DE844083C

DE844083C - Differential pressure relay

Info

Publication number: DE844083C
Application number: DEG4781A
Authority: DE
Inventors: Richard Edward Joseph Putman; Joah Frederick Schippers
Original assignee: James Gordon & Co Ltd
Current assignee: James Gordon & Co Ltd
Priority date: 1949-12-13
Filing date: 1950-12-12
Publication date: 1952-07-17

Description

Differenzdruckrelais Die Erfindung betrifft ein Differenzdruckrelais, bei dem die Differenz zwischen zwei veränderlichen Drücken dazu verwendet wird, einen dritten abhängigen Druck zu überwachen und zu steuern.Differential pressure relay The invention relates to a differential pressure relay, where the difference between two variable pressures is used to monitor and control a third dependent pressure.

Es handelt sich um ein Gerät, dessen Empfindlichkeit gegenüber Druckschwankungen leicht einstellbar ist und frei dem der abhängige Druck von der Druckdifferenz derart gesteuert wird, daB mit wachsender Differenz zwischen den variablen Eingangsdrücken der abhängige Druck wächst. Dies wird in der Hauptsache mit Hilfe eines Balkens erreicht, der auf einem Zapfen schwenkbar gelagert ist, und der eine von der Druckdifferenz abhängige Kraft auf ein Steuerventil überträgt. Das Drehmoment einer dem abhängigen Druck proportionalen Kraft wird entgegenwirkend auf den Balken übertragen. Die Druckkräfte werden mit einer vom gesteuerten Druck abgeleiteten Kraft derart ausgewogen, daß eine Verstärkung oder Abschwächung des vom Differenzdruck herrührenden Drehmoments und damit des gesteuerten Drucks eintritt.It is a device whose sensitivity to pressure fluctuations is easily adjustable and free of the pressure dependent on the pressure difference such is controlled so that the greater the difference between the variable inlet pressures the dependent pressure grows. This is mainly done with the help of a bar reached, which is pivotably mounted on a pin, and one of the pressure difference transfers dependent force to a control valve. The torque of a dependent Force proportional to pressure is counteractedly transmitted to the beam. The pressure forces are balanced with a force derived from the controlled pressure so that an increase or decrease in the torque resulting from the differential pressure and thus the controlled pressure occurs.

Dabei kann der Angriffspunkt der dem abhängigen Druck proportionalen Kraft über ein Stück des Balkens verschoben werden, so daß die ' Empfindlichkeit der Anordnung verschiedenen Betriebsbedingungen angepaßt werden kann.The point of application can be proportional to the dependent pressure Force to be shifted over a piece of the beam, so that the 'sensitivity the arrangement can be adapted to various operating conditions.

Darüber hinaus kann durch Umsetzen einer Feder und durch Umwechseln der Druckanschlüsse dasselbe Gerät auch einen mit wachsender Druckdifferenz fallenden abhängigen Druck liefern.In addition, by repositioning a spring and by changing it the pressure connections the same device also one with increasing pressure difference deliver falling dependent pressure.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung werden die beim Betrieb des Geräts auftretenden Bewegungen der Membraneh und--VerschluBbälge über den ganzen Anwendungsbereich so gering, daß die Änderungen der wirksamen Oberflächen und der Federspannungen vernachlässigbar klein bleiben.By the arrangement according to the invention, the operation of the Device occurring movements of the membranes and - closing bellows over the whole Area of application so small that the changes in the effective surfaces and the Spring tensions remain negligibly small.

Außerdem ist durch gekoppelte Verschlug- und Ausgleichsventile dafür gesorgt, daß beim 'Einschalten . einer zu großen Druckdifferenz keine Schäden auftreten können.In addition, through coupled shut-off and equalizing valves for this made sure that when 'switched on. too great a pressure difference, no damage occurs can.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment and the drawing explained.

