DE2757047A1

DE2757047A1 - MECHANICAL POWER AMPLIFIER

Info

Publication number: DE2757047A1
Application number: DE19772757047
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Merle Bowman
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1977-12-21
Publication date: 1978-07-06
Also published as: GB1592467A; ES465440A1; FR2375509A1; JPS5382964A; CA1081062A

Description

Mechanical power amplifier

Die Priorität der Anmeldung Nr. 754 719 vom 27. Dezember 1977 in den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.The priority of application no. 754 719 dated December 27, 1977 in the United States of America is claimed.

Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftverstärker und insbesondere mechanische Kraftverstärker.The present invention relates to power amplifiers, and more particularly mechanical power amplifiers.

Die nachfolgende Beschreibung des mechanischen Kraftverstärkers nach der Erfindung bezieht sich auf seine Verwendung in einem Membranventilantrieb, er kann jedoch auch in Verbindung mit anderen Geräten verwendet werden, und zwar überall da, wo eine mechanische Vermehrung der Kraft erforderlich ist.The following description of the mechanical booster according to the invention relates to its use in a diaphragm valve actuator, but it can also be used in conjunction with other devices, and wherever a mechanical increase in force is required.

Bei der herkömmlichen Kombination aus Membranventil und Luftmotor ist eine Feder erforderlich, damit bei geschlossenem Ventil seine Maximalkraft zum Tragen kommt. Da jedoch die Feder nur bei geschlossenem Ventil zusammendrückbar ist, kann eine Bewegung der Feder von diesem Punkt aus nur in einer zusätzlichen überflüssigen Kraft der Feder resultieren.With the conventional combination of diaphragm valve and air motor, a spring is required so that when the valve is closed Valve its maximum force comes into play. However, since the spring can only be compressed when the valve is closed, Movement of the spring from this point can only result in additional unnecessary force on the spring.

Ein Membranventil mit einem Steg von 7.62 cm und einen Leitungsdruck von 21 kg/cm erfordert zur Schließung des Ventils eine Federkraft von 2400 kg. Zusätzlich angewandte Kraft durch Zusammenpressen der Feder bei dem öffnen des Ventils ergibt 2900 kg an Federkraft, bei völliger öffnung des Ventils ist jedoch nur eine Kraft von 725 kg erforderlich. A 7.62 cm web and a line pressure of 21 kg / cm requires a diaphragm valve to close the Valve has a spring force of 2400 kg. Additional force applied by compressing the spring when opening the The valve gives 2900 kg of spring force, but when the valve is fully open, only 725 kg of force is required.

Bei einem herkömmlichen Luftmotor besteht eine direkte Ver-With a conventional air motor there is a direct

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bindung zwischen der Membran des Ventils, der Feder und dem Luftmotor. Diese direkte Verbindung übt auf die Ventilmembran die gleiche Kraft aus, die durch die Feder und/oder dem Luftmotor angelegt wird.bond between the diaphragm of the valve, the spring and the air motor. This direct connection exerts the same force on the valve membrane that is exerted by the spring and / or applied to the air motor.

Ein direkt wirkender Luftmotor ist z. B. ein Antrieb, der bei Ausfall Offnet. D.h., wenn der Luftdruck zum Antrieb unterbrochen wird, öffnet sich das Ventil. Eine Feder wird dazu benutzt, das Ventil in der geöffneten Stellung zu halten oder es zu öffnen, wenn Luft aus dem Luftmotor abgelassen wird. Der Luftmotor wird zum Schließen des Ventils verwendet. Die Federkraft und die von dem Luftmotor über die Federkraft hinaus gelieferte Kraft wirken über die Ventilspindel direkt auf die Ventilmembran.A direct acting air motor is e.g. B. a drive that Open in case of failure. That is, if the air pressure to drive is interrupted, the valve opens. A spring is used to hold the valve in the open position or open it when the air motor is deflated. The air motor is used to close the valve. The spring force and the force supplied by the air motor beyond the spring force act via the valve spindle directly on the valve membrane.

Ein anderes Beispiel ist der umgekehrt wirkende Luftmotor. Dieser ist ein Antrieb, der beim Versagen schließt. Wenn der Luftdruck zum Luftmotor unterbrochen wird, schließt sich das Ventil. Eine Feder wird dazu benutzt, das Ventil zu schließen oder in geschlossener Stellung zu halten, wenn Luft vom Luftmotor ferngehalten wird. Der Luftmotor dient zum Offnen des Ventils. Die Federkraft und die über die Federkraft hinausgehende Kraft vom Motor wird über die Ventilspindeln direkt auf die Ventilmembran übertragen.Another example is the reverse acting air motor. This is a drive that closes if it fails. When air pressure to the air motor is interrupted, it closes the valve. A spring is used to close the valve or to keep it in the closed position, when air is kept away from the air motor. The air motor is used to open the valve. The spring force and the about the force from the motor going beyond the spring force is over transfer the valve spindles directly to the valve diaphragm.

Andere Ventilantriebe benutzen Verbindungsanordnungen oder scherenförmige Mechanismen,um das Ventil in Gang zu setzen. Diese Einrichtungen verwenden ein Verbindungssystem mit entweder einen Handrad oder einen kleinen Luftmotor, die direkt auf das Verbindungssystem einwirken. Derartige Vorrichtungen sind entweder bezüglich ihres Hubes begrenzt, da die Winkelbewegung gering ist, und damit der Hub begrenzt wird, oder sie sind nicht in der Lage, eine vollständigeOther valve actuators use link assemblies or scissor-type mechanisms to operate the valve. These devices use a connection system with either a hand wheel or a small air motor, the act directly on the connection system. Such devices are limited either in terms of their stroke, because the angular movement is small, and thus the stroke is limited, or they are unable to complete a

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Kraftverstärkung auszuführen und somit die Größe des Luftmotors auszunutzen. Außerdem stellen diese Vorrichtungen keine ausfallsicheren Antriebe dar.Perform power amplification and thus the size of the air motor to take advantage of. In addition, these devices are not fail-safe drives.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten mechanischen Kraftverstärker für Membranventile zu schaffen, der leichter an Gewicht ist und einen tieferen Schwerpunkt besitzt als die bislang bekannten Antriebe für Membranventile.The invention is therefore based on the object of an improved To create mechanical power amplifiers for diaphragm valves that are lighter in weight and deeper The main focus is on the previously known drives for diaphragm valves.

In einer weiteren Ausbildungsform soll ein mechanischer Kraftverstärker geschaffen werden, der eine Steckverbindung verwendet, bei der eine zweite Verbindung zum Antrieb einer ersten Verbindung verwendet wird.In a further embodiment, a mechanical power amplifier is to be created that has a plug connection is used where a second link is used to drive a first link.

Ferner soll ein Membranventilantrieb hergestellt werden mit einem Kraftverstärker, der in der Lage ist, als umgekehrt- oder direkt wirkenden Antrieb zu wirken und dabei für einen vollen Ventilhub zu sorgen.Furthermore, a diaphragm valve drive is to be manufactured with a force amplifier that is able to act as a reverse or directly acting drive and to ensure a full valve lift.

Des weiteren geht es um die Schaffung eines Membranventilantriebs, der eine Verringerung der Größe von Feder wie Luftmotor ermöglicht.Furthermore, it is about the creation of a diaphragm valve drive, which allows a reduction in the size of both the spring and the air motor.

Des weiteren soll der mechanische Kraftverstärker und Antrieb für den Luftmotor eines Membranventils ein ausfallfreier Antrieb sein.Furthermore, the mechanical power amplifier and drive for the air motor of a diaphragm valve should be failure-free Be the drive.

Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.The solution to the problem is given in the characterizing part of claim 1.

