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Einzelsitz-Flüssigkeitsregelventil Die Erfindung befaßt sich mit einem
Einzelsitz-Flüssigkeitsregelventil mit einem in einem Führungszylinder gleitenden
Verschlußkörper in Form einer zylindrischen Hülse.
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Im besonderen, aber nicht ausschließlich, beschäftigt sie sich mit
solchen Ventilen, die einen motorischen oder anderweitig kraftgetriebenen Antrieb
besitzen, der sie über den gesamten Bewegungsbereich einstellt und in jeder Stellung
zwischen der geöffneten und der geschlossenen Endstellung festhält.
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' Viele Vorrichtungen, bei denen Flüssigkeiten zu regeln sind, verlangen
Ventile, bei denen die Antriebskräfte auch dann verhältnismäßig klein sind, wenn
die Flüssigkeit unter hohen
Druck steht. Bei elektromagnetischen Antrieben
sind die Antriebskräfte durch die Spulenleistung begrenzt. Es gibt auch noch verschiedene
andere Arten zum Öffnen oder Schließen der Ventile,
zum Beispiel
durch Anwendung eines Luftmotors oder Zylinders'vonbegrenzter Größe, durch einen
Schwimmer oder Thermostat, die nur kleine Antriebskräfte hergeben, wenn sie direkt
mit dem Ventil verbunden sind. Natürlich ist in manchen Fällen ein Relais zwischen
der .Ausgangskraft und dem Ventil zwischengeschaltet, um die Antriebskräfte zu vergrößern,
jedoch wachsen auch- dadurch die Herstellungskosten und der Raumbedarf des Regelsystems.
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Die auftretenden schließenden und öffnenden Kräfte sind abhängig von
der Ausbildung des Verschlußkörpers. Bei den bisher bekannten Regelventilen sind
diese Kräfte relativ groß, bzw.
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für einen bestimmten Bereich des Hubes relativ groß. Dabei kommt es
auf die Konstruktion an, ob der Bereich, der große Kräfte verlangt, mehr im schließenden
Endbereich oder im öffnenden Endbereich liegt. Die Antriebskraft muß in jedem Fall
so groß gewählt werden, daß sie die.größte öffnende oderschliessende Kraft überwinden
kann. Durch die unterschiedlichen Kräfte über den gesamten Hubbereich ist in vielen
Fällen ein genaues Regel des Flüssigkeitsdurchflusses nicht oder nur unbefriedigend
gewährleistet. Mit der vorliegenden Erfindung soll daher ein präzises Regelventil
geschaffen werden, bei dem nur geringe Antriebskräfte erforderlich sind.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur Reduzierung
der Spindelkräfte eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen getroffen sind: a) Die
Stärke der Wandung des Verschlußkörpers ist ausgewählt nach Maßgabe der Belastung,
die durch die Druckdifferenz au seinen beiden Oberflächen hervorgerufen ist;
b)
der Verschlußkörper ist mit einer Gegenbohrung versehen, um Spindelkräfte bei hohem
Hub'zu reduzieren; c): der Verschlußkörper ist an den Enden, die an dem Ventilsitz
anliegen, mit abgefaäten Kanten versehen; d) der Verschlußkörper ist so in dem Führungszylinder
angeordnet, daß bei geringem Hub zusätzliche öffnende Kräfte entstehen.
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Das Ziel liegt darin, diese verschiedenen Parameter so auszuwählen,
daß die größte öffnende Kraft, die das Ventil auf die Ventilspindel ausübt, nicht
das Produkt aus der Fläche der Ventilspindel und dem Vordruck übersteigt, während
die größte schließende Kraft nicht das Gewicht der beweglichen Teile übersteigt.