In der Zeichnung bedeutet Fig. i einen Aufriß des gesamten Relais, Fig. 2 einen Schnitt entlang, -der Linie B-B aus Fig. i, , Fig.3 das Steuerventil, einen in vergrößertem Maßstab gezeichneten Ausschnitt aus Eig..2. Fig.4 einen Teilschnitt durch das Verschlußventil entlang der Linie A-A aus Fig. i, Fig. 5 einen Teilschnitt durch das Ausgleichsventil entlang der Linie C-C aus Fig. i: Ein Kasten zur Aufnahme des frei beweglichen Ventilteils i besteht aus zwei Hälften 2 und 3, die durch Zapfen und @ Bolzen zusammengehalten werden und eine innere Kammer 4 frei lassen.In the drawing, Fig. I is an elevation of the entire relay, Fig. 2 shows a section along the line B-B from Fig. I, Fig. 3 the control valve, a section drawn on an enlarged scale from Eig..2. 4 shows a partial section through the shut-off valve along the line A-A from Fig. i, Fig. 5 is a partial section through the equalizing valve along the line C-C of Fig. i: A box for receiving of the freely movable valve part i consists of two halves 2 and 3, which are supported by pins and @ bolts are held together and leave an inner chamber 4 free.

Eine Membran 5, die einerseits an der Kastenhälfte 2, andererseits am Ventilteil i befestigt ist, teilt die Kammer 4 in zwei Teile 4° und 4e.A membrane 5, on the one hand on the box half 2, on the other hand is attached to the valve part i, divides the chamber 4 into two parts 4 ° and 4e.

Die Drücke, deren Differenz den abhängigen Druck steuert, werden durch gekoppelte Drehventile 6 und 7 zu beiden Seiten der Membran den Kammern 4a und 4b zugeleitet: Das Ausgleichsventil 7 hat eine Stellung, in der der durch dieses Ventil tretende Druck in beide Kammerhälften eingeleitet wird, eine andere Stellung, bei der der Druck nur zu einer Kammerhälfte Zutritt hat.The pressures, the difference of which controls the dependent pressure, are through Coupled rotary valves 6 and 7 on both sides of the membrane, the chambers 4a and 4b supplied: The compensating valve 7 has a position in which the through this valve pressure is introduced into both halves of the chamber, another position which the pressure only has access to one half of the chamber.

Der Kasten 2, 3 hat in der Mitte eine zylindrische Bohrung; an den Ansätzen des Ventilteils i sind Balgdichtungen8 und9 befestigt, welche die beiden Hälften der Kammer 4 gegen an beiden Seiten anliegende; ebenfalls durchbohrte Platten-o _ und i i abschließen. Die Balgdichtungen 8 und 9 sind gegen die Ansätze des Ventilteils i durch Zusammenschrauben der Stangen 12, 12° abgeschlossen, die durch die Dichtungen 8 und 9 hindurchragen.The box 2, 3 has a cylindrical bore in the middle; to the Approaches of the valve part i are attached bellows seals 8 and 9, which the two Halves of the chamber 4 against abutting on both sides; also pierced plates-o _ and i i complete. The bellows seals 8 and 9 are against the lugs of the valve part i completed by screwing the rods 12, 12 ° through the seals 8 and 9 protrude.

Die Stange 12 trägt in der Mitte ihres oberen Endes eine konische Vertiefung 13; in der die Spitze einer Schubstange 14 ruht. Die Stange 12° trägt an ihrem unteren Ende eine Muffe 15, auf der sich eine Feder 16 abstützt, die durch eine Stellschraube 17 und durch eine Kontermutter 18 justiert werden kann.The rod 12 carries a conical one in the middle of its upper end Recess 13; in which the tip of a push rod 14 rests. The bar carries 12 ° at its lower end a sleeve 15 on which a spring 16 is supported, which by an adjusting screw 17 and can be adjusted by a lock nut 18.