Bn Gegensatz zur herkömmlichen Motor-Luftantrieben überträgt der Kraftverstärker, nach der vorliegenden Erfindung dieBn in contrast to conventional motorized air drives the booster, according to the present invention the

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Kräfte von der Feder und dem Luftmotor nicht direkt auf das Membranventil. Der mechanische Kraftverstärker nach der vorliegenden Erfindung vervielfacht tatsächlich die Eingangskräfte der Feder und des Luftmotors, ehe sie an die Membran des Membranventils weitergegeben werden, so daß die Größe der Feder und des Luftmotors verringert werden kann.Forces from the spring and the air motor do not act directly on the diaphragm valve. The mechanical booster after of the present invention actually multiplies the input forces of the spring and air motor before they come on the diaphragm of the diaphragm valve are passed, thus reducing the size of the spring and air motor can be.

Der Aufbau aus direkt wirkendem Kraftverstärker und Luftmotor nach der vorliegenden Erfindung ist ein Antrieb, der bei einem Ausfall das Ventil öffnet. Federn werden benutzt, das Ventil zu öffnen und/oder in offener Stellung zu halten. Der Luftmotor dient dann zum Schließen des Ventiles.The direct acting booster and air motor assembly of the present invention is a drive that the valve opens in the event of a failure. Springs are used to open the valve and / or hold it in the open position. The air motor then serves to close the valve.

Ein umgekehrt wirkender Aufbau aus Kraftverstärker und Luftmotor nach der vorliegenden Erfindung ist ein Antrieb, der bei Ausfall schließt. Federn werden verwendet, um das Ventil zu schließen und/oder in geschlossener Stellung zu halten. Der Luftmotor wird dabei benutzt, das Ventil zu öffnen. Die Kräfte des Luftmotors und die Federkräfte werden an die beiden direkt- und umgekehrt wirkenden Kraftverstärker auf die folgende Weise weitergegeben.A reverse acting structure of booster and air motor according to the present invention is a drive, which closes in the event of failure. Springs are used to close the valve and / or to close it in the closed position keep. The air motor is used to open the valve. The forces of the air motor and the spring forces are passed on to the two direct and reverse acting force amplifiers in the following way.

Die Feder wirkt über einen Satz von Verbindungen (bekannt als Primärverbindungen oder erste Verbindungsvorrichtungen), die tatsächlich die von der Feder ausgehende Kraft auf das ca. 5,67fache verändern, und zwar je nach dem Winkel der Verbindungen, die die erste Verbindungsvorrichtung bilden. Die Feder steht unter der geringsten erforderlichen Kompression in der Stellung, in der die Kraftverstärkung am größten ist, und unter dem höchsten Kompressionswert in der Stellung, in der die Kraftverstärkung am geringsten ist. Die Kräfte des Luftmotors werden auch über einen Satz von VerbindungenThe spring acts through a set of connections (known as primary connections or first connection devices), which actually change the force exerted by the spring about 5.67 times, depending on the angle of the connections, which form the first connecting device. The spring is under the least compression required in the position in which the force amplification is greatest and below the highest compression value in the position in which the power amplification is the least. The forces of the air motor are also made through a set of connections

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(bekannt als Sekundärverbindungen oder zweite Verbindungsvorrichtungen) übertragen, die wiederum diese Kräfte mit Hilfe der Primärverbindung übertragen. Da die Kraft des Luftmotors den kraftverstärkenden Effekt sowohl der ersten wie zweiten Verbindung ausnutzt, kann die Motorengröße wesentlich verringert werden· Der kraftverstärkende Effekt der zweiten Verbindung ist am geringsten, wenn der kraftverstärkende Effekt der ersten am größten ist. Umgekehrt gilt das gleiche. Der zusammengesetzte mechanische Kraftverstärker verringert merklich die erforderliche Luftmotorengröße. (known as secondary links or second connecting devices), which in turn transmit these forces with Transfer the help of the primary connection. Because the power of the air motor has the power-amplifying effect of both the first As the second compound takes advantage of, the engine size can be reduced significantly · The power-amplifying effect the second connection is lowest when the force-amplifying effect of the first is greatest. Vice versa the same applies. The composite mechanical booster significantly reduces the required air motor size.

Die Merkmale der Erfindung werden anhand der Beschreibung der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:The features of the invention are explained in more detail with reference to the description of the accompanying drawing. They represent:

Fig. 1 Schaubilder, welche zeigen, wie die angelegte ^u Federkraft sich mit dem Winkel der Primärverbindung ändert, wenn eine konstante Ausgangskraft erforderlich ist,Fig. 1 diagrams showing how the applied spring force ^and varies with the angle of the primary link when a constant output power is required,

Fig. 3 eine Tabelle, die zeigt, wie die zum Schließen der Membran eines Membranventils erforderliche Federkraft bei dem mechanischen Kraftverstärker nach der vorliegenden Erfindung variert,Fig. 3 is a table showing how the required to close the diaphragm of a diaphragm valve Spring force varies in the mechanical booster according to the present invention,

Fig. 4 Kraftdiagramme, die eine Ableitung der Gleichungen ^u 1 bis 3 für eine vollständige Verbindung oder ein Antriebssystem, wie es beschrieben wird, ermöglichen, Fig. 4 force diagrams, which allow a derivation of the equations ^u 1 to 3 for a complete connection or a drive system, as it is described,

Fig. 6A Schaubilder, die den Unterschied zwischen einem und 6B ventilantrieb nach dem Stand der Technik und nach der vorliegenden Erfindung zeigen,Fig. 6A diagrams showing the difference between a and 6B valve drive according to the prior art and according to of the present invention show

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Fig. 7 eine Gesamtansicht eines Membranventilantriebes, . der den mechanischen Kraftverstärker nach der7 shows an overall view of a diaphragm valve drive, . the mechanical power amplifier after the vorliegenden Erfindung enthält, wobei der Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 8 geführt ist,Contains the present invention, the section being taken along the line 7-7 in Fig. 8,

Fig. 8 ein Schaubild, das den gesamten Membranventilantrieb zeigt, wobei der Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7 geführt ist,Fig. 8 is a diagram showing the entire diaphragm valve drive, the section along the Line 8-8 in Fig. 7 is performed,

Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 in9 is a sectional view taken along line 9-9 in FIG

Fig. 10 mit dem Membranventil in geschlossener Stellung, wobei ein mechanischer Kraftverstärker gezeigt wird, der auf den Membranventilantrieb in umgekehrter Weise einwirkt,Fig. 10 with the diaphragm valve in the closed position, with a mechanical power amplifier is shown, which acts on the diaphragm valve actuator in the opposite way,

Fig.10 einen Schnitt durch die Fig.9 entlang der Linie 10-10,FIG. 10 shows a section through FIG. 9 along the line 10-10,

Fig.11 einen Schnitt des mechanischen Kraftverstärkers nach Fig. 9, wobei der Schnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 12 geführt ist und in der das Membranventil in geöffneter Stellung gezeigt wird,11 shows a section of the mechanical power amplifier according to Fig. 9, the section being taken along the line 11-11 in Fig. 12 and in which the The diaphragm valve is shown in the open position,

Fig.12 eine Schnittansicht der Fig. 11 entlang der Linie 12-12 in Fig. 11, "-FIG. 12 is a sectional view of FIG. 11 along the line 12-12 in Fig. 11, "-

Fig.13 einen Schnitt entlang der Linie 13-13 in Fig. 14 durch eine zweite Ausbildungsform eines mechanischen Kraftverstärkers für einen direkt wirkenden Membranventilantrieb, wobei das Ventil sich in der geöffneten Stellung zeigt,FIG. 13 shows a section along the line 13-13 in FIG. 14 through a second embodiment of a mechanical power amplifier for a direct-acting one Diaphragm valve actuator, with the valve in the open position,

