FI59653B - ELPNEUMATISK ELLER -HYDRAULISK OMVANDLARE ELLER LAEGEDON - Google Patents

ELPNEUMATISK ELLER -HYDRAULISK OMVANDLARE ELLER LAEGEDON Download PDF

Info

Publication number
FI59653B
FI59653B FI794041A FI794041A FI59653B FI 59653 B FI59653 B FI 59653B FI 794041 A FI794041 A FI 794041A FI 794041 A FI794041 A FI 794041A FI 59653 B FI59653 B FI 59653B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
flap
transducer
nozzle
pneumatic
signal
Prior art date
Application number
FI794041A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI59653C (en
Inventor
Alpo Seppaenen
Original Assignee
Installation Pirkko Liisa Sepp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Installation Pirkko Liisa Sepp filed Critical Installation Pirkko Liisa Sepp
Priority to FI794041A priority Critical patent/FI59653C/en
Priority to NO803813A priority patent/NO156390C/en
Priority to AT80108033T priority patent/ATE16628T1/en
Priority to DK541380A priority patent/DK541380A/en
Priority to EP80108033A priority patent/EP0031937B1/en
Priority to DE8080108033T priority patent/DE3071256D1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI59653B publication Critical patent/FI59653B/en
Publication of FI59653C publication Critical patent/FI59653C/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15CFLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
    • F15C3/00Circuit elements having moving parts
    • F15C3/10Circuit elements having moving parts using nozzles or jet pipes
    • F15C3/14Circuit elements having moving parts using nozzles or jet pipes the jet the nozzle being intercepted by a flap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15CFLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
    • F15C3/00Circuit elements having moving parts
    • F15C3/10Circuit elements having moving parts using nozzles or jet pipes
    • F15C3/12Circuit elements having moving parts using nozzles or jet pipes the nozzle or jet pipe being movable

Abstract

Disclosed is an electro-pneumatic or electro-hydraulic converter or actuator with a pneumatic or hydraulic nozzle-flap system or similar, which is controlled by an electric control signal. The electric control signal is a pulse sequence signal oscillating at a constant or variable frequency, the duty-cycle of which is varied proportionally to an input signal. The flap or similar is essentially arranged to oscillate in the linear range of its characteristic curve, so that it never completely opens or closes the nozzle or similar, which feature is provided by mechanical stoppers and/or by selecting said frequency sufficiently high. The invention thus provides a converter or actuator, with improved response speed and linearity and which shows minimal hysteresis.

Description

- Γβΐ tn\ KUULUTUSJULKAISU cfl/rCi W (11) UTLÄGGNINCSSKRIFT ^ & O ^ (45) patent r.:ed-.ielat v / (51) K».ik.Vci.3 F 15 B 5/00 // G 05 D 16/00 SUOMI —FINLAND (21) Nt^ttlhtkemu» —P»t«n*n«dki*it 79^0^1 (22) HakrnntopUvi —AnaeMncadag 21.12.79 ' ' (23) AlkupUvi—GlMgfraodag 21.12.79 (41) Tullut Julkiseksi — MMt off«ntll|- Γβΐ tn \ ADVERTISEMENT cfl / rCi W (11) UTLÄGGININCSSKRIFT ^ & O ^ (45) patent r.:ed-.ielat v / (51) K ».ik.Vci.3 F 15 B 5/00 // G 05 D 16/00 FINLAND —FINLAND (21) Nt ^ ttlhtkemu »—P» t «n * n« dki * it 79 ^ 0 ^ 1 (22) HakrnntopUvi —AnaeMncadag 21.12.79 '' (23) AlkupUvi — GlMgfraodag 21.12 .79 (41) Became Public - MMt off «ntll |

Pat^och refisterstyrelsen * ^ Amek^^ToL29.05.81 (32)(33)(31) Fnrtuttjr utuellcwt—«ufird prtorfm (71) S-Installation, Pirkko-Liisa Seppänen komm.yhtiö, Pyssymiehenkatu 13, U063O Jyväskylä 63, Suomi-Finland(FI) (72) Alpo Seppänen, Jyväskylä, Suomi-Finland(Fl) (7*0 Forssen & Salomaa Oy (5^) Sähkö-pneumaattinen tai -hydraulinen muunnin tai asennoitin - Elpneu-matisk eller -hydraulisk omvandlare eller lägedonPat ^ och refisterstyrelsen * ^ Amek ^^ ToL29.05.81 (32) (33) (31) Fnrtuttjr utuellcwt— «ufird prtorfm (71) S-Installation, Pirkko-Liisa Seppänen komm.yhtiö, Pyssymiehenkatu 13, U063O Jyväskylä 63, Finland -Finland (FI) (72) Alpo Seppänen, Jyväskylä, Finland-Finland (Fl) (7 * 0 Forssen & Salomaa Oy (5 ^) Electro-pneumatic or hydraulic converter or positioner - Elpneu-matisk eller -hydraulisk omvandlare eller lägedon

Keksinnön kohteena on sähkö-pneumaattinen tai hydraulinen muunnin tai asennoitin, jossa käytetään pneumaattista tai hydraulista suutin-läppä-järjestelmää tai vastaavaa kuten suihkuputkea ja johon läppään tai vastaavaan vaikutetaan sähköisellä ohjaussignaalilla.The invention relates to an electro-pneumatic or hydraulic transducer or positioner which uses a pneumatic or hydraulic nozzle-flap system or the like, such as a spray pipe, and which is actuated by an electrical control signal.

