DE2847380A1

DE2847380A1 - Position regulator for pneumatic valve - has spiral spring for feedback of valve position acting on measuring membrane

Info

Publication number: DE2847380A1
Application number: DE19782847380
Authority: DE
Inventors: Lothar Kemmler
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2847380C2

Abstract

The pressure operated position regulator (40) uses a signal spring (41) for monitoring the position of the valve, secured at the inner end to a shaft (42) extending from the end of a lever arm (38) coupled to the valve rod (31). The outer end (41") of the spring (41) acts directly on the movable part of the pressure measuring device for the position regulator, e.g. a measuring membrane (43) or spring bellows, so that the latter moves against the force of the spiral spring (41). Pref. the spring (41) is directly secured to a pressure measuring pin (45) fixed to the measuring membrane (43) at one end and acting on a lift plate (51) at the other end. This plate (51) cooperates with a release valve (52) which indirectly causes the valve to open.

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen The invention relates to a pressure medium operated

Regler mit R;ickführung, insbesondere einen Stellungsregler für pneumatisch von einem Stellmotor angetriebene Stellglieder wie Regelventile od.dgl., bei dem die Stellung des Stellgliefles durch eine zwischen dem Stellglied oder Stellmotor und dem Meßwerk des Stellungsreglers eingeschaltete Feder abgebildet wird. Solche Stellungsregler dienen hauptsächlich dazu, die an einem Stellglied auftretenden Stdreinflusse wie Reibung, wechselnde Kräfte auf den Ventilkegel und dgl. möglichst unwirksam zu machen. Bei einem Regelventil soll mit Hilfe einer Meßvorrichtung des Stellungsreglers eine durch einen FiWhrungsdruck erzeugte Kraft (bzw. ein entsprechender Weg) mit einer Kraft (bzw. einem Weg) verglichen werden, welche (bzw. welcher) der Stellung der Ventilstange möglichst gut zugeordnet ist. Die sich mit der Ventilstellung ändernde Kraft wird üblicherweise durch eine Feder erzeugt, die von der Ventilstange oder dem sonstigen Stellglied mehr oder weniger gespannt wird. Die den Führungsdruck abbildende Kraft entsteht dadurch, daß dieser Druck auf eine Membran, ein Federrohr, eine Bourdonen feder, ein Kolben od.dgl. wirkt. Besteht ein Ungleichgewicht zwischen den beiden abbildendn Kräften, so sorgt ein z0B. aus Düse und Prallplatte mit nachgeschaltetem Leistungsverstärker bestehendes pneumatisches Schaltsystem dafür, daß der Druck im Stellmotor des pneumatischen Stellgliedes so lange verändert wird, bis die Ventilstange diejenige Stellung eingenommen hat, welche dem Führungsdruck aufgabengemäß zuzuordnen ist.Regulator with feedback, in particular a positioner for pneumatic actuators driven by a servomotor such as control valves or the like., In which the position of the actuator by a between the actuator or servomotor and the positioner's measuring mechanism is mapped with the spring switched on. Such Positioners are mainly used to counteract the effects that occur on an actuator Standard influences such as friction, changing forces on the valve cone and the like, if possible to render ineffective. In the case of a control valve, with the aid of a measuring device, the Positioner a force generated by a control pressure (or a corresponding Path) can be compared with a force (or a path) which (or which) the Position of the valve rod is assigned as well as possible. Which deals with the valve position Changing force is usually generated by a spring attached to the valve stem or the other actuator is more or less tensioned. The leadership pressure imaging force arises from the fact that this pressure is exerted on a membrane, a spring tube, a Bourdone spring, a piston or the like. works. There is an imbalance between the two depicting forces, so take care a z0B. from nozzle and baffle plate existing pneumatic switching system with downstream power amplifier that the pressure in the servomotor of the pneumatic actuator changed for so long until the valve rod has assumed the position that corresponds to the guide pressure is to be assigned according to the task.

Im allgemeinen diente bisher zur Abbildung der Ventilstellung eine normale Schraubenfeder. Auch wurde anstattdessen auch schon ein Torsionsstab verwendet. In general, a was previously used to map the valve position normal coil spring. A torsion bar was also used instead.

Beide AusfUhrungen haben Nachteile, welche in der folgenden Beschreibung näher erläutert werden. Vor allem leiden die bekannten Ausführungen an ihrem unvermeidlichen Platzbedarf bzw. an ihrer sperrigen Bauweise, welche der praktischen Brauchbarkeit des Reglers abträglich sind.Both versions have disadvantages, which are described in the following description are explained in more detail. Above all, the known versions suffer from their inevitable Space requirements or their bulky design, which of practical usability of the controller are detrimental.

Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, den Platzbedarf eines solchen Reglers zu verringern, seine Bauart zu vereinfachen sowie seine Wirkungsweise und Einstellmoglichkeit zu verbessern.The main object of the invention is to reduce the space requirement to reduce such a controller, to simplify its design and its mode of operation and adjustment options to improve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwischen dem Stellglied oder Stellmotor und dem Meßwerk des Stellungsreglers eingeschaltete Feder aus mindestens einer Spiralfeder besteht, deren eines Ende von einem beweglichen Stellorgan des Stellgliedes bzw. Stellmotors verdrehbar ist, während ihr anderes Ende auf das Meßwerk des Stellungsreglers wirkt. This object is achieved in that the between the actuator or servomotor and the measuring mechanism of the positioner switched on Spring consists of at least one spiral spring, one end of which is from one movable actuator of the actuator or servomotor is rotatable while its other end acts on the positioner's measuring mechanism.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, statt einer, in der Regel aus Bandmaterial hergestellten Spiralfeder, mindestens zwei nebeneinanderliegende Federn vorzusehen, welche in ihrer Wirkung einzeln oder summiert auf das Eingangsdruckmeßwerk wirken kannen. Man kann auf diese Weise die Zuordnung der Stellgliedbewegung zum Führungsdruck in großen Bereichen ändern. An advantageous embodiment of the inventive concept provides instead of a spiral spring, usually made of strip material, at least to provide two springs lying next to each other, which in their effect individually or summed up can have an effect on the inlet pressure measuring mechanism. You can do the Change the assignment of the actuator movement to the reference pressure in large areas.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nicht mlr raumsparend, einfach ausführbar und gut einstellbar, sondern sie hat noch den wesentlichen weiteren Vorteil, daß mit ihrer Hilfe auch Winkelstellbewegungen des Stellgliedes, wie sie z.B. bei Klappen oder bei durch Zahnradritzel und Schraubspindel angetriebenen Regelschiebern auftreten, verarbeitet werden können. A device according to the invention is not very space-saving, simple executable and easily adjustable, but it also has the essential further advantage, that with their help also angular adjustment movements of the actuator, as they are e.g. Flaps or control slides driven by a pinion gear and screw spindle occur, can be processed.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert und in den Unteranspruchen gexennzeichnet. Further advantageous features and embodiments of the invention are in the description below explained in more detail and in the subclaims gex marked.

In der Zcichnung ist die Erfindung in zwei AusfiErungsformen beispielswe'tse veranschaulicht. In the drawing, the invention is exemplified in two embodiments illustrated.

Fig. 1 zeigt schematisch in einem senkrechten Schnitt einen druckmittelbetriebenen Regler bekannter Bauart, Fig. 2 zeigt schematisch in einem senkrechten Schnitt ein pneumatisch betriebenes Stellventil mit einem Stellungsregler, Fig. 3 zeigt das Steilventil in einem waagerechten Schnitt nach der Linie A - B der Fig. 2 mit dem Stellungsregler in teilweise geschnittener Draufsicht, Fig. 4 zeigt schematisch in einem senkrechten Schnitt das pneumatisch betriebene Stellventil gemäß Fig. 2 mit einer vorteilhaften Variante des Stellungsreglers, und Fig. 5 zeigt das Stellventil wieder analog Fig. y in einem waagerechten Schnitt nach der Linie C - D der Fig. 4 mit dem Stellungsregler in teilweise geschnittener Draufsicht. Fig. 1 shows schematically in a vertical section a pressure medium-operated Known type of regulator, Fig. 2 shows schematically in a vertical section a pneumatically operated control valve with a positioner, Fig. 3 shows this Steep valve in a horizontal section along the line A - B of FIG. 2 with the Positioner in a partially sectioned plan view, Fig. 4 shows schematically the pneumatically operated control valve according to FIG. 2 in a vertical section with an advantageous variant of the positioner, and Fig. 5 shows the control valve again analogous to FIG. Y in a horizontal section the line C - D of FIG. 4 with the positioner in a partially sectioned plan view.

Anhan(l des in Fig. 1 veranschaulichten, pneumatisc1 betriebenen Reglers, welcher in bekannter Weise mit einer normalen Schraubenfeder zur Rickführung der Bewegung eines Membranventils auf das Meßwerk arbeitet, sei zunächst prinzipiell die Bauart und Wirkungsweise eines Stellungsreglers der früher üblichen Art erläutert. Anhan (l of the pneumatisc1 illustrated in Fig. 1 operated Regulator, which in a known manner with a normal coil spring for rick guidance the movement of a diaphragm valve on the measuring mechanism works, is first of all in principle the design and mode of operation of a positioner of the previously common type explained.

