DE2021554A1 - Valve position indicator for flow measurement - Google Patents
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Description
Ventilstellungsanzeige für die Durchflussme-ssung Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilstellungsanzeige für die Durchflussmessung, bei der die Ventilstellungsanzeige der durchfliessenden Menge einer zu einer hydraulischen Ventilbetätigungsvorrichtuneg geführten Hydraulikflüssigkeit entspricht, wobei das Prinzip darin besteht, dass mit Zunahme der Flüssigkeitsmenge, die durch das Messorgan zur Ventilbetätigungsvorrichtung fliesst, diese und mit ihr. Valve position indicator for flow measurement The invention relates on a valve position indicator for flow measurement, in which the valve position indicator the quantity of a hydraulic valve actuating device flowing through guided hydraulic fluid, the principle being that with an increase in the amount of liquid that passes through the measuring element to the valve actuation device flows, this and with it.
das Ventil zunehmend in eine Grenzstellung gefahren werden, also zum Beispiel in die Stellung geöffnet oder in die Stellung geschlossen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein hydraulisches Ventilsteuersystem, bei welchem die Ventilstellungsanzeige Verwendung findet.the valve are increasingly moved into a limit position, so to Example in the open position or in the closed position. Continue to refer the invention relates to a hydraulic valve control system in which the valve position indicator Is used.
Die Arbeitsweise bekannter Ventilstellungsanzeigen der erwähnten Art sei anhand der Figuren 2, 3 und 4, auf die vorab Bezug genommen'wird, veranschaulicht. Fig. 2 zeigt die Frontplatte 8 einer üblichen Ventilstellungsanzeige mit einer Ventilstellungsskala 10> Stellungen für " geöffnet" und "geschlossen" an den entsprechenden Enden besitzt und eine Einteilung für ein Anzeigelement in Form einer über die Skala 10 beweglichen Nadel 6 aufweist. Weiter sind Anschläge 9a und 9b für den Anschlag der Nadel 6 in den Stellungen "offen" und "geschlossen" vorgesehen. Die Nadel 6 ist über einen Reibungsantrieb mit einer Welle 5 verbunden, welche mittels einer Durchflussmesseinrichtung entsprechend dem Durchfluss der Hydraulikflüssigkeit zu und von einer hydraulischen Ventilbetätigungsvorrichtung drehbar ist. Von der Darstellung der hydraulischen Ventilbetätigungsvorrichtung wurde in Fig. 2 abgesehen. Wenn die Nadel an einem der Enden der Skala'zur Anlage kommt, kann dennoch ein weiterer Durchfluss zusammen mit einer weiteren Drehung der Welle 5 stattfinden.The mode of operation of known valve position indicators of the type mentioned is illustrated with reference to FIGS. 2, 3 and 4, to which reference is made in advance. Fig. 2 shows the front panel 8 of a conventional valve position indicator with a valve position scale 10> positions for "open" and "closed" has at the corresponding ends and a division for a display element in Has the form of a needle 6 movable over the scale 10. Next are attacks 9a and 9b for the stop of the needle 6 in the "open" and "closed" positions intended. The needle 6 is connected to a shaft 5 via a friction drive, which by means of a flow measuring device according to the flow rate of the hydraulic fluid is rotatable to and from a hydraulic valve actuator. Of the Representation of the hydraulic valve actuation device was omitted in FIG. 2. If the needle comes to rest on one of the ends of the scale, another Flow take place together with a further rotation of the shaft 5.
Ein hydraulisches Ventilsteuersystem enthält eine Ventilstellungsanzeige für die Durchflussmessung 16, die von derart üblicher Ausführungsform sein kann, wie es aus Fig.A hydraulic valve control system includes a valve position indicator for the flow measurement 16, which can be of such a conventional embodiment, as shown in Fig.