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Es hat sich erwiesen, daß kleine Veränderungen in dem Profil des unteren
Teiles des Verschlußkörpers einen großen Einfluß auf die Spindelkraft haben. In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Wandung der Gegenbohrung
im Verschlußkörper konisch ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein kraftgetriebener direkter
Antrieb vorgesehen. Dieser Antrieb kann elektromagnetisch, elektromotorisch, pneumatisch
oder hydraulisch sein. Die bisher bekannten Ventile besitzen in den meisten Fällen
einen sche11aufenden Asynchronmotor mit kleiner Drehkraft, der das Ventil über ein
Reduzergetriebe mit starker Untersetzung antriebt. Diese Art von Motoren kann nicht
mechanisch
abgebremst werden, sondern muß durch Endschalter . in-den beiden Hubendstellungen
abgeschaltet werden. wenn die
Endschalter überschritten werden,
(was. häufiger passiert) kann .die Motorwicklung leicht durchbrennen.
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Bei vielen der bisher benutzten Ventile ist die Stellung
des Verschlußkörpers auf ein kleines Stück begrenzt, und die
Bewegungen
über diese Normalstellung hinaus sind mehr oder
weniger zufällig.
Dadurch ist der Gewindeabrieb auf ein klei-
nes Stück
konzentriert, so daß dadurch die Lebensdauer des Ge-
triebes
beträchtlich ängehoben. Als Antrieb wird dabei vorzugs-
weise
ein. langsam laufender Motor verwendet, der mechanisch ab-
gebremst werden
kann, ohne daß der Motor ausbrennt oder daß
Endanschläge überlaufen
Werden. Dieser Motor kann das Ventil
ohne ein Reduziergetriebe
direkt über eine Führungsschraube und ein Gewindestück antreiben,
so daß dadurch das zusätzliche Reduziergetriebe vermieden werden kann.
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Durch das erfindungsgemäße Ventil ist es wegen der geringen
Spindelkraft weiterhin möglich, die bisher verwendeten Relais oder
Pilotventile zwischen der ausgehenden Steuerkraft und dem Regelventil
fortfallen zu lassen, die bisher notwendig waren, um die Regelkraft
zu vergrößern. Bei dem erfindungsgemäßen Ventil kann
die Steuerkraft direkt an das Ventil gelegt werden,
da die geringe
Spindelkraft nicht größer ist als die für ein
Pilotventil
ausreichende Kraft. Anwendungsmöglichkeiten sind dabei in einer automatischen
Regeleinrichtung gegeben, bei der
die Steuerkraft von eines
zustandsempfindlichen Element aus-
geht, z. B. Ton einem Schwimmer,
der auf eines Flüssigkeitestand anspricht.
Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen in mehreren
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Dabei stellen dar: Fig. 1 einen Schnitt durch ein übliches Einsitzventil,
das durch die Erfindung verbessert werden soll; Fig. 2 eine graphische Darstellung
bestimmter Ventil-Kennlinien; Fig. 3 ene'graphische Darstellung von Kennlinien,
die zeigen, wie das Ventil erfindungsgemäß verbessert werden kann; Fig. 4 eine graphimhe
Darstellung von Kennlinien, die weitere Verbesserungen zeigen; Fig. 5 einen Verschlußkörper
in abgewandelter Ausführung; Fig. 6 die graphische Darstellung der Kennlinien des
Yerschlußkörpers der Fig. 5; Fig. ? einen Schnitt durch einen Ventilzylinder mit
einer Führung in einer weiteren, verbesserten Ausführungsform;
| e4`Ke |
| Fig. 8, eisch ausgebildetehVerachlußkörper. |
| Wo |
| Fig.gfii. eine graphische Darstellung der Kennlinieder |
| Fig. 8 i. |
| Fig.10'einen Schnitt durch. ein motorisches Stehorgan und |
| FigA'hg- einen elektrischen steuerkreie für das Stellorga. |
| der figtß. f@. |
Das in Fig. 1 dargestellte Ventil besteht aus einem Ventil- . gehä,use
11, das durch eine Trennwand 12 in zwei Kammern geteilt ist, in. deren waagerecht
verlaufendem Abschnitt sich ein Ventilsitz 13 befindet. Die obere Ventilkammer steht
mit einer Einlaßöffnung 14 in Verbindung, während die untere Ventilkammer mit einer
Ausflußöffnung 15 in Verbindung steht.
