DE2013688C3 - Electropneumatic signal converter - Google Patents

Electropneumatic signal converter

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DE2013688C3 DE19702013688 DE2013688A DE2013688C3 DE 2013688 C3 DE2013688 C3 DE 2013688C3 DE 19702013688 DE19702013688 DE 19702013688 DE 2013688 A DE2013688 A DE 2013688A DE 2013688 C3 DE2013688 C3 DE 2013688C3
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/06—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by means using a fluid jet

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Description

12, dessen Kaskadendruck über einen pneumatischen Leistungsverstärker 14 verstärkt und über die Leitung Ϊ6 als pneumatisches Ausgangssignal 18 dem Stellantrieb 20 zugeführt wird.12, the cascade pressure of which is amplified via a pneumatic power amplifier 14 and via the line Ϊ6 as a pneumatic output signal 18 dem Actuator 20 is supplied.

Der Stellantrieb 20 weist eine Membrane 22 auf, welche gegen die Kraft einer Feder 24 die Ventilstange 26 des Ventils 28 betätigt. I:n Gelenkpunkt 30 ist an die Ventilstange 26 ein zweiarmiger, um den Lagerpunkt 32 schwenkbarer Hebel 34 angelenkt, der je nach der Bewegung der Ventilstange 26 einen Permanentmagneten 36 in eine Bohrung 38 des Weicheisenkernes 4 einschieben oder aus dieser Bohrung 38 herausziehen kann.The actuator 20 has a membrane 22 which, against the force of a spring 24, the valve rod 26 of the valve 28 is actuated. I: n articulation point 30 is a two-armed to the valve rod 26 the pivot point 32 pivotable lever 34 is articulated, which depending on the movement of the valve rod 26 insert a permanent magnet 36 into a bore 38 of the soft iron core 4 or out of this bore 38 can pull out.

Im Gleichgewichtszustand hält die Summe der magnetischen, infolge der Anziehung durch den Weicheisenkern 4, den Permanentmagneten 36 sowie die Drosselspule 2 gegebenen Kräfte das Joch 8 in einer derartigen Stellung, daß der auf Grund der Stelking des Joches sich in der Kammer des Stellantriebes 20 einstellende Druck die Ventilstange 26 resthäli.In the equilibrium state, the sum of the magnetic forces given by the attraction by the soft iron core 4, the permanent magnet 36 and the choke coil 2 holds the yoke 8 in such a position that the pressure in the chamber of the actuator 20 due to the stilting of the yoke the valve rod 26 r esthäli.

Bei einer Veränderung des Eingangssignal 6 oder bei dem Einfluß einer Störgröße auf die Stellung des Ventils 28 wird das Gleichgewicht gestört. Bewegt sich beispielsweise durch eine Störgröße die Ventilstange 26 nach oben, so wird der Permanentmagnet 36 aus dem Weicheisenkern 4 etwas herausgezogen. Dies hat zur Folge, daß das Joch 8 weniger stark angezogen wird, so daß die Blattfeder 10 das als Prallplatte wirkende Joch gegen die Düse des Düse-Praliplatte-Systerns 12 drückt. Hierdurch steigt, verstärkt durch den Leistungsverstärker 14, der Druck in der Leitung 16, und es wird ein entsprechendes Ausgangssignal 18 an den Stellantrieb 2ft abgegeben. Hierbei steigt der Druck in der Kammer oberhalb der Membrane des Stellantriebes derart, daß die Ventilstange 26 wieder nach unten gedrückt wird. Diese Rückkopplung bewirkt also eine Stabilisierung des Systems.If the input signal 6 changes or if a disturbance variable influences the position of the valve 28 the equilibrium is disturbed. If, for example, the Valve rod 26 upwards, so the permanent magnet 36 is pulled out of the soft iron core 4 somewhat. This has the consequence that the yoke 8 is tightened less so that the leaf spring 10 the Yoke acting as a baffle plate presses against the nozzle of the nozzle-praliplate system 12. This increases amplified by the power amplifier 14, the pressure in the line 16, and it becomes a corresponding one Output signal 18 sent to the actuator 2ft. This increases the pressure in the chamber above the membrane of the actuator in such a way that the valve rod 26 is down again is pressed. This feedback therefore stabilizes the system.

