DE3046378A1

DE3046378A1 - PNEUMATIC TWO-POINT REGULATOR

Info

Publication number: DE3046378A1
Application number: DE19803046378
Authority: DE
Inventors: Herbert Ing. 1238 Wien Frisch
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1980-12-09
Publication date: 1981-09-10
Also published as: ATA790679A; IT1134685B; FR2472126B1; FR2472126A1; JPS56131875A; GB2066427A; AT367881B; GB2066427B; IT8026582A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine η pneumatischen Zweipunktregler mit einer in einem Gehäuse vorgesehenen Abdichteinrichtung, insbesondere Membran oder Kolben, die einen Steuerdruckraum, der mit einem Steuereingang verbunden ist, von einem Arbeitsdruckraum trennt, in den ein von der Abdichteinrichtung gesteuertes Zuflußventil mündet und ausThe invention relates to a pneumatic two-point controller with a provided in a housing Sealing device, in particular membrane or piston, which has a control pressure chamber that is connected to a control input is, separates from a working pressure chamber into which an inlet valve controlled by the sealing device opens and exits

und eine Signalleitung/
dem ein Entlastungskanal'wegführen, wobei die abgedichtete Querschnittsfläche des Zuflußventils um ein Vielfaches kleiner als die im Steuerdruckraum vom Druckmedium beaufschlagte Fläche der Abdichteinrichtung ist.and a signal line /
from which a relief channel lead away, the sealed cross-sectional area of the inflow valve being many times smaller than the area of the sealing device acted upon by the pressure medium in the control pressure chamber.

Zweipunktregler dieser Bauart sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt. Bei einer Bauart sind in einem Gehäuse mehrere Membranen mit unterschiedlich großenTwo-position controllers of this type are already known in various designs. For one type, in a housing several membranes with different sizes

130037/0666130037/0666

druckbeaufschlagten Flächen übereinander angeordnet. Der Steuerdruckraum der das Zuflußventil betätigenden Membran wird dort über eine Düse druckbeaufschlagt,die durch eine eigene Membran gesteuert ist. Außerdem ist eine Ablaufdrossel zur Entlüftung vorgesehen. Diese Reglerbauart ist vor allem durch die Verwendung mehrerer Membranen aufwendig und entsprechend teuer.pressurized surfaces arranged one above the other. Of the The control pressure chamber of the membrane actuating the inflow valve is pressurized there via a nozzle which is fed through a own membrane is controlled. In addition, an outlet throttle is provided for ventilation. This type of regulator is above all complex and correspondingly expensive due to the use of several membranes.

Ein anderer bekannter Zweipunktregler besitzt nur eine Membran, die das Zuflußventil direkt steuert. Für die Entlüftung des Arbeitsdruckraumes der Membran und der Signalleitung ist dort eine Drossel vorgesehen, die dauernd offen ist und einen dauernden Luftverbrauch verursacht. Um bei offenem Zuflußventil den Luftverbrauch in Grenzen zu halten, ist außerdem eine weitere Drosselstelle in der zum Zuflußventil führenden Druckleitung erforderlich. Dieses bekannte Gerät ist somit zwar einfach aufgebaut, besitzt aber insbesondere aufgrund des dauernden Luftverbrauches erhebliche Nachteile.Another known two-point controller has only one membrane that controls the inflow valve directly. For the To vent the working pressure chamber of the membrane and the signal line, a throttle is provided there, which is permanently open and causes constant air consumption. In order to keep the air consumption within limits when the inflow valve is open, is also Another throttle point is required in the pressure line leading to the inflow valve. This known device is thus indeed simple structure, but has considerable disadvantages, in particular due to the constant air consumption.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten Zweipunktregler so zu verbessern, daß sie trotz einfachen Aufbaues keinen dauernden Luftverbrauch aufweisen und für verschiedene Regelungsaufgaben vorteilhaft angewendet werden können.The invention is based on the object of improving the previously known two-position controller so that, despite simple Structure do not have constant air consumption and are used advantageously for various control tasks can be.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß der Entlastungskanal durch wenigstens ein Entlastungsventil gesteuert ist, dessen Verschlußkörper mit der Abdichteinrichtung antriebsverbunden und durch diese reziprok zum ZuflußventilAccording to the invention, this object is achieved in that the relief channel through at least one relief valve is controlled, the closure body of which is drivingly connected to the sealing device and reciprocally through this to the inflow valve