Fig.14 einen Schnitt entlang der Linie 14-14 in Fig. 13FIG. 14 shows a section along the line 14-14 in FIG. 13

durch den mechanischen Kraftverstärker nach dieser Figur,by the mechanical power amplifier according to this figure,

809827/0788 -ίο-809827/0788 -ίο-

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Fig. 15 einen Schnitt entlang der Linie 15-15 in Fig. 16 des mechanischen Kraftverstärkers nach Fig. 13, wobei das Ventil geschlossen ist,15 shows a section along the line 15-15 in FIG. 16 of the mechanical power amplifier according to FIG. 13, with the valve closed,

Fig. 16 einen Schnitt durch Fig. 15 entlang der Linie 16-16 in derselben Figur,FIG. 16 is a section through FIG. 15 along the line 16-16 in the same figure,

Fig. 17 eine dritte Ausbildungsform eines mechanischen Kraftverstärkers für einen direkt wirkenden Membranventilantrieb, wobei der Schnitt entlang der Linie 17-17 in Fig. 18 führt und das Ventil geöffnet ist,17 shows a third embodiment of a mechanical force amplifier for a directly acting diaphragm valve drive, wherein the section is taken along the line 17-17 in Fig. 18 and the valve is open,

Fig. 18 einen Schnitt entlang der Linie 18-18 der Fig. eines mechanischen Kraftverstärkers derselben Figur,18 shows a section along the line 18-18 of FIG. a mechanical power amplifier of the same figure,

Fig. 19 einen Schnitt entlang der Linie 19-19 durch den mechanischen Kraftverstärker nach Fig. 17, wobei das Ventil geschlossen ist,19 shows a section along the line 19-19 through the mechanical booster according to Fig. 17, with the valve closed,

Fig. 20 einen Schnitt entlang der Linie 20-20 in Fig. 19 durch einen mechanischen Kraftverstärker der gleichen Figur,FIG. 20 shows a section along the line 20-20 in FIG. 19 by a mechanical power amplifier of the same figure,

Fig. 21 eine vierte Ausbildungsform eines mechanischen Kraftverstärkers für einen direkt wirkenden Membranventilantrieb, wobei der Schnitt entlang der Linie 21-21 in Fig. 22 führt und das Ventil geschlossen ist,21 shows a fourth embodiment of a mechanical force amplifier for a direct-acting diaphragm valve actuator, the section taken along line 21-21 in Fig. 22 and the valve is closed,

Fig. 22 einen Schnitt entlang der Linie 22-22 von Fig. 21 durch einen mechanischen Kraftverstärker in derselben Figur,22 shows a section along the line 22-22 of FIG. 21 through a mechanical power booster therein Figure,

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Fig. 23 einen Schnitt entlang der Linie 23-23 der Fig. 24 durch einen mechanischen Kraftverstärker der gleichen Figur, wobei das Ventil geöffnet ist und23 shows a section along the line 23-23 of FIG. 24 through a mechanical power booster of same figure, with the valve open and

Fig. 24 einen Schnitt entlang der Linie 24-24 der Fig. 23 durch einen Kraftverstärker der gleichen Figur.FIG. 24 shows a section along the line 24-24 of FIG. 23 through a booster of the same figure.

In den Fig. 1 und 2 wird gezeigt, wie die angelegte Federkraft Fg sich mit der Änderung des Winkels der Primärververbindung ändert, wenn eine gleichbleibende Ausgangskraft F_ gefordert wird. Diese Figuren zeigen die Änderung durch den mechanischen Kraftverstärker nach der vorliegenden Erfindung von 1 bis 5,65 und zwar in Anhängigkeit vom Winkel der Primärverbindungen. Wie Fig. 1 zeigt, erreicht die Federkraft ein Maximum, wenn die Kraftverstärkung am geringsten ist (F_. = F_) .. während umgekehrt die Federkraft oft am geringsten ist/ wenn die Kraftverstärkung am höchsten ist (F_D = 5,67 Fg), wie Fig. 2 zeigt.1 and 2 show how the applied spring force Fg changes with the change in the angle of the primary connection when a constant output force F_ is required. These figures show the change by the mechanical booster of the present invention from 1 to 5.65 as a function of the angle of the primary connections. As Fig. 1 shows, the spring force reaches a maximum when the force amplification is lowest (F_. = F_) .. while conversely the spring force is often lowest / when the force amplification is highest (F _D = 5.67 Fg) as Fig. 2 shows.

In Fig. 3 wird gezeigt, wie die zum Schließen eines Membranventils erforderliche Federkraft einer Feder durch den mechanischen Kraftverstärker nach der vorliegenden Erfindung verändert wird. Es muß gesagt werden, daß die erforderliche Höchstkraft 843 kg und die Mindestkraft 424 kg beträgt. Aufgrund dieser kraftverstärkenden Wirkung ist es möglich, kleinere Federn in dem mechanischen Kraftverstärker zu verwenden, wodurch das Federgewicht und die Kosten verringert werden.In Fig. 3 it is shown how to close a diaphragm valve required spring force of a spring by the mechanical booster according to the present invention is changed. It must be said that the maximum force required is 843 kg and the minimum force is 424 kg. Because of this power-amplifying effect, it is possible to use smaller springs in the mechanical power amplifier, whereby the feather weight and cost can be reduced.

Bezüglich der Fig. 4 und 5 wurden die folgenden Gleichungen abgeleitet, die zur Berechnung der Kraft für einen vollständigen Membranventilantrieb gemäß den Grundzügen der vorliegenden Erfindung dienen.With reference to FIGS. 4 and 5, the following equations have been derived which are used to calculate the force for a complete Serve diaphragm valve actuator according to the principles of the present invention.

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F_n = 1/2 des gesamten StempeldruckesF _n = 1/2 of the total stamp pressure

Fg = Kraft, die erforderlich ist, die Primärverbindungen im Gleichgewicht zu haltenFg = force required to make the primary connections in the Keep balance

F_ = Kraft, die in den Sekundärverbindungen erforderlich ist, um die Primärverbindungen im Gleichgewicht zu haltenF_ = force required in the secondary connections, to keep the primary connections in balance

F. = 1/2 der gesamten Luftmotorkraft, die erforderlich ist, die Primärverbindungen im Gleichgewicht zu haltenF. = 1/2 of the total air motor power required to keep the primary connections in balance

F_c = ^{2 F}D (1)F _c = ^{2 F} D (1)

(sin (1
sin ( < (sin (1
sin (<

P \
L - ^FS Isin ( θ - φ)P \
L - ^F S Isin (θ - φ)

F_A = F_L sin φ (3)F _A = F _L sin φ (3)

Gleichung (2) erhält man wie folgt:Equation (2) is obtained as follows:

Definition: In einem Dreieck mit den Winkeln A,B und C und den Seiten a,b und cDefinition: In a triangle with angles A, B and C. and sides a, b and c

sin A sin B sin Csin A sin B sin C

überträgt man diese Gleichungen auf das Dreieck nach Fig. 6 so giltIf these equations are transferred to the triangle according to FIG. 6, then the following applies

F = F S LF = F S L

sin (O - 4» sin (180 - Θ)sin (O - 4 »sin (180 - Θ)

womitby which

'sin (180 -'sin (180 -

ρ = P
L *Sρ = P
L * S

(O - 4»(O - 4 »