In F i g. 1 und 2 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.In Fig. 1 and 2, the same reference numerals denote the same parts.

Der elektropneumatische Signalumformer gemäß Fig. 2 dient nicht, wie der Gegenstand der Fig. 1. zur Regelung eines Ventils 28, sondern nur dazu. ein elektrisches Eingangssignal 6 in ein pneumatisches Ausgangssignal 18 umzuwandeln. D:~· Rückkopplung ist dabei derart aufgebaut, ar Z der Permanentmagnet 36 direkt mit der Membrant 22 des Stellantriebes 20 mechanisch verbunden ist und ihr aufsitzt. Line Abwärtsbewegung des Permanentmagneten 36 erfolgt also gegen die Kraft der Feder 24.The electropneumatic signal converter according to FIG. 2 is not used, like the subject of FIG. 1, to regulate a valve 28, but only for this purpose. to convert an electrical input signal 6 into a pneumatic output signal 18. D: ~ · feedback is constructed so ar Z of the permanent magnet 36 is directly mechanically connected to the Membrant 22 of the actuator 20 and its seated. Line downward movement of the permanent magnet 36 thus takes place against the force of the spring 24.

Die Art der direkten Rückkopplung gemäß F i g. 2 kann selbstverständlich auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. I angewendet werden, um das Ventil 28 zu regeln.The type of direct feedback according to FIG. 2 can of course also be used in the exemplary embodiment according to FIG. I applied to that To regulate valve 28.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