130037/0666130037/0666

betätigt ist, und dessen druckbeaufschlagter Querschnitt um ein Vielfacher kleiner als der wirksame Querschnitt der Abdichteinrichtung ist. Durch diese Ausbildung des Zweipunktreglers wird auch die Entlüftung sowohl des Arbeitsdruckraumes als auch der von diesem wegführenden Signalleitung durch ein Entlastungsventil oder auch durch mehrere Entlastungsventile gesteuert. Es ist deshalb keine Ablaufdrossel mit dauerndem Luftverbrauch erforderlich und es wird nur eine einzige Membran benötigt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Querschnitt sf lachen mit unterschiedlicher Größe wird erreicht, daß in beiden Schaltrichtungen das Umschalten jeweils schlagartig bei Erreichen des eingestellten Druckes erfolgt.is actuated, and its pressurized cross-section is many times smaller than the effective cross-section of the sealing device is. With this design of the two-point controller, the venting of both the working pressure chamber as well as the signal line leading away from this through a relief valve or also through several relief valves controlled. It is therefore not a discharge throttle with permanent Air consumption is required and only a single membrane is required. The inventive design of the cross-section sf laugh with different sizes is achieved that in both switching directions the switchover takes place abruptly when the set pressure is reached.

Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung sind wenigstens zwei Entlastungsventile vorgesehen, deren Verschlußkörper an der Abdichteinrichtung zentrisch symmetrisch zu deren Achse befestigt sind. Dadurch wird eine symmetrische Belastung der insbesondere aus einer Membran bestehenden Abdichteinrichtung während der Schaltbewegungen erreicht, wodurch die Genauigkeit und Betriebssicherheit des Zweipunktreglers verbessert wird.In a preferred embodiment of the invention, at least two relief valves are provided Closure body are attached to the sealing device centrically symmetrically to its axis. This makes a symmetrical one Loading of the sealing device, which in particular consists of a membrane, is achieved during the switching movements, as a result of which the accuracy and operational safety of the two-position controller is improved.

Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Summe der druckbeaufschlagten Querschnittsflächen aller Entlastungsventile gleich groß gewählt wird wie die wirksame Querschnittsfläche des Zuflußventils, erfolgt die Umschaltung des Reglers in beiden Schaltrichtungen jeweils bei dem gleichen Verhältnis der Drücke im Steuerdruckraum und im Arbeitsdruck-If, according to a further feature of the invention, the sum of the pressurized cross-sectional areas of all relief valves is chosen to be the same size as the effective cross-sectional area of the inflow valve, the switchover takes place of the regulator in both switching directions with the same ratio of the pressures in the control pressure chamber and in the working pressure

130037/0666130037/0666

Beim erfindungsgemäßen Zweipunktregler handelt es sich um ein Gerät, bei dem der volle Druck des durch das Zuflußventil gesteuerten Mediums einmal im Arbeitsdruckraum die volle Fläche der Abdichteinrichtung, z.B. der Steuermembran oder des Steuerkolbens, beaufschlagt und in der zweiten Schaltstellung auf die um ein Vielfaches kleinere Querschnittsfläche des Zuflußventils wirkt. Um ein Umschalten des Reglers zu bewirken, muß deshalb der Druck im Steuerdruckraum so weit abgebaut werden, bis der auf das Zuflußventil wirkende volle Zuluftdruck dieses öffnet. Für die Rückschaltung des Reglers in die Ausgangslage ist wiederum ein voll aufgebauter Druck im Steuerdruckraum notwendig. Der auf diese Weise wirkende Zweipunktregler kann vielfach angewendet werden, z.B. als druckabhängiger Endschalter, als Zeitverzögerungsschalter, als Impulsgeber, zur Steuerung oszillierender. Zylinder oder als druckabhängiger Endschalter in Steuerungen.The two-point controller according to the invention is a device in which the full pressure of the through the inflow valve controlled medium, the full area of the sealing device, e.g. the control diaphragm or the Control piston, acted upon and in the second switching position on the many times smaller cross-sectional area of the inflow valve works. In order to cause the controller to switch, the pressure in the control pressure chamber must therefore be reduced so far until the full supply pressure acting on the supply valve opens it. To switch the controller back to A fully built-up pressure in the control pressure chamber is again necessary as a starting point. The two-position controller that works in this way can be used in many ways, e.g. as a pressure-dependent limit switch, as a time delay switch, as a pulse generator, for controlling oscillating. Cylinder or as a pressure-dependent limit switch in controls.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus deifnachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zweipunktregler nach der Linie I-I in Fig. 2 und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.Further details and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment which is shown in the drawing. In this FIG. 1 shows a longitudinal section through a two-point controller according to the invention along the line I-I in FIG. 2 and FIG Section along the line II-II in FIG. 1.