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In den Fig. 6A und 6B wird ein Vergleich zwischen dem Membranventilantrieb nach dem Stand der Technik, wie er sich in Fig.6 offenbart, und dem Membranventilantrieb nach der voliegenden Erfindung, wie Fig. 6B gezeigt, dargestellt. Sowohl der Antrieb nach dem Stand der Technik aus Fig. 6A und der Antrieb nach der vorliegenden Erfindung aus Fig. 6B sind umgekehrt wirkende Luftmotoren für ein Membranventil mit einem Steg von 7.62 cm (3inch weir). Man sieht, daß der Schwerpunkt in dem Antrieb nach der vorliegenden Erfindung tiefer liegt. Das Gewicht des Antriebes nach dem Stand der Technik beträgt ca. 136 kg gegenüber ca. 168 kg bei dem Antrieb nach der vorliegenden Erfindung, wie ihn Fig. 6B zeigt. Beide der Luftmotoren entwickeln genügend Kraft, um ein Membranventil mit einem Steg von 7,62 cmA comparison between the diaphragm valve drive is shown in FIGS. 6A and 6B according to the prior art, as it is disclosed in Figure 6, and the diaphragm valve drive according to the following Invention as shown in Fig. 6B shown. Both the drive according to the prior art from FIG. 6A and the drive according to FIG of the present invention of Figure 6B are reverse acting air motors for a diaphragm valve with a 7.62 cm land (3inch weir). It can be seen that the center of gravity is lower in the drive according to the present invention. The weight of the The drive according to the state of the art is approx. 136 kg compared to approx. 168 kg for the drive according to the present invention, as shown in Fig. 6B. Both of the air motors develop enough power to operate a 3-inch (3-inch) diaphragm valve

2 durch einen Leitungsdruck von 21 kg/cm ohne Druckabfall zu schließen. Die Anordnung nach dem Stand der Technik Verwender einen ITT Grinell Luftmotor des Typs 32130, während die vorliegende Erfindung, verkörpert von Fig. 6B, einen Motor vom Typ 3350 benutzt.2 by a line pressure of 21 kg / cm with no pressure drop conclude. The prior art arrangement uses an ITT Grinell Type 32130 air motor while the present Invention, embodied in Figure 6B, employs a 3350 type motor.

Es muß berücksichtigt werden, daß der Membranventilantrieb nach dem Stand der Technik aus Fig. 6A verhältnismäßig schwer ist und der Schwerpunkt merklich oberhalb des Membranventils liegt. Wie man aus den Fig. 6A und 6B erkennt, wurde die Feder S in der Fig. 6A vom Oberteil des Luftmotors AM weg in eine Stellung zwischen dem Membranventil und dem Luftmotor AM nach Fig. 6B bewegt, wobei gleichzeitig der Schwerpunkt näher zum Membranventil verschoben wurde. Um die horizontale Bewegung der Feder S in Fig. 6B in eine vertikale Spindelewegung umzuwandeln, wird ein Paar Steckverbindungseinrichtungen verwendet, das nachstehend in Verbindung mit den verbleibenden Figuren noch erläutert wird.It must be taken into account that the diaphragm valve drive according to the prior art from FIG. 6A is relatively heavy and the center of gravity is noticeably above the diaphragm valve lies. As can be seen from FIGS. 6A and 6B, the spring S in FIG. 6A has moved away from the top of the air motor AM moved into a position between the diaphragm valve and the air motor AM according to FIG. 6B, at the same time being the center of gravity moved closer to the diaphragm valve. To the horizontal movement of the spring S in Fig. 6B in a vertical To convert spindle motion, a pair of connector devices are used, described below in connection with the remaining figures will be explained.

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Die gleichen Bezugsziffern werden für die gleichen Bauteile in der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausbildungsformen des mechanischen Kraftverstärkers nach der vorliegenden Erfindung verwendet.The same reference numbers are used for the same components in the following description of the various forms of embodiment of the mechanical booster according to the present invention Invention used.

Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Schnitt durch den Gesamtantrieb, eingeschlossen den Luftmotor 16 und den mechanischen Kraftverstärker, der zwischen dem Luftmotor 16 und dem gesteuerten Membranventil 26 liegt. Die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Anordnung ist ein umgekehrt wirkender mechanischer Kraftverstärker, der um ein Gestell herum angeordnet ist. Das Gestell dient als Träger für den Luftmotor 16, umgibt die Verbindangsteile 1 und 2 und trägt den stationären Verbindungsstift 19. Das Gestell kann nach der in Fig. 8 gezeigten Weise unter Verwendung von zwei Seitenplatten 15 hergestellt werden, die an die Decken- und Bodenplatten 16 und 17 angeschraubt sind, das Gestell kann auch aus einem Stück gegossen oder geschmiedet werden. Das Gestell ist an dem Abdeckteil 20 des Membranventilgehäuses über den Adapter 21 und an dem Luftmotor 16 in ähnlicher Weise befestigt. Jede andere beliebige Befestigungsart ist möglich, so die Befestigung durch Schraubbolzen oder durch Herstellung des Gestells als integraler Teil der Abdeckung und/oder des unteren Luftmotordeckels. Das gleiche Gestell kann auch für direkt wirkende mechanische Kraftverstärker hergestellt werden. Die Schlitze in der Platte 15 dienen der Anzeige der Lage der Ventilspindel.7 and 8 show a section through the overall drive, including the air motor 16 and the mechanical power amplifier, which lies between the air motor 16 and the controlled diaphragm valve 26. The one shown in Figs Arrangement is a reverse acting mechanical booster placed around a frame. The frame serves as a support for the air motor 16, surrounds the connecting parts 1 and 2 and carries the stationary connecting pin 19. The frame can under the manner shown in FIG Using two side panels 15 screwed to the ceiling and floor panels 16 and 17, the frame can also be cast or forged in one piece. The frame is on the cover part 20 of the diaphragm valve housing attached via adapter 21 and to air motor 16 in a similar manner. Any other type of attachment is possible, so the attachment by screw bolts or by making the frame as an integral Part of the cover and / or the lower air motor cover. The same frame can also be made for direct-acting mechanical power amplifiers. The slots in the Plate 15 are used to display the position of the valve spindle.

Die Federn 14 und 14a sind entsprechend der Membranventilgröße und dem Leitungsdruck ausgelegt und befinden sich in zusammengedrückten Zustand. Die Federrückhaltespindel 7 führt durch das Zentrum der inneren und äußeren Federrückhalteplatte 12_f 12a und 13, 13a und hält die Feder durch eine Mutter gegen die äußeren Platten 13 und 13a. Diese Anordnung sorgt für eineThe springs 14 and 14a are designed according to the size of the diaphragm valve and the line pressure and are in a compressed state. The spring retaining spindle 7 passes through the center of the inner and outer spring retaining plates 12 _f 12a and 13, 13a and holds the spring against the outer plates 13 and 13a by a nut. This arrangement provides a

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Einstellung der Federkraft und gleicht die Federkräfte aus.Adjustment of the spring force and balances the spring forces.

Die Platten 12 und 12a ruhen direkt an dem Drehzapfen 22 und 22a. Diese übertragen die Federkräfte von den Federn auf die Verbindungen.The plates 12 and 12a rest directly on the pivot pins 22 and 22a. These transfer the spring forces from the springs to the Links.

Die Membraηspindel zum Verbindungsadapter 5 wird zur übertragung der Kraft von den Primärverbindungen zur Spindel benutzt.The Membraηspindel to the connection adapter 5 is used for transmission the force used from the primary connections to the spindle.

Der Adapter 4 der Luftmotorverbindung wird zur übertragung der Kraft auf die Sekundärverbindungen verwendet.The adapter 4 of the air motor connection is used for transmission the force used on the secondary connections.