Das Meßwerk besteht aus einem Federbalg 1, in dessen Innenraum 2 die Regelgröße als Luftdruck durch eine Meßleitung 3 uefhrt wird. Der bewegliche Boden 4 des Federbalges 1 ist mit einem Hebelarm 5 verbunden, der im Punkt 6 mbglichst reibungsarm gelagert ist. Das Meßglied 1, 4 steuert über den Hebelarm 5 einen pneumatischen Kraft schalter, dessen Auslaßdüse 7 über dem Hebelarm 5 mtindet und durch diesen nach den dem Meßwerk zugeführten Druckwerten gesteuert wird. Als Hilfskraft dient Druckluft, die dem Kraftschalter in konstanter Hohe durch eine Leitung 8 über eine Vordrossel 9 zugeführt wird. Vom Kraftschalter führt eine Steuerleitung 10 zu einem pneumatischen Stellmotor, der in an sich beliebiger Weise mit einem Kolben, einem Federbalg, einer Membran od.dgl. arbeiten und ein beliebiges, zu regelndes Organ betätigen kann. Hier besteht der Stellmotor aus einer Membran 11, die in einem Gehäuse 12 angeordnet ist. Der Arbeitsraum 13 aber d,-er Membran 11 ist mit der Druckleitung 10 verbunden. Der Stellmotor dient beispielsweise zur Betätigung eines Durchflußventils 14. Zu diesem Zweck ist der Membranteller 15 mit einer Ventilstange 16 verbunden, die den Ventilkegel 17 trägt, welcher mit einem Ventilsitz 18 zusammenarbeitet. The measuring mechanism consists of a bellows 1, in the interior of which 2 the controlled variable is fed as air pressure through a measuring line 3. The movable one The bottom 4 of the bellows 1 is connected to a lever arm 5 which is as possible at point 6 Is mounted with low friction. The measuring element 1, 4 controls a pneumatic via the lever arm 5 Power switch, the outlet nozzle 7 of which mindet over the lever arm 5 and through this is controlled according to the pressure values supplied to the measuring mechanism. Serves as an assistant Compressed air, the power switch at a constant level by a Line 8 is fed through a choke 9. A control line leads from the power switch 10 to a pneumatic servomotor, which in itself any way with a Piston, a bellows, a membrane or the like. work and anything to be regulated Organ can operate. Here the servomotor consists of a membrane 11, which in one Housing 12 is arranged. The working space 13 but d, -er membrane 11 is with the Pressure line 10 connected. The servomotor is used, for example, to operate a Flow valve 14. For this purpose, the diaphragm plate 15 is provided with a valve rod 16 connected, which carries the valve cone 17, which cooperates with a valve seat 18.

Das Ventil wird durch eine Ventilfeder 19 gebffnet, welche gegen den Membranteller 15 wirkt. Steigt in dem Raum 13 der Luftdruck, so wird die Ventilstange 1o entgegen der Wirkung der Feder 19 nach unten bewegt, so daß der Ventilkegel 17 in seine Schließstellung gebracht oder letzterer genähert wird. Fällt dagegen der Luftdruck in dem Raum 13, so bewegt sich die Ventilstange lõ mit dem Ventilkegel 17 unter der Wirkung der Feder 19 nach oben, so daß d as Ventil gebffnet wird. Die Ventilstange 16 ist durch ein Zwischenglied 20 mit einem im Drehpunkt 21 drehbar gelagerten Hebelarm 22 gekuppelt. Die Enden der Hr'belarme 5 und 22 sind durch eine Schraubenfeder 23 miteinander verbunden.The valve is opened by a valve spring 19, which against the Diaphragm plate 15 acts. If the air pressure rises in the space 13, the valve rod becomes 1o moved downwards against the action of the spring 19, so that the valve cone 17 brought into its closed position or the latter is approached. If, on the other hand, the Air pressure in the space 13, the valve rod moves with the valve cone 17 upwards under the action of the spring 19, so that the valve is opened. the Valve rod 16 is connected by an intermediate member 20 with a pivot point 21 rotatable mounted lever arm 22 coupled. The ends of the Hr'belarme 5 and 22 are through a Helical spring 23 connected to one another.

Wenn der Druck in dem Innenraum 2 des Meßwerk 1 steigt, so nähert sich der Hebel 5 der Auslaßdüse 7, wodurch der Luftdruck im Raum 13 des Stellmotors ansteigt. When the pressure in the interior 2 of the measuring mechanism 1 rises, it approaches the lever 5 of the outlet nozzle 7, whereby the air pressure in space 13 of the servomotor increases.