Der dargestellte Zweipunktregler besteht aus einem Gehäuse 1, das an zwei diametral gegenüberliegenden Seiten durch je einen Deckel 2 und 3 abgeschlossen ist. Im Deckel 2The two-point controller shown consists of a housing 1 on two diametrically opposite sides is completed by a cover 2 and 3 each. In the lid 2

130037/0666130037/0666

befindet sich ein Steuereingang 4 und im Deckel 3 ist ein Entlastungsausgang 5 vorgesehen. Im Gehäuse 1 selbst äind gemäß Fig. 2 Kanäle ausgespart, u.zw. ein Zuflußkanal 6 und eine Signalleitung 7, die Jeweils mit Anschlüssen an der Außenseite des Gehäuses 1 münden.there is a control input 4 and in the cover 3 is a Relief output 5 provided. In the housing 1 itself, as shown in FIG. 2, channels are recessed, u.zw. an inflow channel 6 and a signal line 7, each of which opens with connections on the outside of the housing 1.

Zwischen dem Gehäuse 1 und dem.Deckel 2 ist eine Membran 8 eingespannt, die eine Abdichteinrichtung bildet und einen im Deckel 2 vorgesehenen Steuerdruckraum 9 von einem Arbeitsdruckraum 10 im Gehäuse 1 trennt. Statt einer Membran könnte als Abdichteinrichtung auch ein Kolben vorgesehen sein. An der Membran 8 ist ein Membranteller 9 befestigt, der in seinem Zentrum als Verschlußkörper eines Zuflußventils 12 ausgebildet ist, durch das der Zuflußkanal 6 in den Arbeitsdruckraum 10 einmündet. Die Signalleitung 7 ist über eine Bohrung gleichfalls mit dem Arbeitsdruckraum 10 verbunden, wie aus Fig.2 hervorgeht. Vom Entlastungsausgaig 5 führt hingegen ein Entlastungskanal in den Arbeitsdruckraum 10, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Bohrungen 14 und 15 besteht, die gemäß Fig. 1 parallel zueinander und zentrisch symmetrisch zur Achse der Membran 8 im Gehäuse 1 vorgesehen sind. Die beiden Bohrungen 14 und 15 sind Je durch ein Entlastungsventil 16,17 gesteuert, deren Verschlußkörper 18, 19 am Membranteller 11 befestigt sind. Die Bohrungen 14 und 15 sind im Vergleich zum Zuflußventil 12 so bemessen, daß die Summe der druckbeaufschlagten Querschnittsflächen der beiden Entlastungsventile 16, 17 gleich groß der wirksamen Querschnittsfläche des Zufluß-A membrane 8, which forms a sealing device, is clamped between the housing 1 and the lid 2 and separates a control pressure chamber 9 provided in the cover 2 from a working pressure chamber 10 in the housing 1. Instead of a membrane a piston could also be provided as a sealing device. A diaphragm plate 9 is attached to the diaphragm 8, which is shown in FIG its center is designed as a closure body of an inflow valve 12, through which the inflow channel 6 into the working pressure chamber 10 joins. The signal line 7 is also connected to the working pressure chamber 10 via a bore, as shown in FIG emerges. In contrast, a relief channel leads from the relief outlet 5 in the working pressure chamber 10, which consists of two bores 14 and 15 in the illustrated embodiment, the 1 are provided parallel to one another and centrally symmetrical to the axis of the membrane 8 in the housing 1. the both bores 14 and 15 are each through a relief valve 16,17 controlled, the closure body 18, 19 on the diaphragm plate 11 are attached. The bores 14 and 15 are dimensioned in comparison to the inflow valve 12 that the sum of the pressurized Cross-sectional areas of the two relief valves 16, 17 equal to the effective cross-sectional area of the inflow

130037/0666130037/0666

•ventils 12 ist.• valve 12 is.