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In den Ventilsitz 13 ist ein senkrecht geführter Verachlußkörper 16
in Form einer zylindrischen Hülse eingepaßt, der die Durchlaßöffnung 17 des Ventilsitzes
13 und damit das Ventil verschließt. Der Verschlußkörper 16 wird durch eine am oberen
Teil des Verachlußkörpers befestigte Ventilspindel 18 bewegt und ist durch einen
Führungszylinder 19 in senkrechter Stellung gehalten. Die AnschluBflansche des Ventils
können, wie zeichnerisch dargestellt, in einer Linie liegen, sie können aber
auch rechtwinkelig zueinander stehen.
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Ein derartiges Ventil ist hydrostatisch nicht ausgeglichen. Wie schon
eingangs erwähnt, ist es erwünscht, die an der Spindel angreifenden Kräfte, die
durch hydrostatische und hydrodynamische Einflüsse hervorgerufen sind, wesentlich
$u vermindern.
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In Versuchen hat sich gezeigt, daß die Spindelkräfte bei einem derartigen
Ventil durch die folgende Gleichung in ausreichender Genauigkeit angegeben werden
kä=en.
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7 =-AP1 - B (r1-
2 2) - (W + f) (i)
| Dabei haben die Buchstaben folgende Bedeutung: |
| F = Spindelkraft |
| A = Querschnittafläche des Versehlußkörpers |
| -B =eine negative Konstante hubunabhängig |
| P.@ = Vordruck |
| P21 = Nachdruck |
| W =Gewicht der sich bewegenden Teile |
| f = Reibungskraft. |
| NatIrlich müssen die Einheiten dieser Größen miteinander--kon- |
| sistent sein. Die senkrecht nach oben auftretenden Kräfte |
| werden als positiv und öffnend, die senkrecht nach unten wir- |
| kenden Kräfte als negativ und schließend bezeichnet. Die
Rei- |
| bungskraft steht der Bewegung immer entgegen und erhält
daher |
| ein entsprechendes Vorzeichen, das von der Bewegungsrichtung |
| abhängig ist. |
| Die Gleichung (i) läßt sich auch ausdrücken als: |
| (F/AP1) = (1-(B/A)) + (B/A) (22/p1) - (W + f)/(API) (ii) |
| Dabei liegt das hauptsächliche Interesse in zwei Fällen: |
| 1.: Wenn - B = -A ist, und |
| wenn B = 0 ist. |
| Biese zwei Fälle sind in Fig. 2 graphisch für verschie- |
| dene Werte von W, A, f und Pidargestellt. |
| Positive Werte der Konstanten B bewirken@eine Kraft, |
| die unveränderlich öffnend ist und die von einem Minimum: |
AP1- (W + f) . wenn P2 = P1, zu einem Höchstwert p1. (A + B) -
(W + f), wenn P2 = 0 ist, anwächst.
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Wenn B wie in. Gleichung (i) negativ ist und -A im Betrage übersteigt,
wird die Spindelkraft bei abnehmendem Wert von (P 2/P1) zunächst geringer und wird
schließlich zur schließenden Kraft, sobald (P2/P1) gegen Null geht.
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' Die günstigste Bedingung lautet also folgendermaßen: -A -B 0.
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Diese Bedingung führt zu einem Ventil, in dem die größte öffnende
Kraft nicht das Produkt aus Ventilspindelquerschnitt und Vordruck, und die größte
schließende Kraft nicht das Gewicht der beweglichen Teile übersteigt.