Ein kastenförmiges Gußstück i9 wird von einem aufgefilanschten Hals 2o getragen, durch den hindurch die Schubstange 14 verläuft.A box-shaped casting is attached to a neck 2o carried, through which the push rod 14 extends.

Im Gußstück i9 ruht ein Balken 2-1 in einem Schneidenlager 22; das von einer am Boden des Gußstücks befestigten Konsole 23 gehalten wird. In eine konische Vertiefung 24 in der Nähe der Stabmitte ragt ein am Ende der Schubstange -14 justierbar angebrachter Spitzzapfen 25 hinein; ein von einer schwachen, justierbar am Boden des Gußstücks angeordneten - Druckfeder 27 gehaltener Stift 26 hält den Balken 21 im Gleichgewicht.In the casting i9 a bar 2-1 rests in a knife-edge bearing 22; the is held by a bracket 23 attached to the bottom of the casting. In a conical Recess 24 near the middle of the rod protrudes at the end of the push rod -14 adjustable attached pointed pin 25 into it; one of a weak, adjustable at the bottom of the casting arranged - compression spring 27 held pin 26 holds the beam 21 in balance.

Über dem Balken 21 trägt das Gußstück i9 ein Steuerventil 28, eine Glocke 29, in der eine Schubstange 3o an einem Balg befestigt und mit diesem beweglich ist, und einen frei schwenkbaren Hebel 31.Above the beam 21, the casting i9 carries a control valve 28, a Bell 29 in which a push rod 3o is attached to a bellows and movable with it is, and a freely pivotable lever 31.

Das Steuerventil 28 ist über ein Rohrventil 33 (Fig. 3) an eine Konstantdruckleitung 32 angeschlossen und besteht aus einem frei beweglichen, von einer Membran getragenen Ventilteil 34 und einer Kammer 35, in der der Druck durch die Bewegungen des Ventilteils 34 gesteuert wird. In der Wand der Kammer 35 befindet sich ein Anschlug 36 zur Entnahme des gesteuerten Drucks. Die Bewegung des Balkens 21 wird durch eine Schubstange 37, die zwischen der Unterstützung 26 und dem Ende der Schubstange 14 auf dem Balken 21 aufliegt; auf das Ventilteil 34 übertragen.The control valve 28 is connected to a constant pressure line 32 via a pipe valve 33 (FIG. 3) and consists of a freely movable valve part 34 supported by a membrane and a chamber 35 in which the pressure is controlled by the movements of the valve part 34. In the wall of the chamber 35 there is a stop 36 for drawing off the controlled pressure. The movement of the beam 21 is controlled by a push rod 37 which rests on the beam 21 between the support 26 and the end of the push rod 14; transferred to the valve part 34.

Ein Abzweigrohr 38 führt von der Kammer des Steuerventils 28 in die Glocke 29, so daß der Druck auf den Balg mit der daran befestigten Schubstange 30 wirkt. Diese drückt auf den Hebel 31, der mittels eines verschiebbaren Keils 39 auf dem Balken 21 abgestützt ist. Die Stellung des Hebels 31 und des Keils 39 kann so gewählt werden, daß letzterer den Balken 21 entweder an der einen oder der anderen Seite des Schneidenlagers 22 berührt.A branch pipe 38 leads from the chamber of the control valve 28 into the bell 29, so that the pressure acts on the bellows with the push rod 30 attached to it. This presses on the lever 31, which is supported on the beam 21 by means of a displaceable wedge 39. The position of the lever 31 and the wedge 39 can be selected so that the latter touches the bar 21 either on one side or the other side of the blade bearing 22.