Die Membran 11 bewegt sich mit der Ventilstange 16 nach unten, wobei die Kupplungsfeder 23 gespannt wird, so daß sie der Kraft des Federbalges 1, 4 immer stärker entgegenwirkt. Wenn die von der Kupplungsfeder 23 ausgeübte Kraft nahezu gleich der übersetzten Kraft des Federbälges 1, 4 ist, beginnt der Hebel 5 sich von der Auslaßdüse 7 abzuheben. Dadurch sinkt der Druck in der Leitung 10 des Kraftschalters und damit in dem Raum 13 des Stellmotors auf einen solchen Wert, welcher notwendig ist, um die Kraft der Kuppltmgszfeder 23 gerade gegen die Kraft des Federbalges 1, ' auszuwiegen.The membrane 11 moves with the valve rod 16 downwards, wherein the clutch spring 23 is tensioned so that it is the force of the bellows 1, 4 always counteracts stronger. When the force exerted by the clutch spring 23 is close to is equal to the translated force of the spring bellows 1, 4, the lever 5 begins lift off the outlet nozzle 7. This reduces the pressure in line 10 of the power switch and thus in the space 13 of the servomotor to such a value that is necessary is to the force of the Kuppltmgszfeder 23 straight against the force of the bellows 1, 'to weigh out.

Wenn beispielsweise der Druck in dem Federbalg 1, 4 konstant bleibt, aber eine Störkraft, zOB in Form eines steigenden Druckes, auf dem Ventilkegell7 des Ventils 14 auftritt, so möchte sich der Ventilkegel 17 mit der Ventilstange 16 ss nach oben bewegen. Durch diese Aufwärtebewegung wird aber die Kupplungsfeder 23 etas entspannt, so daß die Auslaßdüse 7 des Kraftschalters wieder geschlossen wird. Dadurch erhöht sich der Druck in dem Arbeitsraum 13 des Stellmotors so lange, bis die Kraft der Kupplungsfeder 23 wieder der Kraft des Federbalges 1, 4 entspricht. Das Membranventil hat dimer, obgleich der Gegendruck auf den Ventilkegel 17 gewechselt hat, praktisch keine Bewegung gemacht, so daß die Storkraft ohne Einfluß geblieben ist. Tatsächlich wird sich also die Stellung des Membranventils nur dann verändern, wenn sich der Befehlsdruck im Innenraum 2 des Federbalges 1, 4 verändert. Durch eine Veränderung der Länge der Hebelarme 5 oder 22 bzw. der Hebellagerpunkte O oder 21 kann eingestellt werden, daß eine bestimmte nderun des Meßdruckes in dem Raum 2 des Federbalges 1, 4 eine kleinere oder größere Ventilbewegung verursacht oder daß ein z.B. steigender Druck eine Schließung oder Öffnung des Ventils herbeiführt. If, for example, the pressure in the bellows 1, 4 remains constant, but a disturbing force, zOB in the form of increasing pressure, on the valve cone7 of the valve 14 occurs, the valve cone 17 would like to join the Move valve rod 16 ss upwards. But through this upward movement the Clutch spring 23 relaxed, so that the outlet nozzle 7 of the power switch again is closed. This increases the pressure in the working space 13 of the servomotor until the force of the clutch spring 23 returns to the force of the bellows 1, 4 corresponds. The diaphragm valve has dimer, albeit the back pressure on the valve cone 17 has changed, made practically no movement, so that the force of force has no influence stayed. In fact, the position of the diaphragm valve will only change then change when the command pressure in the interior 2 of the bellows 1, 4 changes. By changing the length of the lever arms 5 or 22 or the lever bearing points O or 21 can be set so that a certain change in the measuring pressure in the Space 2 of the bellows 1, 4 causes a smaller or larger valve movement or that, for example, increasing pressure causes the valve to close or open.

Um die durch die Anordnung einer Schraubenfeder als Kupplungsorgan zwischen Ventil und Stellungsregler bedingte Bauhdhe des Gerätes zu vermindern, hat man bereits vorgeschlagen, anstelle der Schraubenfeder einen Torsionsstab zu verwenden, der an seinen beiden Enden mit je einem Hebelarm versehen ist, von denen der eine an dem mit dem stellmotor des Ventils zusammenarbeitenden Druckmeßwerk angreift, wiren? der andere Hebelarm mit dem Stellmotor verbunden ist. Diese zur Kraftentfaltung des Torsionsstabes erforderlichen Hebelarme und die unvermeidliche Längenabmessung des Torsionsstabes verursachen wiederum einen entsprechend großen seitlichen Platzbedarf und eine sperrige Form des Stellungsreglers. Die Frage des Platzbedarfes spielt aber für die praktische Brauchbarkeit eines solchen Gerätes oft eine ausschlaggebende Rolle, vor allem wenn der Regler nachträglich an schon vorhandene Einrichtungen bzw. Ventile auf kleinstem Raum angebaut werden muß. To that by the arrangement of a helical spring as a coupling member between valve and positioner conditional construction height of the device to reduce, it has already been proposed to replace the coil spring with one Use a torsion bar, which is provided with a lever arm at both ends one of which is the one working together with the servomotor of the valve Pressure measuring mechanism attacks, wiren? the other lever arm is connected to the servomotor. These lever arms required for the development of force of the torsion bar and the inevitable The length dimension of the torsion bar in turn causes a correspondingly large one side space requirements and a bulky shape of the positioner. The question of However, the space requirement plays a role in the practical usability of such a device often a decisive role, especially if the controller is already on at a later date Existing facilities or valves must be installed in the smallest of spaces.