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Die einfachste Form des Verschlußkörpers ist ein Zylinder von rechteckigem
Längsschnitt und kreisförmigen Querschnitt. Mit einer solchen Form wurden Versuche
ausgeführt. Bei diesen Versuchen war der Vordruck annähernd konstant und schwankte
zwischen 210 p.s.i.g. bei kleinem Hub und kleinem Druckabfall und 180 p.s.i.g. bei
großem Hub und hohem Druckabfall. Der Querschnitt der Ventilspindel war bei
allen Versuchen 0,077 sq.ins.. Der Verschlußkörper 16 hatte einen Außendurchmesser
von 3 1/2" und einen Innendurchmesser von 3". Zwischen dem Verschlußkörper und der
Sitzbohrung war eine Toleranz von 0,005" zugelassen. Alle Kanten waren scharfwinkelig.
Die Werte von B wurden bei jeder Hubstelllung des Verschlußkörpers ermittelt aus
der Neigung der sich beim
Auftragen der Kräfte gegen den Nachdruck
ergebenden Kurven. Diese Werte von B wurden dann gegen den Hub als Kurve 25 in Fig.
3 eingetragen.
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Danach wurde der Verschlußkörper an seinem unteren Ende bis zur Tiefe
von 3" auf einer Innendurchmesser von 0,3125" ausgebohrt. Die mit einem solchen
ausgebohrten Verschlußkörper , gefundenen Ergebnisse sind ebenfalls in Fig. 3 als
Kurve 26 eingetragen.
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Diese versuche bestätigten, daß es möglich ist, durch Gegenbohren
des Verschlußkörpers die Größe von B bei großem Hub auf Kosteneines Anwachsens bei
kleinem Hub zu verringern. Daraus ist zu folgern, daß ein Verschlußkörper in zylindrischer
Ausführung bei einem Hub von weniger als 0,411 und ein Verschlußkörper in gegengebohrter
Ausführung bei einem Hub von mehr als 0,4" eine brauchbare Größe des Spindeldruckes
ergeben. Das Problem liegt aber darin, den Wert von B über den gesamten Hubbereich
akzeptabel zu gestalten.
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In einer dritten Versuclweihe wurde der Verschlußkörper an seinem
unteren Ende mit einer Fase von 60o und einer radialen Tiefe von 1/1611-versehen.
Die dabei erzielten Ergebnisse wurden in Fig. 4 als Kurve 27 eingetragen. Danach@wurde
die radiale Tiefe der Fase auf 1/32" halbiert. Die Ergebnisse wurden ebenfalls in
Fig. 4 als Kurve 28 eingetragen.
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Es ist ersichtlich, daß die Fase das Vorzeichen von B bei geringem
Hub umkehrt, und da! die Wirkung der Paae mit zunehmendem Hub geringer wird.
Der Punkt der Angleichung an
die positive B-Achse
wird dann erreicht, wenn die Senkrechten auf die abgefaäten Flächen die obere gante
des Ventilsitzes überschritten haben, d. h. nicht mehr die Sitzoberkante schneiden.
Zu berücksichtigen ist im übrigen noch, daß die kleinen Abweichungen an den fallenden
Teil der beiden Kurven durch einen Irrtum beim Aufbau der Geräte zustandegekommen
sind, und daß sie in Wirklichkeit bis zur Angleichung an die B-Achse einer identischen
Neigungslinie folgen: Die Ergebnisse eines Versuchs mit einem gegengebohrten zylinderförmigen
Verachlußkörper sind zum Vergleich ebenfalls in Fig. 4 als Kurve 20 gezeigt. Weitere
Versuche zeigten, daß eine entsprechende Annäherung an die geforderten Bedingungen
durch Kombinationen von Gegenbohrungen und Fasen erreicht werden können, mit Ausnahme
bei sehr kleinem Hub, wenn der Verachlußkörper sich noch im Sitz befindet.
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Hinzuzufügen ist, daß der Winkel,. in dem die Fase ausgebildet ist,
einen großen Einfluß auf die Spindelkraft hat. Die günstigsten Winkel liegen zwischen
45o und 600. Jedem Winkel der Fase ist eine entsprechende optimale, radiale
Tiefe der Fase zugeordnet.