Ennestään tunnetut sähkö-pneumaattiset tai -hydrauliset muuntimet ja asennoittimet perustuvat yleensä magneettikentässä olevan ns. uppokelan käyttöön. Mainittuun kelaan kohdistuva voima on likimain suoraan verrannollinen mm. kelaan johdettuun vir-tasignaaliin. Tälle tunnetulle järjestelmälle on ominaista seuraavat epäkohdat:The previously known electro-pneumatic or hydraulic transducers and positioners are generally based on the so-called for the use of a plunger. The force on said coil is approximately directly proportional to e.g. to the current signal applied to the coil. This known system is characterized by the following drawbacks:

Suurehko kestomagneettipiiri ja raskas liikkuva kelasysteemi riittävän suuren voiman aikaansaamiseksi.Larger permanent magnet circuit and heavy moving coil system to provide sufficient force.

Suurehkosta liikkuvasta massasta johtuva suhteellisen matala resonanssitaajuus sen vaatimine erikoisvaimennuksineen, joka vaimennus johtaa puolestaan vastenopeu-den pienenemiseen, ja se että takaisinkytkentäsilmukka on lyhyt sen ulottuessa vain mekaaniselle puolelle eikä sähköisen tulosignaalin tasolle, mikä aiheuttaa systeemiin epätarkkuutta.The relatively low resonant frequency due to the larger moving mass requires its special attenuations, which in turn leads to a reduction in the response speed, and the fact that the feedback loop is short extending only to the mechanical side and not to the electrical input signal level, causing inaccuracy in the system.

Keksintöä sivuavan tekniikan tason osalta viitataan seuraavaan patenttikirjalli- 2 59653 suuteen: DE-AS 1 295 896, DE-OS 2 239 060 ja 2 553 515, CH-PS 597 642 ja US-PS 3 456 669.With regard to the state of the art incidental to the invention, reference is made to the following patents: 2,595,653: DE-AS 1,295,896, DE-OS 2,239,060 and 2,553,515, CH-PS 597,642 and US-PS 3,456,669.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen muunnin tai asennoi-tin, jossa edellä ilmenneet epäkohdat suurimmaksi osaksi vältetään. Tarkoituksena on lisäksi saada aikaan sellainen muunnin tai asennoitin, jossa voidaan käyttää rakenteellisesti samoja primäärielementtejä kuin ennestään tunnetuissa muuntimissa ja asennoittimissa. Esimerkkeinä tällaisista primäärielementeistä mainittakoon pneumaattinen suutin-läppä-laite.It is an object of the present invention to provide a transducer or positioner in which the above disadvantages are largely avoided. It is a further object to provide a transducer or positioner in which the same structural elements as in previously known transducers and positioners can be used. Examples of such primary elements are the pneumatic nozzle-flap device.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainittuna sähköisenä ohjaussignaalina käytetään tietyllä perustaajuudella värähtelevää pulssiketjua, jossa mainittua perus-taajuutta vastaavan perusjakson puitteissa muutetaan tulosignaaliin verrannollisesti pneumaattista tai hydraulista lähtöpainetta tai vastaavaa muuttavan pulssin kestoaikasuhdetta ja että mainittu läppä tai vastaava on järjestetty värähtele-mään ominaiskäyränsä olennaisesti lineaarisella alueella niin, että mainittu läppä tai vastaava ei toimiessaan koskaan täysin sulje suutinta eikä sitä täysin avaa, mikä on sopivimmin aikaansaatu valitsemalla mainittu perustaajuus riittävän korkeaksi.In order to achieve the above and later objects, the invention is mainly characterized in that a pulse train oscillating at a certain fundamental frequency is used as said electrical control signal, in which a basic arranged to oscillate its characteristic curve in a substantially linear range so that said flap or the like, when operating, never completely closes or fully opens the nozzle, which is preferably achieved by selecting said fundamental frequency sufficiently high.