Die in Fig. 2 und 3 bzw. 4 und 5 beispielsweise dargestellten Stellungsregler zeigen, wie diese Nachteile der bekannten Geräte durch die vorliegende Erfindung auf sehr einfache Weise beseitigt werden kennen. The positioner shown in FIGS. 2 and 3 or 4 and 5, for example show how these disadvantages of the known devices by the present invention know to be eliminated in a very simple way.

Rhnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten bekannten Regler besteht das Stellglied bei beiden Ausführungen gemäß Fig. 2 bis 5 aus einem Ventilkörper 24, der über einen Rahmen 25 fest mit dem Membrangehäuse 26 eines pneumatischen Stellmotors verbunden ist. In dem mit einer Eingangsöffnung 27 versehenen Druckraum 28 des Membrangehäuses 26 ist eine Arbeitsmembran 29 angeordnet, deren Membranteller 30 fest mit einer Ventilstange 31 verbunden ist. Similar to that described above and shown in FIG known controller, the actuator is in both versions according to Fig. 2 to 5 from a valve body 24, which is fixed to the diaphragm housing via a frame 25 26 of a pneumatic servomotor is connected. In the one with an entrance opening 27 provided pressure chamber 28 of the diaphragm housing 26, a working diaphragm 29 is arranged, the diaphragm plate 30 of which is firmly connected to a valve rod 31.

Die Ventilstange 31 trägt einen Ventilkegel 32, welcher mit einem Ventilsitz 33 zusammenarbeitet. Auf den Membranteller 30 wirken von unten die Ventilfedern 34, welche bestrebt sind, das Ventil entgegen dem im Druckraum 28 herrschenden Luftdruck zu öffnen.The valve rod 31 carries a valve cone 32, which with a Valve seat 33 cooperates. The valve springs act on the diaphragm plate 30 from below 34, which strive to open the valve against the air pressure prevailing in the pressure chamber 28 to open.

An der Ventilstange 31 ist mit Hilfe einer gegebenenfalls axial verstellbaren Schelle 34 ein Winkelstück 35 befestigt, auf welchem ein Stellstift 36 verschiebbar und kraftschlüssig aufliegt. Das äußere Ende des Stellstiftes 36 ist in dem Langloch 37 eines Hebels 38 radial verstellbar und mittels eines Schraubenbolzens 36' in jeder Verschiebungslage des Stellstiftes 36 auf der Auflagefläche des Winkelstückes 35 feststellbar gelagert. On the valve rod 31 is optionally axially adjustable with the aid of a Clamp 34 an angle piece 35 attached, on which an adjusting pin 36 is displaceable and rests firmly. The outer end of the adjusting pin 36 is in the elongated hole 37 of a lever 38 radially adjustable and by means of a screw bolt 36 'in each displacement position of the adjusting pin 36 on the support surface of the elbow 35 mounted lockable.

Mit dem Rahmen 25 des Ventils ist durch in der Z ichnung nur angedeutete Halteteile 39 das Gehäuse 40 eines Stellungsreglers fest verbunden. Dieser Stellungsregler ist in der Zeichnung der Anschaulichkeit halber im Verhältnis zu dem Ventil ziemlich groß dargestellt. With the frame 25 of the valve is only indicated in the drawing Holding parts 39 firmly connected to the housing 40 of a positioner. This positioner is quite in the drawing in relation to the valve for the sake of clarity shown large.