Die Wirkungsweise des Zweipunktreglers ist folgende: Durch den Zuflußkanal 6 wird ein Druckmedium mit einem bestimmten Druck zugeführt, der bei offenem Zuflußventil im Arbeitsdruckraum 10 auf die Unterseite der Membran 8 wirkt. Die Verschlußkörper 18, 19 der Entlastungsventile 16,17 werden gegen ihre Sitzflächen gepreßt, so daß die Entlastungsventile geschlossen sind. Das Druckmedium gelangt aus dem Arbeitsdruckraum 10 durch die Bohrung 13 zur Signalleitung 7· Am Steuereingang 4 steht ein Steuerdruck an, der im Steuerdruckraum 9 wirkt.The mode of operation of the two-point controller is as follows: Through the inflow channel 6, a pressure medium with a certain Pressure is supplied which acts on the underside of the membrane 8 when the inflow valve in the working pressure chamber 10 is open. The closure bodies 18, 19 of the relief valves 16, 17 are pressed against their seat surfaces, so that the relief valves are closed. The pressure medium passes from the working pressure chamber 10 through the bore 13 to the signal line 7 · At the control input 4 there is a control pressure which acts in the control pressure chamber 9.

Um ein Umschalten des Zweipunktreglers· zu bewirken, muß der im Steuerdruckraum 9 langsam oder schnell ansteigende Steuei druck die vom Druck im Arbeitsdruckraum 10 auf die Membran 8 ausgeübte Kraft übersteigen. Da auf der Seite des Arbeitsdruckraumes 10 die wirksame Membranfläche kleiner ist, weil die Querschnittsflächen der beiden Entlastungsventile 16,17 nicht mitzählen, erfolgt die Umschaltung, schon bevor der Steuerdruck den vollen Arbeitsdruck erreicht hat. Sobald die beiden Verschlußkörper 18, 19 von ihren Sitzflächen abheben, fällt der Druck im Arbeitsdruckraum 10 rasch ab, so daß es zu einer schlagartigen Schaltbewegung der Membrane 8 kommt. Der Membranteller 11 legt sich hiebei auf den Ventilsitz des Zuflußventils 12 auf und verschließt diesen. In dieser Schaltstellung ist also der Zuflußkanal 6 abgeschlossen. Die Signalleitung 7 ist hingegen durch die Bohrung 13, den Arbeitsdruckraum 10 und dieIn order to switch the two-position controller · must the slowly or rapidly increasing Steuei pressure in the control pressure chamber 9 from the pressure in the working pressure chamber 10 on the membrane 8 exceed the force exerted. Since the effective membrane area is smaller on the side of the working pressure chamber 10, because the cross-sectional areas of the two relief valves 16, 17 do not count, the switchover takes place before the control pressure is applied has reached full working pressure. As soon as the two closure bodies 18, 19 lift off their seat surfaces, the falls Pressure in the working pressure chamber 10 quickly decreases, so that there is a sudden switching movement of the membrane 8. The membrane plate 11 rests on the valve seat of the inflow valve 12 and closes it. In this switch position so the inflow channel 6 completed. The signal line 7, however, is through the bore 13, the working pressure chamber 10 and the

130037/0666130037/0666

beiden Entlastungsventile 16,17 mit dem Entlastungsausgang 5 verbunden und damit entlüftet.two relief valves 16, 17 with the relief outlet 5 connected and thus vented.