3 erkennbar ist. Von einer Hydraulikpumpe 11 strömt bl zu einem Ventilbetätigungszylinder 17 über ein Richtungssteuerventil 14, während der höchstmögliche Hydraulikdruck durch das Druckbegrenzungsventil 13 begrenzt wird. Rückschlagventile 15 dienen dabei der Haltungdes auf ihrgendeine Lage eingestellten Ventiles 18.3 can be seen. B1 flows from a hydraulic pump 11 to a valve actuating cylinder 17 via a directional control valve 14, while the highest possible hydraulic pressure is limited by the pressure relief valve 13. Check valves 15 are used here the posture of the valve 18 set in any position.
Es sei nunmehr angenommen, dass das Ventil 18 aus seiner öffnungsstellung geschlossen wird. Das Richtungssteuerventil 14 wird so eingestellt, dass dl zur geschlossenen Seite 17a des Zylinders 17 über die Leitung 19 strömt. Die Ventilstellungsanzeige 16 bewegt sich aus der Stellung für geöffnet" in Richtung auf die Stellung für "geschlossen". Der Druck, der für die Betätigung des Ventils 18 erforderlich ist, ist im allgemeinen geringer als die vom Druckbegrenzungsventil 13 vorgegebene Druckgrenze. Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Betätigungskolben und der Ventilstellung einerseits und der Anzeigestellung andererseits.It is now assumed that the valve 18 is out of its open position is closed. The directional control valve 14 is adjusted so that dl to closed side 17a of the cylinder 17 via the line 19 flows. The valve position indicator 16 moves from the "open" position towards the "closed" position. The pressure required to operate valve 18 is generally less than the pressure limit specified by the pressure relief valve 13. Fig. 4 shows the Relationship between the actuating piston and the valve position on the one hand and the display position on the other.
Die erstere ist als Ordinate und die letztere als Abzisse dargestellt. Am Ende des Ventilhubes, wenn sich das Ventil in Fig. 4 von A nach B bewegt, kommt der Kolben im Zylinder zum Stehen und die Nadel 6 am Anschlag 9b in der Stellung für "geschlossen"~zum zum Anliegen.The former is shown as the ordinate and the latter as the abscissa. At the end of the valve stroke, when the valve moves from A to B in FIG. 4, comes the piston in the cylinder to stand and the needle 6 on the stop 9b in the position for "closed" ~ to the concern.
Obwohl das Ventil 18 nunmehr vollständig geschlossen ist, kommt es zu einem weiteren Einstrdmen-der Flüssigkeit zum geschlossenen Ende 17a des Zylinders, bevor der Begrenzungsdruck des Druckbegrenzungsventils erreicht ist, weil die Flüssigkeit kompressibel ist. Mit anderen Worten, das blvolumen, das ausreicht, um den Druck im Zylinder vom normalen Arbeitsdruck auf den maximalen, durch das Druckbegrenzungsventil 13 vorgegebenen Druck zu steigern,fliesst nach. Dabei hat die am Anschlag 9 anliegende Nadel 6 Reibungsschlupf auf derAntrieb8welle 5. Die bldruckanzeige 21 bestätigt dann, dass der Druck seinen Höchstwert PO erreicht hat, woraufhin das Vierwegeventil 14 in seine neutrale Stellung gerückt wird und der Druck PO dank des Druckbegrenzungsventils 15 in der Leitung 19 erhalten bleibt.Although the valve 18 is now completely closed, it comes to a further inflow of the liquid to the closed end 17a of the cylinder, before the limiting pressure of the pressure limiting valve is reached, because the liquid is compressible. In other words, the volume of blood sufficient to support the pressure in the cylinder from the normal working pressure to the maximum, through the pressure relief valve 13 to increase the given pressure flows. It has the abutment 9 against the stop Needle 6 Frictional slip on the drive shaft 5. The pressure indicator 21 confirms then that the pressure has reached its maximum value PO, whereupon the four-way valve 14 is moved into its neutral position and the pressure PO thanks to the pressure relief valve 15 remains in line 19.
Nunmehr sei angenommen, dass das Ventil aus seiner vollständig geschlossenen Lage geöffnet werde. In Fig. 4 ergibt sich der Anfang hierfür an der Stelle B. Durch Einrückung des 4-Wegeventils 14 wird die Leitung 20 mit Druck beaufschlagt und werden beide Einwegeventile 15 geöffnet.Now assume that the valve is from its fully closed Location will be opened. In Fig. 4, the beginning of this results at the point B. Through When the 4-way valve 14 is engaged, the line 20 is pressurized and will be both one-way valves 15 open.