Er enthält erfindungsgemäß als Positionsmeßfeder eine spiralförmig gewundene Blattfeder oder Spiralfeder 41, deren inneres Ende 41' mit einer im Gehäuse 40 drehbar gelagerten Spannwelle 42 mittels eines auf der Spannwelle 42 sitzenden Auges 42t verbunden ist. Die Spannwelle 42 ist ihrerseits mit dem Ende 38' des Hebels 38 verbunden, welcher auf diese Weise bei seinen Ausschlagbewegungen die Spiralfeder 41 spannen kann.According to the invention, it contains a spiral-shaped position measuring spring Coiled leaf spring or coil spring 41, the inner end 41 'with an in the housing 40 rotatably mounted tensioning shaft 42 by means of one seated on the tensioning shaft 42 Eye 42t is connected. The tensioning shaft 42 is in turn connected to the end 38 'of the lever 38 connected, which in this way the spiral spring during its deflection movements 41 can clamp.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist nun das äußere Ende 41 der Spiralfeder 41 praktisch unmittelbar und vor allem ohne Zwischenschaltung eines weiteren Hebels mit dem beweglichen Teil eines DruckmeBwerkes verbunden, welches beim Ausführungsbeispiel aus einer Meßmembran 43 besteht, aber auch ein Federbalg ähnlich Fig. 1 od.dgl. sein konnte. Der Membranteller J4 trägt einen Meßstift 45, an dem das Ende 41" der Spiralfeder 41 befestigt ist. In den Meßdruckraum 4G unterhalb der Meßmembran 43 mtindet eine Meßdruckleitung 47, in die der wechselnde Meßdrucc eingefJnrt wird, wie durch den Eingangspfeil 48 angedeutet ist. According to a particularly advantageous embodiment of the invention now the outer end 41 of the spiral spring 41 practically immediately and above all without Interposition of another lever with the moving part of a pressure mechanism connected, which consists of a measuring membrane 43 in the embodiment, but also a bellows similar to Fig. 1 or the like. could be. The membrane plate J4 carries a measuring pin 45 to which the end 41 ″ of the spiral spring 41 is attached. A measuring pressure line is located in the measuring pressure space 4G below the measuring membrane 43 m 47, in which the changing measuring pressure is entered, as by the input arrow 48 is indicated.

Der Kopf 49 des Meßstiftes 45 wirkt von unten auf eine bei 50 gelagerte Prallplatte 51, welche die Ausla4-düse 52 eines Kraftschalters mehr oder weniger abschließt bzw. öffnet. Der Auslaßdüse 52 wird durch eine Leitung 53 über eine veränderliche Vordrossel xp ein aus dem Zuluft anschluß 51; kommend er, im wesentlichen i-onst;anter Luftdruck zugeführt. Aus einem der Auslaßdüse 52 nachgeschalteten Leistungsverstärker 55 fahrt über eine weitere Drossel Q eine Druckleitung 56 in den Druckraum 28 des Membrangehäuses 26 des Stellmotors des Ventils. The head 49 of the measuring pin 45 acts from below on one mounted at 50 Baffle plate 51, which the outlet nozzle 52 of a power switch more or less closes or opens. The outlet nozzle 52 is through a line 53 via a variable Choke xp on from the supply air connection 51; coming he, essentially i-onst; anter Air pressure supplied. From a power amplifier connected downstream of the outlet nozzle 52 55 drives a pressure line 56 into the pressure chamber 28 of the via a further throttle Q Diaphragm housing 26 of the servomotor of the valve.

Wenn beispielsweise der Eingangs- oder Befehlsdruck nach einer Störung des Gleichgewichtszustandes in dem Meßdruckraum 46 ansteigt, so bewegt sich die Meßmembran 43 entgegen der Wirkung der Spiralfeder 41 nach oben und hebt Iber den Meßstift'Kopi 49 die Prallplatte 51 von der Auslaßdjtse 52 ab. Dadurch fällt der Druck in der Zuluftleitung 53 und infolgedessen auch der Druck hinter dem Verstärker 55 in der Druckleitung 56. Der Arbeitsdruek in dem Druckraum 28 des Stellmotors sinkt entsprechend, und die Ventilstange 31 wird unter der Wirkung der Ventilfedern 34 nach oben bewegt. Dadurch wlrd die Spiralfeder 41 von dem sich im Uhrzeigersinn drehenden Hebel 38 und der Spannwelle 42 so lange gespannt, bis zwischen der Kraft an der Meßmembran 43 und der Kraft am Ende 4°" der Spiralfeder 41 wieder Gleichgewicht herrscht. Wenn dagegen der Eingangs- oder Befehlsdruck sinkt, so kehren sich die vorstehend beschriebenen Funktionen entsprechend um. Auf diese Weise werden ähnlich, wie vorstehend anhand der Fig. 1 näher beschrieben, die auf das Stellglied wirkenden Störungskräfte ausgeschaltet, wie z.B. die auf den Ventilkegel wirkenden wechselnden Drücke des durch das Ventil strömenden Mediums, an Stopfbuchsen auftretende Reibungskräfte od.dgl. For example, when the input or command pressure after a fault of the state of equilibrium in the measuring pressure chamber 46 increases, the moves Measuring membrane 43 against the action of the spiral spring 41 upwards and lifts the baffle plate 51 from the outlet nozzle 52 via the measuring pin copier 49. Through this the pressure in the supply air line 53 falls and, as a result, the pressure falls behind the booster 55 in the pressure line 56. The working pressure in the pressure chamber 28 of the Servomotor decreases accordingly, and the valve rod 31 is under the action of Valve springs 34 moved upwards. As a result, the spiral spring 41 wlrd from the in Clockwise rotating lever 38 and the tensioning shaft 42 stretched until between the force on the measuring membrane 43 and the force at the end of 4 ° "of the spiral spring 41 again Balance prevails. If, on the other hand, the input or command pressure drops, sweep the functions described above accordingly. Be that way similarly, as described in more detail above with reference to FIG. 1, on the actuator acting disturbance forces are switched off, such as those acting on the valve cone changing pressures of the medium flowing through the valve, occurring at stuffing boxes Frictional forces or the like.