Wie oben erwähnt, wird bei einer der beiden Betriebsarten des Geräts die Druckfeder 16 zwischen der Muffe 15 der Stange 12a und der Stellschraube 17 mit Kontermutter 18 eingesetzt. Dies ist der Fall, wenn ein Ansteigen des Differenzdrucks ein Ansteigen des abhängigen Drucks zur Folge haben soll. Wenn umgekehrt ein mit steigendem Differenzdruck fallender Druck erzeugt werden soll, wird die Druckfeder 16 herausgenommen und zwischen einer äni Ende der Stange 12 liegenden 'Muffe 40 und einer in den _ Hals 20 eingeschraubten Muffe 41 eingesetzt.As mentioned above, one of the two modes of operation of the device the compression spring 16 between the sleeve 15 of the rod 12a and the adjusting screw 17 with lock nut 18 inserted. This is the case when there is an increase in the differential pressure should result in an increase in the dependent pressure. If vice versa a with increasing differential pressure decreasing pressure is to be generated, the compression spring 16 and between one end of the rod 12 'sleeve 40 and a sleeve 41 screwed into the neck 20.

Die Arbeitsweise des Geräts ist folgende: Angenommen, man will durch ein verhältnismäßig leichtes Anwachsen der Druckdifferenz einen steigenden Druck haben. Nachdem die Feder 16 richtig eingesetzt ist, wird der Keil 39 am Hebel 31 so eingestellt, daß letzterer zwischen dem Schneidenlager 22 und dem benachbarten linken Ende des Balkens 21 aufliegt. Der höhere der beiden Drücke wird der Kammer 4b und der niedrigere der Kammer 4" zugeführt. Die gekoppelten Ventile 6 und 7 werden so bedient, daß anfänglich die beiden Drücke ausgeglichen sind und so eine Überbeanspruchung der Membran 5 vermieden wird.The operation of the device is as follows: Assume that you want to have an increasing pressure through a relatively slight increase in the pressure difference. After the spring 16 has been correctly inserted, the wedge 39 is adjusted on the lever 31 so that the latter rests between the blade bearing 22 and the adjacent left end of the beam 21. The higher of the two pressures is fed to the chamber 4b and the lower to the chamber 4 ". The coupled valves 6 and 7 are operated in such a way that the two pressures are initially balanced, thus avoiding overstressing the membrane 5.

Die Ventile 6 und 7 sind in Fig. 4 und 5 genau dargestellt. Das Ausgleichsventil 7 hat radiale und axiale Schlitze 42 und 43, die die Verbindung mit den Kammern 4b und 4a herstellen. Das Verschlußventil 6 bedient zwei Druckzuleitungen 45 und 46. Die Verbindung der Druckzuleitung 45 mit der Kammer 4h wird durch eine Bohrung 47, die Verbindung der Druckzuleitung 46 mit Kammer 4° durch drei Bohrungen 48, 49 und 5o bewirkt.The valves 6 and 7 are shown in detail in FIGS. The equalizing valve 7 has radial and axial slots 42 and 43 that communicate with the chambers Make 4b and 4a. The shut-off valve 6 serves two pressure feed lines 45 and 46. The connection of the pressure supply line 45 with the chamber 4h is through a bore 47, the connection of the pressure supply line 46 with chamber 4 ° causes three holes 48, 49 and 5o.

Die Ausnehmungen an zwei Ventilgriffen 51 und 52 sind so konstruiert, daß das Ausgleichsventil ? geöffnet sein muß, bevor das Verschlußventil 6 geöffnet werden kann. Daran anschließend kann das Ausgleichsventil 7 geschlossen werden, damit die Druckzuleitungen 45 und 46 in alleinige Verbindung mit den zugehörigen Kammern 4b und 4° kommen.The recesses on two valve handles 51 and 52 are designed so that the equalizing valve? must be opened before the shut-off valve 6 is opened can be. The equalizing valve 7 can then be closed, thus the pressure supply lines 45 and 46 in sole connection with the associated Chambers 4b and 4 ° come.