In den Fig. 9 und 1O wird eine Ausbildungsform des mechanischen Kraftverstärkers gezeigt, der in dem Membranventilantrieb nach der Fig. 8 und 9 Verwendung findet. Das Primärverbindungssystem 1 besteht aus einem ersten identischen Paar von getrennten parallelverlaufenden Verbindungsanordnungen. Diese besitzen jede:In FIGS. 9 and 10, an embodiment of the mechanical Power booster shown, which is used in the diaphragm valve drive according to FIGS. 8 and 9. The primary connection system 1 consists of a first identical pair of separate parallel link assemblies. These each own:

eine Verbindung 1a, deren eines Ende drehbar an dem neben dem Adapter 4 liegenden Festpunkt 19 gelagert ist,a connection 1 a, one end of which is rotatably mounted on the fixed point 19 located next to the adapter 4 is,

eine Verbindung 1b, deren eines Ende an dem anderen Ende der Verbindung 1a über den Drehzapfen 22 drehbar gelagert ist und deren anderes Ende an dem Adapter 5 über den Drehzapfen drehbar gelagert ist,a link 1b, one end of which is rotatable at the other end of the link 1a via the pivot 22 is mounted and the other end is rotatably mounted on the adapter 5 via the pivot pin,

ferner eine Verbindung 1d, deren eines Ende an dem Festpunkt 19a neben dem Adapter 4 drehbar gelagert ist und schließlichFurthermore, a connection 1d, one end of which is rotatably mounted on the fixed point 19a next to the adapter 4 is and finally

eine Verbindung 1c, deren eines Ende an dem anderena connection 1c, one end of which is at the other

809827/0788 "¹⁶~809827/0788 " ¹⁶ ~

J. M. Bowman - 1J. M. Bowman - 1

Ende der Verbindung 1d über den Drehzapfen 22a drehbar gelagert ist und deren anderes Ende an dem Adapter 5 mit Hilfe des Drehzapfens 33 drehbar befestigt ist.End of the connection 1d is rotatably mounted on the pivot pin 22a and the other end on is rotatably attached to the adapter 5 by means of the pivot 33.

Die Sekundärverbindungsvorrichtung 2 besteht aus einem weiteren identischen Paar von räumlich getrennten und parallelverlaufenden Verbindungsteilen. Diese bestehen aus:The secondary connection device 2 consists of another identical pair of spatially separated and parallel connecting parts. These consist of:

einer Verbindung 2a, deren eines Ende an dem Adapter über den Drehzapfen 32 drehbar gelagert ist und deren anderes Ende an den Verbindungen 1a und 1b über den Drehzapfen 22 befestigt ist und ferner ausa connection 2a, one end of which is rotatably supported on the adapter via the pivot 32 and the other end of which is attached to the connections 1a and 1b via the pivot 22 and further out

einer Verbindung 2b, deren eines Ende drehbar an dem Adapter 4 über den Drehzapfen 30 und deren anderes Ende an den Verbindungen 1c und 1d über den Drehzapfen 22a drehbar befestigt ist.a connection 2b, one end of which is rotatable on the adapter 4 via the pivot 30 and whose the other end is rotatably attached to links 1c and 1d via pivot 22a.

Der gerade beschriebene Kraftverstärker ist als umgekehrt wirkender mechanischer Kraftverstärker aufgebaut, wobei die Ausrichtung der verschiedenen in den Fig. 10 und 11 gezeigten Verbindungen so dargestellt ist, als wenn das Membranventil vollständig geschlossen wäre.The booster just described is constructed as a reverse-acting mechanical booster, with the Orientation of the various connections shown in Figures 10 and 11 is shown as if the diaphragm valve would be completely closed.

In den Fig. 11 und 12 ist der Kraftverstärker der gleiche wie in den Fig. 9 und 10_f lediglich das Membranventil wird vollständig geöffnet gezeigt.In FIGS. 11 and 12, the booster is the same as in FIGS. 9 and _10f, only the diaphragm valve is shown fully open.

Nachfolgend wird der Betriebsablauf des umgekehrt wirkenden mechanischen Kraftverstärkers nach den Fig. 9 und 12 beschrieben. In der geschlossenen Stellung erscheint er wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt. Die Feder 14 und 14a der Fig.The sequence of operation of the reverse-acting mechanical booster shown in FIGS. 9 and 12 will now be described. In the closed position it appears as shown in FIGS. The spring 14 and 14a of Fig.

809827/0788809827/0788

-17--17-

J. M. Bowman - 1J. M. Bowman - 1

wirken auf die Primärverbindungsvorrichtung 1 mit einer minimalen Federkraft. Die Verbindungen befinden sich jedoch in einer Stellung, in der die Kraftverstärkung einen Maximalwert aufweist. Somit wirkt eine starke Kraft auf die Membranspindel 6 des Ventils und schließt dasselbe. Um das Membranventil zu öffnen, wird die obere Kammer des Luftmotors 16 in Fi g. 7 unter Druck gesetzt. Sobald die Luftmotorspindel 3 sich abwärts bewegt, drückt die Sekundärverbindungsvorrichtung die Drehzapfen 22 und 22a nach außen, wodurch die Federn 14 und 14a in Fig. 7 zusammengedrückt werden. Die oberen Primärverbindungen 1a und 1d drehen sich um die stationären Verbindungszapfen 19 und 19a, dabei beginnt sich der Winkel zwischen den Verbindungen zu verkleinern und es resultiert eine geringere Kraftverstärkung. Werden jedoch die Federn 14 und 14a zusammengepreßt, so bleibt die auf die Membran wirkende Kraft weitgehend konstant. Während dieser Zeit bewegen sich die Verbindungen der Vorrichtung 2 aus der Lage, in der ein geringer Kraftverstärkungseffekt bewirkt wird, in eine Lage, in der eine höhere Kraftverstärkung erreicht wird. Da die Drehzapfen 22 und 22a nach außen wandern, kann der Adapter 5 sich nach oben bewegen und das Ventil dabei öffnen. In den Fig. 11 und 12 werden letztlich die Verbindungen des mechanischen Kraftverstärkers in der vollständig geöffneten Stellung gezeigt. Die stationären Punkte 19 und 19a haben sich nicht verändert. Die Luftmotorspindel hat sich nach unten, die Membranspindel 6 nach oben bewegt. Die Federn 14 und 14a stehen unter maximaler Kompression.act on the primary connection device 1 with a minimal spring force. However, the connections are in a position in which the force amplification has a maximum value having. Thus, a strong force acts on the diaphragm spindle 6 of the valve and closes the same. To the diaphragm valve to open, the upper chamber of the air motor 16 becomes in Fi g. 7 pressurized. As soon as the air motor spindle 3 moves downward, the secondary link pushes the pivot pins 22 and 22a outward, causing the springs 14 and 14a in FIG. 7 are compressed. The upper primary links 1a and 1d rotate about the stationary link pins 19 and 19a, the angle between the connections begins to decrease and it results a lower force gain. However, if the springs 14 and 14a pressed together, the remains on the membrane acting force largely constant. During this time the connections of the device 2 move from the position in which a low force amplification effect is brought about, in a position in which a higher force amplification is achieved. As the pivot pins 22 and 22a move outwards, the adapter 5 can move upwards and open the valve in the process. In FIGS. 11 and 12, the connections of the mechanical booster are finally shown in the fully open position Position shown. The stationary points 19 and 19a have not changed. The air motor spindle has moved below, the diaphragm spindle 6 moves upwards. The springs 14 and 14a are under maximum compression.

Um das Membranventil zu schließen, wird der Druck im Luftmotor gesenkt. Die Federkraft bewegt die Verbindungen des mechanischen Kraftverstärkers in die in Fig. 10 und 11 gezeigten Stellung zurück·To close the diaphragm valve, the pressure in the air motor is reduced. The spring force moves the connections of the mechanical booster into those shown in Figs Position back

809827/0788809827/0788

J. M. Bowman - 1J. M. Bowman - 1

2757CH72757CH7

Die Fig. 13, 14, 15 und 16 zeigen die Anordnung der Verbindungen in einem direkt wirkenden mechanischen Kraftverstärker. Die Fig. 13 und 14 veranschaulichen die Ausbildungsform des mechanischen Kraftverstärkers mit dem vollständig geöffneten Ventil, während Fig. 15 und 16 den mechanischen Kraftverstärker mit geschlossenem Ventil zeigen.13, 14, 15 and 16 show the arrangement of the connections in a direct acting mechanical booster. 13 and 14 illustrate the embodiment of the mechanical booster with the valve fully open, while Figs. 15 and 16 denote show mechanical booster with valve closed.