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Die oben angeführten Versuche wurden mit schafkantigen Yerschlußkörpern
und Ventilsitzen durchgeführt. Die scharfen Kanten bleiben aber aufgrund der erosiven
Wirkung der Flüssigkeit im Betrieb nicht allzu lange scharfkantig. Die Auswirkung
von abgerundeten Ecken ist beträchtlich, jedoch ist es möglich,
brauchbare
Werte für die Spindelkraft mit den in Fig. 5 ge-. zeigten Verschlußkörper- und Ventilsitzprofilen
zu erhalten. Dort sind Radialkanten 30 mit einem-Radius von 0,01" vorgesehen. Das
Ergebnis beruht auf einer günstigen Kombination . des Fasenwinkels und der radialen
Höhe der Fase.
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Ein beispielhaftes Ergebnis, das mit einem in Fig. 5 dargestellten
Verschlußkörper erzielt wurde, ist in Fig. 6 gezeigt. Es ist ersichtlich, daß die
Spindelkraft in sämtlichen Hubstellungen akzeptabel ist, mit Ausnahme derjenigen,
die zwischen 0,02 und 0,06" liegen, wo die schließenden Kräfte stärker sind.
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Übergroße schließende Kräfte bei kleinem Hub können durch Einbau eines
Verschlußkörpers und einer Führungskonstruktion, die in Fig. 7 dargestellt ist,
auf ein brauchbares Maß reduziert werden. Der Verschlußkörper 20 wird durch zwei
im Innern des Zylinders ringförmig angebrachte Führungsflächen 21 und 22 gehalten.
Oberhalb der Führungsfläche 21 schließt sich eine Führungskammer an, die durch einen
am oberen Ende des Verschlußkörpers befindlichen Kolben 24 begrenzt wird. Bei kleinem
Hub ist der Druck in der Führungskammer 23 größer als der Druck in dem Ventilraum
oberhalb des Verschlußkörpers, und bewirkt so eine öffnende Kraft, die gleich dem
Produkt aus dem Querschnitt des Kolbens 24 und der Druckdifferenz ist. Diese zusätzliche
Kraft geht verloren, sobald der Kolben 24 des Verschlußkörpers 20 den Führungszylinder
verläßt. Durch
die Maßnahme
gemäß Pig.
7 ist es möglich, für
alle Spindelkraft-Kennlinien
zufriedenstellende
Ergebnisse
zu erzielen.
| tgae#adsa |
| Die Fig. 8 zeig",- |
| ..4e amenre'1.37.ie_ |
| konische Gegenbohrungo& 31 in #` dxttischen
Ver- |
| schlußkörpem 32. In FigA fit. sind in den Kurven
n`393@4 und@ |
| 1 35.die ip Vielkräfte gegen den Hub drei rsc u rper- |
| profile4der ig. 8, 9 «4=*eaufgetragen. Diese
Kurven lassen |
erkennen, daß die günstigste Durchlaßbohrung eine senkrechte
Höhe von
0,47 x dem Durchmesser
des Ventilsitzes haben und
mit einer Kantenbreite
von 0,02" in
radialer Richtung
ver-
sehen sind.
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Verschlußkörperventile für niedrige Spindelkräfte,
die in Übereinstimmung mit den vorherbeschriebenen Kriterien ,aufgebaut
sind, können als Verfahrens-Regelventile oder in
einer automatischen
Regeleinrichtung ohne ein: Relais oder
Pilotventil zwischen sich und dem
Ausgangspunkt der Steuer-
kraft verwendet werden. Zur Verfahrens-Regelung
ist für das
Ventil ein. zweckmäßiger Betätigungsaggregat
erforderlich,
wobei dieses elektrisch, pneumatisch oderhydraulisch
angetrie-
ben sein kann. Für kleine Ventile bis zu 4"
Nennbohrung sind
elektromagnetische Antriebe zweckmäßig, jedoch mit
zunehmender Bohrung über 4" sind motorische Antriebe vorzuziehen.