Auch die RUckschaltung des Zweipunktreglers in die Ausgangsstellung erfolgt schlagartig. Um die Rückschaltung auszulösen, muß der Druck im Steuerdruckraum 9 sehr stark abfallen, u.zw. bis auf einen Wert, bei dem der auf die kleine FIpehe des Zuflußventils 12 wirkende Mediumsdruck ausreicht, um die Membran 11 gegen den auf deren volle Fläche wirkenden Druck im Steuerdruckraum 9 zu verschieben. Wenn die Membranfläche etwa 2Ox größer als die Querschnittsfläche des Zuflußventils 12 ist, erfolgt die Umschaltung erst dann, wenn der Steuerdruck im Steuerdruckraum 9 bis auf eine Größe von 5% des Druckes im Zuflußkanal 6 abgefallen ist. Unter der Voraussetzung, daß die Summe der Querschnittsflächen der beiden Entlastungsventile 16,17 mit der Querschnittsfläche des Zuflußventils 12 übereinstimmt, wird die Schaltbewegung in der entgegengesetzten Richtung ausgelöst, wenn der Druck im Steuerdruckraum 9 wieder so weit angewachsen ist, daß er 95% des im Zuflußkanal 6 herrschenden Druckes übersteigt. In beiden Richtungen erfolgt die Schaltbewegung schlagartig. Damit ist ein sicheres und genaues Arbeiten des Zweipunktreglers gewährleistet. Die Querschnittsverhältnisse zwischen den einzelnen Ventilen und der Membran können natürlich den jeweiligen Anforderungen entsprechend beliebig gewählt werden.The two-position controller is also switched back to its starting position suddenly. To trigger the downshift, the pressure in the control pressure chamber 9 must drop very sharply, u.zw. except for a value at which the medium pressure acting on the small area of the inflow valve 12 is sufficient to move the membrane 11 against the pressure in the control pressure chamber 9 acting on its full area. If the membrane area is about 20x larger than the cross-sectional area of the inflow valve 12, the switchover only takes place when the control pressure in the control pressure chamber 9 has dropped to a level of 5% of the pressure in the inflow channel 6. Provided that the sum of the cross-sectional areas of the two relief valves 16, 17 coincides with the cross-sectional area of the inflow valve 12, the switching movement is triggered in the opposite direction when the pressure in the control pressure chamber 9 has increased again so far that it is 95% of the im Inflow channel 6 exceeds the prevailing pressure. The switching movement takes place suddenly in both directions. This ensures that the two-position controller works safely and precisely. The cross-sectional ratios between the individual valves and the membrane can of course be selected as desired according to the respective requirements.

Patentansprüche:Patent claims:

130037/0666130037/0666

Claims

Cologne, December 8th "1980 no comment": Hoerbiger Ventilwerke

Ree. + No .: Hr 244 Aktiengesellschaft

Keg.we ·. «Τ tw Braunhub er gas se 23

Patent Attorneys --or-- A-1110 Vienna (Austria)

DIPL'Ins uK ^^ Jl Title: Pneumatic two-point

^DIPL - ^{! F} f _K V ;;! I ^LßACH patent claims; 3Q46378 ""

Icais £ rw: -. H: ι ·, ·.! V- ·. ^ H

' 1y Pneumatic two-point regulator with a sealing device provided in a housing, in particular a membrane or piston, which separates a control pressure chamber, which is connected to a control input, from a working pressure chamber into which an inflow controlled by the sealing device

and a signal line * opens out into the valve and from which a relief channel leads away, wherein the sealed cross-sectional area of the inflow valve is many times smaller than that in the control pressure chamber surface of the sealing device acted upon by the pressure medium, characterized in that the relief channel (5) is provided with at least one relief valve (16, 17) is controlled, the closure body (18,19) of which is drivingly connected to the sealing device (8) and through this is actuated reciprocally to the inlet valve (12), and its pressurized cross-section is many times smaller than the effective cross-section of the sealing device (8).

2. Regulator according to claim 1, characterized in that at least two relief valves (16, 17) are provided, the closure body (18, 19) of which is centered on the sealing device (8) are attached symmetrically to their axis.

3. Regulator according to claim 1 or 2, characterized in that the sum of the pressurized cross-sectional areas of all relief valves (16, 17) of the effective cross-sectional area of the inflow valve (12) is the same.

130037/0666