Der direkt wirkende mechanische Kraftverstärker ist um ein Gestell herum aufgebaut, wie es beim umgekehrt wirkenden Kraftverstärker nach den Fig. 7 und 8 der Fall ist. Alle Merkmale des Gestells des umgekehrt wirkenden mechanischen Kraftverstärkers aus den Fig. 7 bis 12 finden bei dem direkt wirkenden mechanischen Kraftverstärker nach den Fig. 13 bis 16 ebenfalls Anwendung.The direct acting mechanical booster is around one Frame built around, as is the case with the inversely acting booster according to FIGS. 7 and 8. All Features of the frame of the reverse-acting mechanical booster of FIGS. 7-12 are found in the direct-acting mechanical power amplifier according to FIGS. 13 to 16 is also used.

Die Federn 14 und 14a in Fig. 7 sind entsprechend der Größe des Membranventils dimensioniert. Sie sind zusammengedrückt und die Federrückhaltespindeln 7 führen durch das Zentrum der inneren und äußeren Federrückhalteplatten 12, 12a, 13 und 13a, wie bereits in Fig. 7 gezeigt, und sind an dem Spindelanschluß 9 befestigt, wie in Fig. 13 bis 15 erkennbar ist. Der Anschluß 9 ist notwendig, um die Membranventilspindel 6 zu überbrücken, die durch ihn hindurchgehen muß. Die Federrückhaltespindeln 7 halten die Federn 14 und 14a mittels einer Mutter zusammen, die an den Außenplatten 13 und 13a sitzt, ferner regeln sie die Federkraft und gleichen die Federkräfte der beiden Federn aus. Die inneren Platten sitzen direkt an den Drehzapfen 22 und 22a. Es sind diese Zapfen, mit denen die Federkraft direkt auf die Verbindungen übertragen wird.The springs 14 and 14a in Fig. 7 are dimensioned according to the size of the diaphragm valve. They are squeezed together and the spring retaining spindles 7 pass through the center of the inner and outer spring retaining plates 12, 12a, 13 and 13a, as already shown in FIG. 7, and are fastened to the spindle connection 9, as can be seen in FIGS. 13 to 15. The connection 9 is necessary in order to bridge the diaphragm valve spindle 6, which must pass through it. The spring retention spindles 7 hold the springs 14 and 14a together by means of a nut that sits on the outer plates 13 and 13a, they also regulate the spring force and balance the spring force of the two springs. The inner plates sit directly on pivot pins 22 and 22a. It is these pins that transfer the spring force directly to the connections.

Die Ventilspindel zum Adapter 5 wird zur übertragung der Kraft von den Primärverbindungen 1 zur Membranspindel 6 verwendet .The valve spindle to the adapter 5 is used to transmit the Force from the primary connections 1 to the diaphragm spindle 6 is used .

809827/078Θ809827 / 078Θ

J. M. Bowman - 1J. M. Bowman - 1

Kräfte vom Luftmotor zum Luftmotorverbindungsadapter 4 werden mittels eines Zwischenadapters 11 und eines Luftmotorverbindungsadapters zu den Zwischenadapterstangen übertragen. Diese Kräfte werden dann an die Sekundärverbindungsvorrichtung 2 weitergegeben.Forces from the air motor to the air motor connection adapter 4 become the intermediate adapter rods by means of an intermediate adapter 11 and an air motor connection adapter transfer. These forces are then passed on to the secondary connection device 2.

Die erste Verbindungsvorrichtung besteht aus einem Verbindungsadapter 5, einer Kraftübertragung zur Membranspindel 6 und einem ersten identischen Paar von getrennten parallelverlaufenden Verbindungsteilen. Diese Verbindungsteile sind wie folgt zusammengesetzt: The first connection device consists of a connection adapter 5, a power transmission to the diaphragm spindle 6 and a first identical pair of separate parallel connecting parts. These connecting parts are composed as follows:

aus einer Verbindung 1a, deren eines Ende drehbar an dem einen Ende des Verbindungsadapters 5 mit Hilfe des Drehzapfens 34 befestigt ist,from a connection 1a, one end of which is rotatable at one end of the connection adapter 5 by means of the Pivot 34 is attached,

einer Verbindung 1b, deren eines Ende drehbar an dem anderen Ende der Verbindung 1a mittels des Drehzapfens befestigt ist und deren anderes Ende drehbar an den stationären Punkten 19' neben der Spindel 6 angebracht ist,a link 1b, one end of which is rotatable at the other end of the link 1a by means of the pivot is attached and the other end rotatably attached to the stationary points 19 'next to the spindle 6 is,

einer Verbindung 1d, deren eines Ende drehbar an dem anderen Ende des Adapters 5 mit Hilfe des Drehzapfens angebracht ist und schließlicha connection 1d, one end of which is rotatable at the other end of the adapter 5 by means of the pivot is appropriate and finally

einer Verbindung 1 c _f deren eines Ende" drehbar an dem anderen Ende der Verbindung 1d mit Hilfe des Drehzapfens 22a und deren anderes Ende drehbar an dem Festpunkt 19a¹ neben der Spindel 6 befestigt ist.a connection 1 c _f one end of which is rotatably attached to the other end of the connection 1 d with the aid of the pivot 22 a and the other end of which is rotatably attached to the fixed point 19 a ¹ next to the spindle 6.

Die zweite Verbindungsvorrichtung 2 besteht aus einem zweiten identischen Paar von getrennten parallelverlaufenden Verbindungsteilen, von denen jeder eine Verbindung 2a besitzt, derenThe second connecting device 2 consists of a second identical pair of separate parallel connecting parts, each of which has a compound 2a, whose

809827/0788 -20-809827/0788 -20-

J. M. Bowman - 1J. M. Bowman - 1

eines Ende drehbar an dem Adapter 4 mit Hilfe des Drehzapfens 31 und deren anderes Ende drehbar an den Verbindungen 1c und 1d über den Drehzapfen 2a befestigt ist, und ferner eine Verbindung 2b besitzt, deren eines Ende an dem Adapter 4 mit Hilfe des Drehzapfen 33 und deren anderes Ende drehbar an den Verbindungen 1a und 1d über den Drehzapfen 22 befestigt ist.one end rotatable on the adapter 4 by means of the pivot 31 and the other end rotatable on the connections 1c and 1d is fixed over the pivot 2a, and further has a connection 2b, one end of which on the adapter 4 by means of the pivot 33 and its other end rotatable on the connections 1a and 1d via the Trunnion 22 is attached.