Die an der Membran 5 liegende Druckdifferenz bewegt die Membran und damit die Schubstange 14 gegen den Balken 2r. Dieser dreht sich um einen zur Druckdifferenz proportionalen Betrag um das Schneidenlager 22. Der Balken 2 1 drückt die Schubstange 37 nach oben, so daß Druck aus der Konstantdruckleitung 32 über das Rohrventil 33 in die Kammer 35 eintritt. Der Druck steigt dort an, bis die von der Schubstange 37 ausgeübte Kraft die der Stange 14 kompensiert.The pressure difference across the membrane 5 moves the membrane and so that the push rod 14 against the beam 2r. This rotates around one to the pressure difference proportional amount around the cutting edge bearing 22. The bar 2 1 pushes the push rod 37 upwards, so that pressure from the constant pressure line 32 via the pipe valve 33 enters chamber 35. The pressure rises there until that of the push rod 37 force exerted by the rod 14 compensates.

Der in die Glocke 29 geleitete Druck drückt auf den Balg und überträgt durch die Schubstange 30 eine Kraft auf den Hebel 31. Der Keil 39 drückt also auf der der Schubstange 37 gegenüberliegenden Seite des Schneidenlagers 22 den Balken 21 nach unten. Diese Kraft verstärkt das auf den Balken 21 ausgeübte Drehmoment und damit den bei Arischluß 36 abnehmbaren Druck.The pressure directed into the bell 29 presses on the bellows and transmits a force to the lever 31 through the push rod 30. The wedge 39 thus presses the bar 21 downward on the side of the cutter bearing 22 opposite the push rod 37. This force increases the torque exerted on the beam 21 and thus the pressure which can be removed at the Arischluß 36.

Durch Verschieben des Keils 39 kann der Verstärkungsfaktor reguliert werden.The gain factor can be adjusted by moving the wedge 39 will.

Wenn die Differenz zwischen den Eingangsdrücken über einen großen Bereich veränderlich ist, kann der Hebel 31 umgesetzt werden, so daß die von der Schubstange 30 übertragene Kraft an der Seite des Balkens 21 angreift, an der das Steuerventil 28 diesen über die Schubstange 37 nach unten drückt.If the difference between the input pressures is variable over a large range, the lever 31 can be converted so that the force transmitted by the push rod 30 acts on the side of the beam 21 on which the control valve 28 presses this via the push rod 37 downwards .

Wenn umgekehrt ein mit steigendem Differenzdruck fallender Kontrolldruck verlangt ist, wird die Druckfeder 16 an der anderen Seite der Membran 5 eingesetzt und der größere der beiden Eingangsdrücke in Kammer 4a geleitet. Das Gerät arbeitet dann wie oben beschrieben, mit dem Unterschied, daß sich alle Teile in der entgegengesetzten Richtung bewegen.If, conversely, a control pressure that falls with increasing differential pressure is required, the compression spring 16 is used on the other side of the membrane 5 and the larger of the two inlet pressures is passed into chamber 4a. The device works then as described above, with the difference that all parts are in the opposite direction Move direction.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Differential pressure relay, characterized by a device for transmitting a force proportional to the pressure difference between two input pressures to a rotatably mounted beam, the torque counteracting a force proportional to the controlled pressure being established and being transmitted again to the beam for the purpose of increasing or weakening this pressure.

2. Device according to claim r, characterized in that the point of application the force proportional to the controlled pressure to adjust the sensitivity can be moved to different operating conditions using the bar.

3. Establishment according to claim t, characterized by such a replaceable spring (i6) that the pressure difference can optionally be assigned increasing or decreasing pressures.

4. Device according to claim r to 3 , characterized by a chamber divided into two halves (4 °, 4b) by a membrane (5), the movement of the membrane resulting from the pressure difference being transmitted to a rod (i4).

5. Establishment according to claim 4, characterized in that the on both sides of the membrane (5) lying chambers are sealed by flexible bellows (8, 9).

6. Set up after Claim 5, characterized by a shut-off valve (6) and a compensating valve (7), which are coupled to one another so that the membrane (5) is never underneath on one side Pressure is on.