im Rückkoppiungssystem, wobei der Wirkungsgrad Patentansprüche: des Regeisystems auf Grund der Begrenztheit des per manentmagnetischen Feldes ohnehin begrenzt ist.in the feedback system, the efficiency of the control system being limited anyway due to the limitation of the permanent magnetic field. 1. Elektropneumatischer Signalumformer zur Ein elektropneumatischer Signalumformer der zur Umformung eines elektrischen Eingangssignals 5 Rede stehenden Art wurde auch bereits in der demin ein pneumatisches Ausgangssignal, mil einer sehen Patentschrift 1 588 245 vorgeschlagen, bei dem das elektrische Eingangssignal empfangenden, in die bisher übliche Tauchspule, die in eiuen ortsfesten einem Weicheisenkern angeordneten Drossel- Weicheisenkern eintaucht und auf welche man aus spule, wobei das Joch des Weicheisenkernes ela- Gründen der Regelträgheit und des begrenzten elastisch gelagert ist und als Prallplatte eines Düse- io irischen Widerstandes nur wenige Wicklungen auf-Prallplatte-Systems der Düse dieses das pneuma- bringen konnte, durch eine Anordnung mit ortsfester tische Ausgangssignal abgebenden Systems ge- Tauchspule ersetzt wurde. Da der Anzahl der Wickgenübersteht, welches System auf die Drossel- lungen auf der ortsfesten Spule weitgehend kein,· spule rückgekoppelt ist, dadurch gekenn- Grenzen gesetzt sind, kann die Regelkraft des elekzeichnet, daß die Rückkopplung über einen 15 tropneumatischen Systems erhöht und damit die ErPermanentmagneten (36) erfolgt, durch den die schütterungsempfindüchkeit verringert werden. Stärke des Magnetfeldes des Weicheisenkernes Die Forderung nach hoher Erschütterungsen..-(4) beeinflußbar ist. findlichkeit macht dieses Gerät jedoch netzabhängi1. Electropneumatic signal converter for An electropneumatic signal converter of the type in question for converting an electrical input signal 5 has already been proposed in the demin a pneumatic output signal, with a patent specification 1 588 245, in which the electrical input signal received, into the previously common moving coil, dips arranged in eiuen fixed a soft iron core choke soft iron core and on which one of a coil, wherein the yoke of soft iron core ELA reasons usually inertia and limited is elastically supported and ascending as a baffle plate of a nozzle-io Irish resistance only a few windings flapper The nozzle system that could bring it pneumatically was replaced by an arrangement with a stationary table output signal emitting a moving coil system. Since the number of coils protrudes, which system is largely no coil fed back to the throttles on the stationary coil, and limits are thereby set, the regulating force of the electrical system can increase the feedback via a tropneumatic system and thus the The permanent magnet (36) reduces the sensitivity to vibrations. Strength of the magnetic field of the soft iron core The requirement for high vibrations ..- (4) can be influenced. However, sensitivity makes this device network-dependent 2. Signalumformer nach Anspruch 1, dadurch die Netzspannung wird dabei über ein Trägen':, gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (36) 30 quenzsystem auf einer Gleichspannungs-Signalleitu:,_ in den Weicheisenkern (4) eintaucht. zusammen mit dem elektrischen Eingangssignal über2. Signal converter according to claim 1, characterized in that the line voltage is over a sluggish ':, characterized in that the permanent magnet (36) 30 quenzsystem on a DC voltage signal line:, _ immersed in the soft iron core (4). together with the electrical input signal via 3. Signalumformer nach Anspruch 1 oder 2. tragen.3. Signal converter according to claim 1 or 2. wear. dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentma- Es liegt daher die Aufgabe vor, eine gute E;characterized in that the permanent ma- It is therefore the task of a good E; gni?t (36) von einem das pneumatische Ausgangs- schütterungsune.mpfindlichkeit eines ele'ftropneum signal (18) in eine mechanische Bewegung umset- 35 tischen Signalformers der eingangs umrissenen A. zenden federbelasteten Element, z. B. von einem auch bei Netzunabhängigkeit zu gewährleisten, wob·. Fedeibalg oder einer Membrane (22), bewegbar auf eine einfache und damit billige Herstellung dj und mechanisch direkt mit dem federbelasteten elektropneumaiischen Signalumformers Wert gele,;. Element verbunden ist. werden soll.gni? t (36) of one the pneumatic output vibration sensitivity of an ele'ftropneum signal (18) into a mechanical movement of the 35 table signal conditioner of A. Zenden spring-loaded element, e.g. B. to ensure from one even with network independence, where ·. Spring bellows or a membrane (22), movable for a simple and therefore cheap production dj and mechanically directly with the spring-loaded electro-pneumatic signal converter Wert gel,;. Element is connected. shall be. 4. Signalumformer nach Anspruch 1 oder 2 zur 30 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gc Regelung der Winkelstein \g einer Stellklappe löst, daß die Rückkopplung über einen Permanen; oder des Hubes eines Ventils, dadurch gekenn- magneten erfolgt, durch den die Stärke des Magm-·- zeichnet, daß der Permanentmagnet (36) über feldes des Weicheisenkernes beeinflußbar ist.4. Signal converter according to claim 1 or 2 to 30 This object is gc according to the invention Regulating the Winkelstein \ g of a butterfly valve triggers the feedback via a permanent; or the stroke of a valve, characterized thereby, takes place through which the strength of the mag- · - shows that the permanent magnet (36) can be influenced via the field of the soft iron core. einen zweiarmigen Hebel (34) mechanisch von der Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gehena two-armed lever (34) mechanically go from the expedient embodiments of the invention Verstellklappe bzw. von der Ventilstange (26) 35 aus den Unteransprüchen hervor. So besteht eine des Ventils (28) bewegbar ist. Ausgestaltung darin, daß der Permanentmagnet inAdjusting flap or from the valve rod (26) 35 from the subclaims. So there is one of the valve (28) is movable. Design is that the permanent magnet in den Weicheisenkern eintaucht. Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gegeben, daß der Permanentmagnet von einem das pneumatische Ausgangssignalthe soft iron core is immersed. A further embodiment is given by the fact that the permanent magnet by a pneumatic output signal 40 in eine mechanische Bewegung umsetzenden Element, z.B. von einem Federbalg oder einer Membrane, bewegbar und mechanisch direkt mit dem federbelasteten Element verbunden ist. Schließlich kann bei einem Signalumformer der zur Rede stehen-40 into a mechanical movement converting element, e.g. from a bellows or a membrane, is movably and mechanically connected directly to the spring-loaded element. In the end can be used in the case of a signal converter Die Erfindung betrifft einen elektropneumatischen 45 den Art zur Regelung der Winkelstellung einer Stell-Signalumformer zur Umformung sines elektrischen klappe oder des Hubes eines Ventils der Permanent-Eingangssignal in ein pneumatisches Ausgangssi- magnet über einen zweiarmigen Hebel mechanisch gnal, mit einer das elektrische Eingangssignal empfan- von der Verstellklappe bzw. von der Ventilstange des genden, in einem Weicheisenkern angeordneten Ventils bewegbar sein.The invention relates to an electropneumatic 45 of the type for regulating the angular position of a control signal converter for converting its electrical flap or the stroke of a valve, the permanent input signal into a pneumatic output magnet via a two-armed lever mechanical signal, with a receiving the electrical input signal. be movable from the adjusting flap or from the valve rod of the low, arranged in a soft iron core valve. Drosselspule, wobei das Joch des Weicheisenkernes 50 In der Zeichnung sind zwei vorteilhafte Ausfühelastisch gelagert ist und als Prallplatte eines Düse- rungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sche-Prallplatte-Systems der Düse dieses das pneumati- matisch dargestellt und im folgenden beschrieben. Es sehe Ausgangssignal abgebenden Systems gegenüber- zeigtChoke coil, with the yoke of the soft iron core 50. In the drawing , two advantageous designs are supported elastically and as a baffle plate of a nozzle, examples of the subject of the invention include a baffle plate system of the nozzle, which is shown pneumatically and described below. It see the output signal-emitting system opposite steht, welches System auf die Drosselspule rückge- Fig. 1 einen elektromagnetischen Signalumformer which system is back to the choke coil. Fig. 1 an electromagnetic signal converter koppelt ist. 55 mit Rückkopplung über einen mittels mechanischeris coupled. 55 with feedback via a means of mechanical Bekannte elek'r^pneumatische Signalumformer Hebelübersetzung bewegbaren Permanentmagneten dieser Art sind zwar schon netzunabhängig, jedoch · undWell-known elek'r ^ pneumatic signal converter lever transmission of movable permanent magnets of this type are already network-independent, but · and wird bei ihnen die hohe Erschütterungsempfindlich- F i g. 2 einen elektromagnetischen Signalumformerthe high sensitivity to vibrations becomes with them- F i g. 2 an electromagnetic signal converter keil als nachteilig angesehen, da die Regelkräfte mit direkter Rückkopplung.wedge viewed as a disadvantage, since the control forces with direct feedback. ohne einen Netzstrom zu schwach sind. Die französi- 60 Gemäß F i g. 1 ist die Drosselspule 2 von einem sehe Patentschrift 82 398 (als Zusatz zur französi- Weicheisenkejn 4 umgeben und an das elektrische sehen Patentschrift 1.327 945) beinhaltete einen sol- Eingangssignal β angeschlossen. Dem Weicheisenchen netzunabhängigen Signalumformer. In einen kern 4 gegenüber ist in sehr geringem, in der Zeich-Permanentmagneten taucht eine Tauchspule ein, die nung aber übertrieben groß dargestelltem Abstand mechanisch auf ein Düse-Prallplatte-System einwirkt. 65 das Joch 8 angeordnet, welches mit einer sehr harten Die Ausgangsgröße ist über das Düse-Prallplatte-Sy- Blattfeder 1· gelagert ist, so daß es nur äußerst gestern wiederum mechanisch auf die Drosselspule zu- ringe Schwingungen ausführen kann. Das Joch 8 rückgekoppelt. Es entstehen hier Reibungsverluste wirkt als Prallplatte eines Düse-Prallplatte-Systems are too weak without AC power. The French 60 According to F i g. 1, the choke coil 2 is surrounded by a see patent specification 82 398 (as an addition to the French Weicheisenkejn 4 and see the electrical patent specification 1,327,945) containing a sol input signal β connected. The soft iron network-independent signal converter. In a core 4 opposite is very little, in the drawing permanent magnets, a plunger coil is immersed, the voltage but exaggeratedly shown distance acts mechanically on a nozzle-baffle system. 65 the yoke 8 is arranged, which is mounted with a very hard The output variable is mounted on the nozzle-baffle-Sy-leaf spring 1 · so that only yesterday it can again perform mechanical vibrations towards the choke coil. The yoke 8 is fed back. Frictional losses arise here acts as a baffle plate of a nozzle-baffle plate system
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