zeigt eine neue und sehr zweckmäßige Form
eines motorischen
Antriebes. Dieser Antrieb ist grundsätzlich ein Gerät mit geringer
Leistung, der mechanisch durch Anschläge an dem Außenteil der Spindel
abgebremst wird. Er besteht aus
einem Elektromotor 40
mit niedriger Drehzahl und hoher Drehkraft, bei dem mittels einer aua einer Stellschraube
41 einem Gewindestück 42 bestehenden Einrichtung die Drehbewegung in hinL-arbewegung
umgeformt wird. Der Motor treibt das Gewindestück 42, und die Stellschraube 41 ist-durch-Anschläge
gegen Drehen gesichert und mit einer Ventilspindel 43 gekuppelt. Da aber die Trägheit
des ganzen Systems so klein. wie möglich gehalten sein soll, kann es in manchen
Fällen vorzuziehen sein, diese Anordnung umzukehren und die Stellschraube 41 durch
den Motor anzuteiben, während das Gewindestück 42 mit der Ventilspindel 43 verbunden
ist.
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Der Motor 40, die Stellschraube 41 und das Gewindestück 42
sind koaxial mit der Ventilspindel 43 auf einem Rahmen 44 montiert, der oberhalb
eines Ventilgehäuses 45 befestigt ist. Das Gewindestück 42 ist in einer Gewindeführung
46 kelagert, die an einem Drucklager 47 anliegt, das sich zwischen - dem oberen
Ende des Rahmens 44 und einem Motorflansch 48 befindet. An der Führungsschraube
41 ist ein waagerechter Arm 49 befestigt, auf-dem ein Rückkopplungsumformer 50 zur
Signalisierung der Stellung des Ventils an einen Regelstromkreis angebracht ist.
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Der Motor kann entweder als langsam laufender Asynchronmotor, oder
alternativ als Gleichstrommotor von geringer Trägheit ausgebildet sein. Der Wechselstrommotor
ist jedoch besonders vorteilhaft, da keine Bürsten oder Kommutatoren
benötigt
werden. Solche Motoren sind reversierbar; und ein für die vorliegenden Zwecke brauchbarer
Motor hat folgende Leistungsangaben:
| Drehmoment 150 oz. ins. |
| Drehzahl 60 U/min. |
| Spannung 115Y, 50 Hz |
| Leistung 35 W |
| Ankerträgheit 19 oz.-ins. |
| kleinster Drehbereich 1980 |
| . |
Die Dimensionierung der Stellschraube und des Gewindestücks wird bestimmt durch:
a) Das Drehmoment des Motors und die Kraft, die .an der Spindel erforderlich ist;
b) die Motorgeschwindigkeit und die erforderliche Ventilspindelgeschwin.digkeit;
c) die Anzahl der Motorpolpaare und die Stallgenauigkeit, die an der Ventilspindel
verlangt ist.
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Eine typische Anforderung an eine: Ventilspindel ist eine reproduzierbare
Stellungsveränderung um 0,01". Wenn der Motor 200 Schritte pro Umdrehung macht,
so ist eine Führungsschraube mit 5 tpi zweckmäßig. Die Ventilspindelgeschwindigkeit
ist dann 0,2"/sec., und der Druck der Ventilspindel 295 lbs, mit einer 100 %-ig
wirksamen Stellschraube und Gewindestück.