Die veränderliche Drossel xp dient zur Stabilisienng des aus Ventil und Stellrelais gebildeten Regelkreis es. Wenn dessen Verstärkung nämlich zu hoch ist, kann das Ventil zu schwingen anfangen. Auch die ebenfalls veränderliche Drossel dient dazu, gegebenenfalls die Stabilität sowohl des Stellungsregelkreises als auch des Regelkreises, innerhalb dessen das Stellventil mit dem Stellrelais eingesetzt wird, zu sichern bzw. zu verbessern. The variable throttle xp serves to stabilize the valve and control relay formed control loop it. If its gain is too high is, the valve can start to oscillate. That too Variable throttle serves, if necessary, the stability of both the position control loop as well as the control loop within which the control valve and the control relay is used to secure or improve.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann eine Hilfsvorrichtung zur Einstellung des Nullpunktes und zur Verschiebung der Federkennlinien mit der Anordnung der Spiralfeder verbunden werden. Diese Hilfsvorrichtung besteht in einfacher Ausführungsform beispielsweise aus einer Schraube 57, die auf einen Hebel 58 wirkt, welcher mit dem auf der Spannwelle 42 verdrehbaren Auge 42' verbunden ist. Dadurch kann das innere Ende 41' der Spiralfeder 41 in Bezug auf die Spannwelle 42 mehr oder weniger angezogen werden. According to a particular embodiment of the invention, an auxiliary device for setting the zero point and for shifting the spring characteristics with the Arrangement of the spiral spring are connected. This auxiliary device consists of a simple Embodiment, for example, from a screw 57 that acts on a lever 58, which is connected to the eye 42 'which can be rotated on the tensioning shaft 42. Through this the inner end 41 ′ of the spiral spring 41 can be longer in relation to the tensioning shaft 42 or less attracted.

Eine weitere vorteilhafte Variante des Erfindungsgedankens besteht darin, daß auf der Spannwelle 42 anstelle einer einzigen Spiralfeder zwei oder mehr parallel wirkende Spiralfedern nebeneinander angeordnet sind, welche wahlweise einzeln oder zu zweit bzw. zu mehreren in beliebiger Kombination auf das Eingangsdruckmeßwerk wirken. Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind beispielsweise zwei verschieden große Spiralfedern 59 und 60 vorgesehen. Die jeweils gewünschte Verbindung der äußeren Enden der Spiralfedern 59, CO mit dem Meßstift 45 der Meßmembran 43 des Druckmeßwerkes kann erfindungsgemäß z.B. mit Hilfe eines um die Achse des Meßstiftes 45 verdrehbaren Kupplungsstückes o1 hergestellt werden. Die Enden dieses Kupplungsstickes können z.B. mittels Schrauben 62, 63 mit den äußeren, freien Enden der Spiralfedern 59 bzw. 60 verbunden werden. In der in Fig. 5 n ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung wirken beide Spiralfedern 59, 60 gleichzeitig über das Kupplungsstück 61 auf den Meßstift 45, während in der in gestrichelten Linien gezeichneten Stellung 61' des Kupplungsstückes nur die Spiralfeder 59 mit dem Meßstift 45 verbunden ist. There is a further advantageous variant of the inventive concept in that on the tension shaft 42 instead of a single spiral spring two or more parallel acting spiral springs are arranged side by side, which optionally individually or as a couple or several in any combination on the Inlet pressure measuring mechanism act. In the embodiment shown in FIGS According to the invention, for example, two coil springs 59 and 60 of different sizes intended. The desired connection of the outer ends of the coil springs 59, CO with the measuring pin 45 of the measuring membrane 43 of the pressure measuring mechanism can according to the invention e.g. with the aid of a coupling piece that can be rotated about the axis of the measuring pin 45 o1 can be produced. The ends of this coupling stick can e.g. by means of screws 62, 63 are connected to the outer, free ends of the coil springs 59 and 60, respectively. In the position shown in solid lines in FIG. 5n, both spiral springs act 59, 60 simultaneously via the coupling piece 61 on the measuring pin 45, while in the position 61 'of the coupling piece shown in dashed lines only the spiral spring 59 is connected to the measuring pin 45.