Der mechanische Kraftverstärker nach Fig. 13 bis 16 arbeitet wie folgt. In der offenen Stellung sieht der direkt wirkende mechanische Kraftverstärker der Anordnung nach Fig. ähnlich. Die Federn 14 und 14a wirken auf die Primär- oder Erstverbindungsvorrichtung 1 und halten das Membranventil offen. Die Erstverbindungsvorrichtung 1 befindet sich an dieser Stelle in einer Lage, in der die Kraftverstärkung am größten ist. Um das Membranventil zu schließen, wird die untere Kammer des Luftmotors 16 unter Druck gesetzt. Wenn die Luftmotorspindel 3 sich nach oben bewegt, drückt die Sekundär- oder Zweitverbindungsvorrichtung 2 die Drehzapfen 22 und 22a nach außen, wobei die Federn 14 und 14a, wie in den Fig. 13 bis 16 gezeigt, zusammengedrückt werden. Die unteren Verbindungen 1b und 1c der Primärverbindungsvorrichtung 1 drehen sich nach außen um die stationären Drehzapfen 19' und 19a¹, wodurch der Winkel der Verbindungen sich zu verkleinern beginnt. Wenn die Verbindungen der Vorrichtung 1 sich nach außen drehen, ziehen sie den Verbindungsadapter 5 nach unten, schließen das Membranventil, und bewegen sich von einer hohen Kraftverstärkung zu einer geringen Kraftverstärkung.Während dieser Zeit verschieben sich die Verbindungen der Vorrichtungen 2 von einer geringen Kraftverstärkung zu einer höheren Kraftverstärkung, da der Adapter 4 sich nach oben bewegt. Schließlich sieht in vollständig geschlossener Stellung die Verbindung der zwei Vorrichtungen so aus, wie in den Fig. 15The mechanical booster shown in FIGS. 13 to 16 operates as follows. In the open position, the direct-acting mechanical power amplifier looks similar to the arrangement according to FIG. The springs 14 and 14a act on the primary or first connection device 1 and keep the diaphragm valve open. The first connection device 1 is at this point in a position in which the force amplification is greatest. To close the diaphragm valve, the lower chamber of the air motor 16 is pressurized. As the air motor spindle 3 moves upward, the secondary or secondary link 2 pushes the pivot pins 22 and 22a outward, compressing the springs 14 and 14a as shown in Figures 13-16. The lower links 1b and 1c of the primary link device 1 rotate outwardly about the stationary pivot pins 19 'and 19a ¹ , whereby the angle of the links begins to decrease. When the connections of the device 1 rotate outwards, they pull the connection adapter 5 downwards, close the diaphragm valve, and move from a high force amplification to a low force amplification. During this time the connections of the devices 2 shift from a low force amplification to a higher force amplification, since the adapter 4 moves upwards. Finally, in the fully closed position, the connection of the two devices looks like in FIG. 15

809827/0788 -21-809827/0788 -21-

J. M. Bowman -J. M. Bowman -

und 16 gezeigt wird. Die Festpunkte 19* und 19a* haben sich nicht bewegt. Hingegen hat sich die Luftmotorspindel 3 nach oben verschoben, die Membranspindel hat sich nach unten bewegt und dabei das Membranventil geschlossen. Die Federn 14 und 14a der Fig.7 sind zusammengedrückt, um das Ventil erneut öffnen zu können.and 16 is shown. The fixed points 19 * and 19a * have does not move. In contrast, the air motor spindle 3 has moved upwards, the membrane spindle has moved moved down and the diaphragm valve closed. The springs 14 and 14a of Figure 7 are compressed, to be able to open the valve again.

Zur öffnung des Membranventils wird Druck aus dem Luftmotor 16 abgelassen. Die Kräfte der Federn 14 und 14a bewegen die Verbindungen der zwei Verbindungsvorrichtungen in die in den Fig. 13 und 14 gezeigte Stellung zurück.To open the diaphragm valve, pressure is released from the air motor 16. The forces of springs 14 and 14a move the connections of the two connecting devices back to the position shown in FIGS.

Wie die Fig. 7 bis 16 zeigen, werden zwei Federn 14 und 14a benutzt, jederauf eine Seite des mechanischen Kraftverstärkers. Es ist jedoch auch möglich, nur eine Feder zu verwenden. Der Federrückhaltestab 7 erstreckt sich z. B. durch die Federplatte 13, Feder 14 und die inneren Platten 12 und 12a. Es muß noch erwähnt werden, daß diese Teile für sich an Stelle der gerade beschriebenen einfachen Federanordnung verwendet werden können.As shown in Figures 7-16, two springs 14 and 14a are used, each on one side of the mechanical booster. However, it is also possible to have just one spring to use. The spring retaining rod 7 extends, for. B. by the spring plate 13, spring 14 and the inner Plates 12 and 12a. It should be noted that these parts can be used by themselves in place of the simple spring arrangement just described.

Zusätzlich zu dem direkt wirkenden mechanischen Kraft" verstärker, wie er von der Verbindungsanordnung in den Fig. 13 bis 16 gezeigt wird, können zwei andere Verbindungsanordnungen als direkt wirkende mechanische Kraftverstärker zur Steuerung des Membranventils verwendet werden.In addition to the direct acting mechanical force " As shown by the connector assembly in Figures 13-16, two other connector assemblies can be used as direct acting mechanical power amplifiers to control the diaphragm valve.

Die erste Ausbildung wird in den Fig. 17 bis 20 gezeigt. Wie man sieht, ist der Aufbau der Verbindungsvorrichtung des mechanischen Kraftverstärkers die gleiche wie in den Fig. 13 bis 16. Der Unterschied zwischen diesen zwei mechanischen Kraftverstärkern liegt darin, daß die zwei seitlich angebrachten Federn, 'die zum Zurückholen des Manbranventils in die offene Stellung dienen, durch eine FederThe first embodiment is shown in FIGS. 17-20. As you can see, this is the structure of the connecting device of the mechanical booster is the same as in Figs. 13 to 16. The difference between these two mechanical force amplifiers is that the two laterally attached springs, 'which are used to return the Manbran valve in the open position, by a spring

809827/0788809827/0788

-22--22-

J. M. Bowman - 1J. M. Bowman - 1

ersetzt sind, die zwischen der Abdeckung 37 und der Membran 38 des Luftmotors 16 liegt. Die Feder 36 ist zwischen der oberen Abdeckung 37 des Luftmotors und der Luftmotormembran angeordnet, so daß sie stets eine Kraft auf die Luftmotorspindel 3 ausübtj wodurch das Membranventil in die vollständig geöffnete Stellung gezogen wird. Tritt Luft durch die öffnung 39 in die untere Kammer des Luftmotors 16 ein, so wirkt dessen Kraft zusätzlich zur Kraft, die in der Verbindung der zwei Verbindungsvorrichtungen entsprechend dem Druck in dem Membranventil erzeugt wird, der Federkraft entgegen, und schließt das Ventil.are replaced, which lies between the cover 37 and the membrane 38 of the air motor 16. The spring 36 is between the Upper cover 37 of the air motor and the air motor diaphragm arranged so that they always have a force on the air motor spindle 3 exerts j whereby the diaphragm valve in the completely open position is pulled. If air enters the lower chamber of the air motor 16 through the opening 39, so its force acts in addition to the force in the connection of the two connecting devices according to the Pressure is generated in the diaphragm valve, counter to the spring force, and closes the valve.

Eine weitere Alternative wird in den Fig. 21 bis 24 gezeigt. Dieser direkt wirkende mechanische Kraftverstärker ähnelt dem in den Fig. 17 bis 20 gezeigten dahingehend, daß die Feder 36 wie in Fig. 17 zwischen der oberen Abdeckung 37 des Luftmotors und der Luftmotormembran 38 sitzt. Wie die Fig. 21 bis 24 veranschaulichen, wird der umgekehrt wirkende Aufbau der zwei Verbindungsvorrichtungen 1 und 2 nach den Fig. 9 bis 12 als Verbindung für die zwei Vorrichtungen 1 und 2 des direkt wirkenden mechanischen Kraftverstärkers verwendet. Die Feder 36 im Luftmotor übt eine Kraft auf die Luftmotorspindel 3 aus, welche das Membranventil in die geschlossene Stellung zwingt. Wird Luft durch den Einlaß 39 in die Bodenkammer des Luftmotors 16 eingelassen, so wirkt dessen Kraft der Federkraft entgegen und zwar zusätzlich zu der Kraft in der Verbindung der Vorrichtungen 1 und 2, die auf den Druck in dem Membranventil beruht, und schließt dasselbe.Another alternative is shown in Figs. This direct acting mechanical booster is similar that shown in FIGS. 17 to 20 in that the spring 36, as in FIG of the air motor and the air motor diaphragm 38 is seated. As FIGS. 21 to 24 illustrate, the reverse acting Structure of the two connecting devices 1 and 2 according to FIGS. 9 to 12 as a connection for the two devices 1 and 2 of the direct-acting mechanical booster are used. The spring 36 in the air motor applies a force to the Air motor spindle 3, which forces the diaphragm valve into the closed position. Will air pass through inlet 39 let into the bottom chamber of the air motor 16, its force counteracts the spring force, in addition to the force in the connection of devices 1 and 2, which is based on the pressure in the diaphragm valve, and closes the same thing.