Der in der Lietung 19 gehaltene Druck PO wird dadurch vom geschlossenen Ende 17a des Zylinders frei gegeben und fällt auf den Druck P2, der durch den Strömungswiderstand des Einwegeventils 15 und des -Wegeventils 14 bestimmt ist.The pressure PO held in the rivet 19 is thereby closed End 17a of the cylinder released and falls to the pressure P2, which is caused by the flow resistance of the one-way valve 15 and -Wegeventils 14 is determined.
Es kommt zu einem anfänglichen Durchfluss, der ein diesem Druckverlust) P t PO - P2 entsprechendes Volumen besitzt und die Anzeigenadel, wie in Fig. 4 dargestellt ist, entlang der Linie B-C bewegt, ohne dass sich der Kolben oder das Ventil bewegen.There will be an initial flow rate that will cause this pressure loss) P t PO - P2 has a corresponding volume and the needle, as shown in Fig. 4, moves along the line B-C without the Move the piston or valve.
Nachstehend sei ein tatsächliches Beispiel durchgerechnet, um aufzuzeigen, wie gross diese Fehlbewegung B-C sein kann.An actual example is calculated below to show how big this wrong movement B-C can be.
Es werden folgende Annahmen getroffen: Innendurchmesser der Leitung 19 .................20 mm Leitungslänge ..................................300 m Hub im Zylinder................................200 mm Innendurchmesser des Zylinders..................80 mm -5cm² Flüssigkeitskompressibilität ß.................6,7x10 kg Mindestdruck P2................................10 kg/cm² Höchstdruck Po e 60 kg/cm2 Ölvolumen in der Leitung 19 VP.................94 l Zylinderhubvolumen VO..........................1,1 l.The following assumptions are made: Inner diameter of the pipe 19 ................. 20 mm cable length ............................. ..... 300 m Stroke in the cylinder ................................ 200 mm inner diameter of the cylinder .......... ........ 80 mm -5cm² liquid compressibility ß ................. 6.7x10 kg minimum pressure P2 ...................... .......... 10 kg / cm² maximum pressure Po e 60 kg / cm2 oil volume in the line 19 VP ................. 94 l Cylinder stroke volume VO .......................... 1.1 l.
Mit den vorstehenden Werten ergibt sich das zusätzlich komprimierte ÖLvolumen V zu VC =ßx(P0 - P2) x (VC + VO) = 6.7 x 10-5 x 50 x 95.1=0,335.With the above values, the additionally compressed results Oil volume V to VC = ßx (P0 - P2) x (VC + VO) = 6.7 x 10-5 x 50 x 95.1 = 0.335.
Hieraus folgt der bezogene Fehler VC = = 0,30 = 30%.The related error VC = = 0.30 = 30% follows from this.
VO 1,1 Für einen vollständigen Hub im Zylinder folgt mithin bei diesem Ausführungsbeispiel eine 30%ige Fehlanzeige, doch ist diese noch grösser, wenn sich das Ventil 18 in einer Zwischenlage befindet, da das Volumen B-C zu jeder Zeit das gleiche ist. VO 1,1 For a complete stroke in the cylinder it follows Embodiment a 30% nuisance, but this is even greater if the valve 18 is in an intermediate position, since the volume B-C at all times the same is.
Wenn die Öffnung zu einem Drittel angezeigt ist, ist dieser Fehler bereits grösser als 100%. Dieses ungünstige Beispiel muss in der Praxis nicht unbedingt auftreten, doch bei modernen Grosstankern mit hydraulisch betätigten Ladeventilen ist eine Tendenz in Richtung einer Zunahme der genannten Fehler unverkennbar.If the opening is one-third indicated, this is fault already greater than 100%. This unfavorable example does not necessarily have to be in practice occur, but in modern large tankers with hydraulically operated loading valves there is an unmistakable tendency towards an increase in the errors mentioned.
