit, dadurch gekenn-

W zeichnet, daß die beiden Geräte (lOa, 10b) neben-

oder übereinander mit einander abgewandten DUsenöffnungen (26¹) auf einer gemeinsamen Tragplatte (12a) gehalten werden (Figur 2).

13* Baueinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die dehnbaren Elemente einspannenden Endplatten (84, 88) sich jeweils über beide Geräte (10a und 10b) erstrecken, untereinander gleich und gegeneinander austauschbar sind.

14. Baueinheit nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsmembran des einen und die Ausgangsmembran des anderen Gerätes von einer gemeinsamen Menbranplatte (82) bzw. (86) gebildet werden.

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