Die Art der Stellschraube
und des Gewindestücks ist auch von wirtschaftlichen Gesichtspunkten abhängig. Schrauben
und Ggwinde können mit einem Wirkungsgrad bis zu 98 96 geschaffen werden,(z. B.
in der Form eines Kugelumlaufge riebes). Das steht im Gegensatz zu den üblichen
Schrauben und Muttern, die einen Wirkungsgrad von ungefähr 34 % haben. Die Kosten
für den größeren Wirkungsgrad der Stellschraube und des Gewindestücks sind jedoch
beträchtlich höher, so daß in bestimmten Fällen es wirtschaftlicher ist, eine Einrichtung
von geringerem Wirkungsgrad mit einem entsprechend stärkeren Motor zu versehen oder
alternativ den gleichen Motor mit einer Stell-I schraube und einem Gewindestück
zu versehen, dessen Gewindesteigung reduziert ist, um die auftretenden Kräfterauf
das erforderliche Maß zu reduzieren. Die letztere Maßnahme bedingt naturgemäß eine
Verringerung der Ventilspindelges chwindigkeit. j Es ist möglich, die Kennzeichen
des Antriebes für ein großes Gebiet zu verändern durch die verschiedenen Kombinationen
von Motorgeschwindigkeit und Gewindesteigung,jedoch sind langsam laufende Antriebe
besonders günstig. Da der Motor fast unbelastet ist, wenn er an ein Ventil für geringere
Spindelkräfte angebaut ist, so sind die Kräfte, die am Motorschaft auftreten, in
erster Linie Reibungskräfte. Für jede Größenordnung wachsen diese Kräfte mit dem
Quadrat der Motorgeschwindigkeit. Es ist daher Bedingung, um mechanische-
Reibungen
zu vermeiden, daß diese Kräfte so klein wie möglich gehalten werden.
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.. Für den Fall, daß der Antrieb aus einem reversierbaren Motor
besteht, wie zeichnerisch dargestellt, ist die Ventilspindel bei stillstehendem
Motor in der Zage festgehalten, in die sie bewegt wurde, wenn eine selbsthemmende
Stellschraube mit Gewindestück eingebaut ist. Der Motor kann jedoch so ausgebildet
sein, daß er nur in einer Richtung läuft, wobei dann das Gegendrehmoment durch eine
Spiralfeder an der Motorwelle gebildet wird oder, falls eine Stellschraube mit großem
Wirkungsgrad eingebaut ist, durch eine geradlinige Feder an der Außenspindel. Dies
hat den Vorteil, daß sich die Antriebsvorrichtung, wenn keine Kraft vorhanden ist,
in die eine oder andere äußerste Stellung sich bewegt, anstatt mit dem Ventil in
einer teilweise offenen Stellung feststehen zu bleiben.
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Eine typische Anordnung eines elektronischen Steuerkreises für den
Antrieb ist in
gezeigt. Das elektrische Signal vom Umformer 50, das die augenblickliche Stellung
der Ventilspindel (Ist-Wert) bezeichnet, wird in einem Komparator 51 mit einem Eingangssignal
verglichen, das die gewünschte Stellung der Ventilspindel (Soll-Wert) bezeichnet.
Der Ausgang des Komparators bestimmt die Drehrichtung des Motors 40 in Abhängigkeit
von dem Unterschied zwischen Ist-Wert und Soll-Wert. Ist das Ausgangssignal positiv,
so passiert es den oberen Regelkreis, der aus einem Verstärker 52, einem Trigger
53 und einem Relais 54
besteht. Die Größe und Dauer. des Impulses,
der den Motor 40 antreibt, ist bestimmt durch die Größe der Abweichung zwischen
Soll-Wert und Ist-Wert und von den Kennlinien der Rückkopplungsverbindung 55 vom
Ausgang der Auslösung zum Eingang des Verstärkere. Dieser Rückkopplungskreis ist
gewöhnlich zur Stabilisierung erforderlich. Negative Ausgangssignale laufen durch
den unteren Regelkreis, der aus einem Verstärker 56, einem Trigger 57, einem Relais
58 und einer Rückkopplungsverbindung 59 besteht.
zeigt den, Stromkreis für einen reversierbaren Motor. Wenn eine Feder benutzt wird,
um ein Gegendrehmoment zu erreichen, so ist entweder der obere oder der untere Stromkreis
mit dem Verstärker, dem Trigger und dem Relais überflüssig.