Hieraus ergibt sich, dass die herkömmlichen Durchflussanzeigen den Nachteil einer Fehlanzeige haben und zusätzlich die Prüfung eines speziellen Anzeigewertes erforderlich machen, um sicher zu sein, dass-der Leitungsdruck seinen Maximalwert PO erreicht hat, bevor das 4-Wegeventil 14 betätigt wird.From this it follows that the conventional flow indicators the Have the disadvantage of a false indication and additionally the examination of a special display value necessary to be sure that-the line pressure is at its maximum value PO has reached before the 4-way valve 14 is actuated.
Der vorliegende-n Erfindung liegtdieAufgabe zugrunde, wenigstens die erste der genannten Schwierigkeiten weitgehend zu beheben.The present invention is based on the object at least that to remedy the first of the difficulties mentioned to a large extent.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Ventilstellungsanzeige für die Durchflussmessung bei einem hydraulischen Ventilsteuersystem dadurch erreicht, dass einer hydraulischen Ventilbeätigungsvorrichtung ein Druckbegrenzungsventl zugeordnet ist, das den zurEinwirkung auf die Ventilbetätigungsvorrichtung gelangenden hydraulischen Druck begrenzt, wobei die Ventilstellungsanzeige-ein in Bezug auf eine Skala, die mit Stellungen für 1,geöffnet" und "geschlossen" versehen ist, bewegliches Anzeigeelement aufweist, und wobei ferner ein Anschlag mit hinreichendem Abstand jenseits der Stellungenfür "geöffnet und geschlossen für das Anzeigeelement vorgesehen ist, um dessen freie Bewegung auf Grund des Durchflusses der Hydraulikflüssigkeit durch das Messorgan entsprechend ihrer Kompression zulässt,-währendder Ventilbetätigungsdruck von seinem einer der Stellungen für "gedffnet" und '|geschlossen" zugeordneten Wert auf seinen durch das Druckbegrenzungsventil vorgegebenen Höchstwert steigt.According to the invention, this is in a valve position indicator for Flow measurement in a hydraulic valve control system is achieved in that assigned to a hydraulic valve actuation device a pressure limiting valve is the hydraulic one that acts on the valve operating device Pressure limited, with the valve position indicator-one in relation to a scale that is provided with positions for 1, open "and" closed ", movable display element and further comprising a stop sufficiently spaced beyond the positions for "Open and closed is provided for the display element to keep it free Movement due to the flow of hydraulic fluid through the measuring element according to their compression allows, -during the valve actuation pressure of his one of the positions for "opened" and '| closed "to its value the maximum value specified by the pressure relief valve increases.
Die Erfindung sei weiterhin anhand der- Zeichnungen veranschaulicht, deren Figuren 1, la, 5 und 6 sich auf ein vorzugsweises erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel beziehen. In den Zeichnungen:zeigen: Fig. 1 den Mechanismus der Ventilstellungsanzeige für die Durchflussmessung, Fig. la das in Fig. 1 wiedergegebene, auf den Durchfluss ansprechende Organ, Fig. 2 eine übliche, bereits beschriebene Anzeigescheibe, Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Hydraulikkreislaufes bei Verwendung einer bereits beschriebenen Ventilstellungsanzeige für die Durchflussmessung, Fig. 4 die Beziehung zwischen der tatsächlichen Ventilstellung und der Stellung der Anzeigenadel bei Verwendung eines üblichen, bereits beschriebenen Durchflussmessers, Fig. 5 die erfindungsgemässe Anzeigescheibe u n d Fig. 6 die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Wert der Ventilstellung und-der Stellung der Anzeigenadel bei Verwendung der erfindungsgemässen Anzeige.The invention is further illustrated with reference to the drawings, 1, 1 a, 5 and 6 thereof refer to a preferred exemplary embodiment according to the invention relate. In the drawings: FIG. 1 shows the mechanism of the valve position indicator for the flow measurement, Fig. la that reproduced in Fig. 1, on the flow responsive body, Fig. 2 shows a conventional, already described display disc, Fig. 3 is a block diagram of a hydraulic circuit when using an already described valve position indicator for the flow measurement, Fig. 4 the relationship between the actual valve position and the position of the indicator needle Use of a conventional, already described flow meter, FIG. 5 the one according to the invention Indicator disk and FIG. 6 shows the relationship between the actual value of the valve position and the position of the indicator needle when using the indicator according to the invention.