Es ist hierbei erfindungsgemäß vorteilhaft, die Federkonstanten oder Federkennlinien bzw. Drehmomente der verschiedenen Spiralfedern 59, zu usw. im Verhältnis von 1 : 2 : 4 usw. oder ähnlich abzustufen. Bei dieser Ausbildung kann man durch entsprechende Auswahl der wirksamen Spiralfedern die Zuordnung zwischen dem Winkel, um den der Hebel 38 des Stellgliedes verdreht wird, und der Kraftwirkung auf den Meßstift 45 des Druckmeßwerkes innerhalb großer Grenzen verändern. It is advantageous according to the invention, the spring constants or Spring characteristics or torques of the various spiral springs 59, to, etc. in relation from 1: 2: 4 etc. or similar. At this education you can by appropriate selection of the effective spiral springs the assignment between the angle by which the lever 38 of the actuator is rotated and the force effect change on the measuring pin 45 of the pressure measuring mechanism within large limits.

Ferner kann gegebenenfalls die Spannwelle 42 Innerhalb kleiner Grenzen radial verschiebbar angeordnet sein.Furthermore, the tensioning shaft 42 can optionally be within small limits be arranged radially displaceable.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele, sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale. Of course, the invention is not limited to the above described and illustrated in the drawing embodiments, but it includes all variants within the framework of the essential features of the invention.

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Claims

R e g l e r w i t R u c k f u u r u n g, i n s b e s o n d e r e S t e l l u n g s controller p a t e n t a n s p r u c h e: 1. Pressure medium operated Regulator with feedback, in particular positioner for pneumatic from one Servomotor-driven actuators such as control valves or the like. In which the position of the actuator by an between the actuator or servomotor and the measuring mechanism of Positioner activated spring is shown, nalure.l gerenn.eichnet, d'j that this spring consists of at least one spiral spring (41), one end of which by a movable actuator of the actuator or

Servomotor is rotatable, while its other end on the measuring mechanism of the positioner is effective.

Regulator according to Claim 1, characterized in that the other end the or each spiral spring (41) directly and without the interposition of a lever or the like. cooperates with the positioner's measuring device.

7. Regulator according to claim 1 and 2, characterized in that the dal3 inner end (41t) of the or each spiral spring (41) attached to a tensioning shaft (42) which is to the pivot point or end (38 ') of one coupled to the actuator Lever (38) is connected.

4. Regulator according to claim 3, characterized in that the inner The end (41 ') of the spiral spring (41) is rotatable on one of the tensioning shaft (42) and lockably mounted eye (42 ') is attached.

5. Regulator according to claim 5, characterized in that the eye (421) opposite the expansion shaft (ei2) by means of an adjusting screw (57) and one with your eye (42t) connected lever (58) is rotatable.

6. Regulator according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized in that two or more coil springs (59, 60, etc.) are so arranged are that they can be used individually or in pairs or several in any combination can be brought into operative connection with the measuring mechanism.

7. Regulator according to claim 6, characterized in that the spring constants or spring characteristics or torques of the spiral springs (59, 60, etc.) in relation are graduated from 1: 2: 4 etc.

8. Regulator according to claim 6, characterized in that the outer Ends of the various spiral springs (59, 60, etc.) optionally or together with a coupling piece (61) can be connected, which can be rotated on a measuring pin (45) of the pressure measuring mechanism is attached.

9. Regulator according to one or more of claims 3 to 8, characterized characterized in that the tensioning shaft (42) is arranged to be radially displaceable.

10. Regulator according to one or more of claims 1 to 9, dadllreh characterized in that the outer end (41 ") of the or

each spiral spring (41 or 59, 60 etc.) directly or via an intermediate piece is connected to a pressure measuring pin (45) whose wuQende at one of the measuring pressure loadable, e.g. bellows or membrane-shaped measuring element (43) is attached and the head end (49) of which acts on a baffle plate (51) which is connected to the outlet nozzle (52) one acting on the servomotor of an actuator, e.g. a control valve pneumatic power switch cooperates.

11. Regulator according to one or more of claims 3 to 10, characterized characterized in that the movable actuator of the actuator, e.g., the valve rod (31) of a control valve, with the rotatable connected to the tensioning shaft (42) Lever (38) by means of a valve rod (31) or the like. connected support (35) is coupled, a steeple pin slidable on its support surface in the transverse direction (36) rests, the outer end of which is adjustable in an elongated hole (37) of the lever (j8) and is mounted lockable.

12. Regulator according to claim 11, characterized in that the support (35) consists of an ITinkelstack, which by means of an axially adjustable clamp (34) is attached to the valve rod (31).