Der Vorteil der Verwendung dieser zwei unterschiedlichen Formen eines mechanischen Kraftverstärkers ist in der Hauptsache der, daß die Zahl der erforderlichen Einzelteile verringert wird und dadurch der mechanische Kraftverstärker The advantage of using these two different forms of mechanical booster is in the main that the number of items required is reduced and thereby the mechanical power amplifier

809827/0788809827/0788

-23--23-

J. M. Bowman - 1J. M. Bowman - 1

leichter zusammenzubauen und weniger teuer ist.easier to assemble and less expensive.

Die obigen Alternativformen sind günstig bei einem direkt wirkenden mechanischen Kraftverstärker, da die zur öffnung des Membranventils gegen das Vakuum erforderliche Kraft relativ klein ist.The above alternative forms are favorable in the case of a direct-acting mechanical force booster, since they are used for opening of the diaphragm valve against the vacuum force required is relatively small.

In den Beschreibungen der Fig. 7 bis 24 war stets als Antrieb für den mechanischen Kraftverstärker ein Luftmotor genannt. Es muß an dieser Stelle gesagt werden, daß der mechanische Kraftverstärker mit jedem beliebigen anderen Antrieb verwendet werden kann, sofern dieser eine lineare Eewegung oder eine Bewegung liefert, die in eine lineare Bewegung umgewandelt werden kann. Beispiele für derartige Alternativantriebe sind:In the descriptions of FIGS. 7 to 24, an air motor was always used as the drive for the mechanical booster called. It must be said at this point that the mechanical power amplifier works with any other Drive can be used as long as it supplies a linear movement or a movement that converts into a linear Movement can be converted. Examples of such alternative drives are:

1. Handrad, .1. handwheel,.

2. elektrischer Antrieb,2. electric drive,

3. Stempelantrieb und3. punch drive and

4. ganz allgemein jeder Antrieb, von denen man sich vorstellen kann, daß er zusammen mit einen mechanischen Kraftverstärker anwendbar ist.4. In general, any drive that can be imagined to work with you mechanical booster is applicable.

Der jeweilige verwendete Antrieb wird oben auf dem Kraftverstärker montiert, so wie es bei dem Luftmotor in den Fig. 7 und 8 der Fall ist.The particular drive used is on top of the booster mounted, as is the case with the air motor in Figs.

Die 45° und 80° betragende Winkel der Primärverbindungsvorrichtung die eine Kraftverstärkungswirkung von 1 und 5,67 ergeben wurden bei der vorliegenden Beschreibung zugrunde gelegt. Es muß herausgestellt werden, daß diese WinkelwerteThe 45 ° and 80 ° angles of the primary connector which result in a force amplification effect of 1 and 5.67 were used as the basis for the present description. It must be pointed out that these angle values

809827/0788 -24-809827/0788 -24-

J. M. Bowman - 1J. M. Bowman - 1

nur Beispiele sind und jeder andere Winkel ebenfalls zusammen mit der Primärverbindungsvorrichtung und der Sekundarverbindungsvorrichtung anwendbar ist.are only examples and any other angle also together with the primary connecting device and the Secondary link device is applicable.

1O Patentansprüche 12 Blatt Zeichnungen1O claims 12 sheets of drawings

809827/0788809827/0788

LeerseiteBlank page

Claims

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT WITH LIMITED LIABILITY

FREIBURG I. BR.FREIBURG I. BR.

J. M. Bowman - 1J. M. Bowman - 1

Patent claims

Mechanical booster, characterized by a first connecting device that is in a power transmitting relationship with a drive and that in gear the device to be set, a second connecting device, which is rotatably attached to the first, at least one spring in a force-transmitting relationship to at least one of the two connecting devices, the connecting devices between ι the drive and the device to be started are mounted and together with the spring an almost linear · * - Pass on increasing, increased output force to the device to be started when the drive is actuated will.

2. Power booster according to claim 1, characterized in that that the drive and the device are coaxial with a common vertical axis and the spring is coaxial a horizontal axis is mounted at right angles to said common axis and the spring force im at right angles to the common vertical axis.

3. booster according to claim 2, characterized.

Dr. Rl/BeDr. Rl / Be

8. Dezember 1977December 8, 1977

809827/0788809827/0788

OR)GtNAL INSPECT«)OR) GtNAL INSPECT «)

- 2 J. M- Bowman -1 27 57 0 A

that two springs are arranged diametrically on opposite sides of the two connecting devices and are coaxial with said horizontal axis so that the force emanating from the two springs is directed against one another is in a force-transmitting relationship with at least one of the two connecting devices.

4. Booster according to claim 1 _f, characterized in that the drive and the device is mounted coaxially to a common vertical axis at right angles to said common axis and the spring force is transmitted parallel to the common axis.

5. Power amplifier according to claim 1, characterized in that that the first connecting device consists of a pair of identical spatially separated parallel connecting parts exists, which have a first connection with one end that is rotatable at a first fixed point next to the drive is attached that there is a second connection having one rotatably attached end to the other end of the has the first connection and the other end is rotatably attached to the device to be put into operation, that a third connection has a rotatable end attached to a second fixed point, that a fourth connection has one end rotatably attached to the other end of the third link at a second point is and the other end is rotatably fixed to the device to be put into operation, and that the second Connecting device a second identical pair of spatially separated parallel connecting parts having a fifth connection, one end of which is rotatable on the drive and the other end of which is rotatable at the first connection point to the first and

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J. H. Bowman - 1J. H. Bowman - 1

zweiten Verbindungen angebracht ist, und daß eine sechste Verbindung ein Ende aufweist, das drehbar an dem Antrieb befestigt ist und deren anderes Ende drehbar an den dritten und vierten Verbindungen an dem zweiten Punkt fixiert ist.second links is attached, and that a sixth link has one end which is rotatable on the drive and the other end rotatably attached to the third and fourth links at the second point is fixed.

6. Kraftverstärker nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß ein Federpaar seine Kraft horizontal zu einem der beiden Punkte überträgt.6. Power amplifier according to claim 5 _f, characterized in that a pair of springs transmits its force horizontally to one of the two points.

7. Kraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder ihre Kraft auf die fünfte und sechste Verbindung überträgt.7. Booster according to claim 5, characterized in that a spring applies its force to the fifth and sixth Connection transmits.

8. Kraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft gegen das in Gang zu setzende Gerät gerichtet ist.8. booster according to claim 5, characterized in that that the driving force is directed against the device to be started.

9. Kraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft von dem in Gang zu setzende Gerät weggerichtet ist.9. Booster according to claim 5, characterized in that the driving force from the device to be set in motion is directed away.

1O. Kraftverstärker nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn— zeichnet, daß der Antrieb aus einem Motor und das in Gang zu setzende Gerät aus einem Membranventil besteht.1O. Power booster according to claim 1 to 9, characterized shows that the drive consists of a motor and the device to be started consists of a diaphragm valve.

809827/0788809827/0788