Der in den Figuren 1 und la dargestellte Mechanismus für die Ventilstellungsanzeige ist sowohl bei üblichen Anzeigen als auch bei der erMindungsgemässen Anwendbar. Mit 1 ist eine Getriebedurchflussmesseinrichtung gezeichnet, die in Fig. la veranschaulicht ist und eine drehbare Ausgangswelle 2 aufweist. 3 ist eine magnetische Kupplung und 4 ein Reduzierzahnradvorgelege, so dass die Anzeigenadel 6 das volle Zylindervolumen entsprechend der gesamten Skala auf der Anzeigescheibe anzeigt. Die Anzeigenadel 6 ist durch eine Rutschreibverbindung mit der Reduziergetriebeausgangswelle 5 derart verbunden, dass ein Reibungsschlupf möglich ist, so dass die Anzeigenadel bei Berührung deren Fig. 2 bezeichneten Anschläge 9a und 9b unabhängig von der weiteren Drehung der Ausgangswelle 5 angehalten wird. Wenn die Anzeigenadel 6 hingegen keinen Anschlag berührt, bewegt sie sich mit der Reduziergetriebeausgangswelle 5 gemeinsam.The mechanism shown in Figures 1 and la for the valve position indicator Can be used for both conventional advertisements and those in accordance with the invention. 1 with a transmission flow measuring device is drawn, which is illustrated in Fig. La and has a rotatable output shaft 2. 3 is a magnetic clutch and 4 a reduction gear transmission, so that the indicator needle 6 has the full cylinder volume according to the entire scale on the indicator disc. The needle 6 is such by a slip friction connection with the reduction gear output shaft 5 connected that a frictional slip is possible, so that the indicator needle when touched their Fig. 2 designated stops 9a and 9b regardless of the further rotation the output shaft 5 is stopped. If, however, the indicator needle 6 does not have a stop touches, it moves with the reduction gear output shaft 5 together.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wird eine Bewegung der Anzeigenadel 6 auf der Skala zugelassen, die dem Flüssigkeitsvolumen, welches während der Kompressionsperiode durchgesetzt wird, entspricht. Der Anschlag 22b an dem mit "geschlossen" bezeichneten Skalenende ist so gewählt, dass die Anzeigenadel 6 in einer genügend weit hinter der Stellung für "geschlossen" befindlichen Lage angehalten wird, um eine freie Bewegung der Anzeigenadel 6 auf Grund des Durchflusses der Hydraulikflüssigkeit durch das Messorgan 1 bei der Flüssigkeitskompression während des Anstiegs des Ventilbetätigungsdruckes von seinem der Stellung "geschlossen" entsprechenden Wert bis zu seinem durch das Druckbegrenzungsventil -13 vorgegebenen Höchstwert zu ermöglichen. Wenn mithin das Ventil in der bereits beschriebenen-Weise von seiner geöffneten Stellung in seine Schliesslage überführt wird, bewegt der zusätzliche Durchfluss entsprechend dem Druckanstieg von P2 auf PO die Anzeigenadel 6 von der Stellung "geschlossen" auf der Skala bis zu dem hiervon beabstandeten Anschlag 22b. Bei der nachfolgenden Betätigung zum Zwecke des oeffnens muss die Anzeigenadel zuerst vom Anschlag 22b bis zur Stellung "geschlossen" bewegt werden, was der Flüssigkeitsexpansion d P = PO - P2 entspricht.In the embodiment shown in Fig. 5, a movement of the Indicator needle 6 allowed on the scale, which indicates the volume of liquid which during the compression period is enforced. The attack 22b at the end of the scale marked "closed" is selected so that the indicator needle 6 in a position sufficiently far behind the position for "closed" is stopped to a free movement of the indicator needle 6 due to the flow the hydraulic fluid through the measuring element 1 during the fluid compression the increase in valve actuation pressure from its the "closed" position corresponding value up to its preset by the pressure relief valve -13 Allow maximum value. If so, the valve in the manner already described is transferred from its open position to its closed position, moves the additional flow corresponding to the pressure increase from P2 to PO the indicator needle 6 from the "closed" position on the scale to the one spaced therefrom Stop 22b. During the subsequent actuation for the purpose of opening, the Indicator needle are first moved from stop 22b to the "closed" position, which corresponds to the liquid expansion d P = PO - P2.
Somit zeigt die Anzeigenadel keine Ventilbewegung an, bis der Kolben seinen Hub im Zylinder tatsächlich beginnt.Thus, the indicator needle shows no valve movement until the piston actually begins its stroke in the cylinder.
Fig. 6 zeigt die Beziehung der Skalenanzeige zur wirklichen Kolben- und Ventilstellung, woraus sich ergibt, dass diese Relation beim Offnungsvorgang sowie beim Schliessvorgang stets gleich ist. In der Praxis könnte eine gute Bestätigung dieses Verhaltens beobachtet werden.Fig. 6 shows the relationship between the dial display and the actual piston and valve position, from which it follows that this relation during the opening process as well as during the closing process is always the same. In practice this could be a good endorsement this behavior can be observed.
Darüber hinaus läsat sich eine Bestätigung für den Druck anstieg vom normalen Arbeitsdruck zum begrenzten Höchstdruck PO durch Beobachtung der Bewegung der Anzeigenadel von der Stellung "geschlossen" bis zum Anschlag 22b finden. Mit anderen Worten wirkt die Skalenverlängerung als eine Art der Druckanzeige. Hierdurch wird die sonst erforderliche Zeit für die Prüfung einer getrennten Druckanzeige zur Vergewisserung des Schlies-sens den Ventils erspart.In addition, a confirmation of the pressure increase from normal working pressure to the limited maximum pressure PO by observing the movement find the indicator needle from the "closed" position to the stop 22b. With In other words, the dial extension acts as a type of pressure indicator. Through this becomes the time otherwise required for testing a separate pressure gauge saves the valve to ensure that it closes.
Mithin wird eine Verbesserung des Anzeigesystems sowie eine einfachere Bestätigung für das Erreichen des Grenzdruckes erzielt.Hence, there becomes an improvement in the display system as well as a simpler one Confirmation that the limit pressure has been reached.
Über das speziell beschriebene Ausführungsbeiepiel hinausgehend sind Abänderungen möglich. Zum Beispiel kann das 4-Wegeventil elektro-magnetisch oder von Hand bedient werden, wohingegen das betätigte Ventil von jeder beliebigen Art sein kann, wie zum Beispiel ein Drosselklappen- oder Schieberventil. Die Betätigungsvorrichtung für das Ventil kann für eine geradlinige oder eine Drehbewegung oder dergl. ausgeführt sein. Auch kann die Ventilstellungsanzeige sowohl der Öffnungs- als auch der Schließseite der Betätigungsvorrichtung zugeordnet sein. Wenn, wie in Fig. 3 dargestellt, die Anzeige in der Leitung 20 angeordnet wird, ist der Anschlag 22a in Nähe der stellung "geöffnet" der Skala derjenige, der versetzt angeordnet wird, wobei dann die Arbeitsweise die gleiche ist.Beyond the specifically described exemplary embodiment Changes possible. For example, the 4-way valve can be electro-magnetic or operated by hand, whereas the operated valve is of any kind can be, such as a throttle or slide valve. The actuator for the valve can be designed for a linear or a rotary movement or the like be. The valve position indicator can also display both the opening and the closing side be assigned to the actuating device. If, as shown in Fig. 3, the Indicator is placed in the line 20, the stop 22a is in the vicinity of the position "Opened" the scale the one that is staggered, and then the mode of operation is the same.
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DE102012024905A1 (en) | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Sml Verwaltungs Gmbh | Lining hose for the refurbishment of piping systems and method for the rehabilitation of piping systems |
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1970
- 1970-05-02 DE DE19702021554 patent/DE2021554A1/en active Pending
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