Keksinnön mukaisella muuntimella tai asennoittimella saavutetaan seuraavat käytännössä tärkeät edut: - värähtelevä massa saadaan erittäin pieneksi, millä eliminoidaan tärinäarkuus ja myös vaimennustarve, jolloin vastenopeus kasvaa; - takaisinkytkentä (palaute), mikäli sitä tarvitaan, voidaan ulottaa sähköiselle, tulosignaaliin vertaavalle tasolle, jolloin toistuvuus ja lineaarisuus paranevat; - halutut epälineaarisuudet esim. venttiiliasennoittimien yhteydessä ovat helposti toteuttavissa elektroniikkayksiköllä; - toimisuunnan vaihto on hyvin yksinkertaista; - mekaanisten komponenttien valmistustarkkuus voi olla pienempi kuin tunnetuissa analogiaratkaisuissa, koska ohjaus on pulssimuotoista ja palautesilmukka, mikäli sitä tarvitaan, on tunnettuja oleellisesti laajempi; - värähtelevissä elementeissä on lepokitkan aiheuttama hystereesi (jälkivaikutus) minimaalista.The transducer or positioner according to the invention achieves the following practically important advantages: the vibrating mass is made very small, which eliminates the vibration sensitivity and also the need for damping, whereby the response speed increases; - feedback (feedback), if needed, can be extended to an electronic level comparable to the input signal, thus improving frequency and linearity; - the desired nonlinearities, e.g. in connection with valve positioners, can be easily implemented with an electronic unit; - the change of direction is very simple; - the manufacturing accuracy of the mechanical components may be lower than in known analog solutions, because the control is in the form of a pulse and the feedback loop, if required, is substantially wider than known; - oscillating elements have minimal hysteresis (aftereffect) caused by rest friction.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellutusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintö ei ole rajoitettu.In the following, the invention will be described in detail with reference to some application examples of the invention shown in the figures of the accompanying drawing, to which the invention is not limited.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen sähkö-pneumaattisen muuntimen erästä periaateratkaisua.Figure 1 shows a basic solution of an electro-pneumatic transducer according to the invention.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen pneumaattisen suutin-läppä-syst'eemin ominaiskäyrää kvalitatiivisesti.Figure 2 shows qualitatively the characteristic curve of the pneumatic nozzle-flap system of Figure 1.

3 596533 59653

Kuviossa 3 on esitetty kolmea primäärielementin ohjaussignaalia.Figure 3 shows three control elements of the primary element.

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaista sähkö-pneumaattista muunninta.Figure 4 shows an electro-pneumatic transducer according to the invention.

Kuvio 5 esittää keksinnön mukaista sähkö-hydraulista toimisylinterin asennointinta.Figure 5 shows an electro-hydraulic actuator positioner according to the invention.

Kuvio 6 esittää keksinnön mukaista sähkö-pneumaattista venttiilin asennoitinta.Figure 6 shows an electro-pneumatic valve positioner according to the invention.

Kuvion 1 mukaiseen sähkö-pneumaattiseen muuntimeen kuuluu suutin-läppä-laite, joka on olennaisilta osiltaan sinänsä tunnettu. Tähän laitteeseen kuuluu läppä 10, joka on joko joustavaa tai toisesta päästään laakeroitu kohdassa 11. Suutin-läppä-laitteeseen kuuluu putki 15, jossa on kuristin 16 sekä läpän 10 tuntumassa ulospur-kaussuutin 14. Suutinputkeen 15 on yhdistetty putkella 17 säädettävän paineen p säiliö 18, josta yhteen 19 kautta otetaan muuntimen lähtöpaine PQUt* Läpän 10 suuttimeen 14 nähden vastakkaiselle puolelle on sovitettu sähkömagneettinen kela 12, jonka napoihin 13 syötetään keksinnön mukaisesti tietyllä perustaajuudella f värähtelevä, amplitudiltaan I mahdollisimman vakio sähköinen pulssiketju I (τ ), jota on havainnollistettu kuviossa 3. Keksinnön mukaisesti perustaajuutta f vastaavan perusjakson Tq sisällä muutetaan tulosignaaliin 1^ verrannollisesti pneumaattista tai hydraulista painetta korottavan ja laskevan pulssin kestoaikasuhdetta (duty-cycle) kuvion 3 mukaisesti. Kuvion 3 ylimmän käyrän mukaisesti amplitudiltaan IQ:n suuruinen pulssi τ^, joka on esim. painetta korottava pulssi, on varsin lyhyt perusjakson kestoon Tq verrattuna ja täten kuviossa 1 lähtöpaine Pout varsin pieni. Keskimmäisen kuvion mukaisesti painetta korottava pulssi on n. 0,5 x T^ ja tällöin PQUt on dynaamisen alueensa keskivaiheilla. Kuvion 3 alimman käyrän mukaisesti painetta korottava pulssi on verraten pitkä kestoltaan ja täten lähtöpaine Pout on dynaamisen alueensa yläosalla. Edellä esitettyyn liittyen on korostettava, että pulssit τ voivat luonnollisesti olla myös painetta laskevia pulsseja.The electro-pneumatic transducer according to Figure 1 comprises a nozzle-flap device, which is essentially known per se. This device comprises a flap 10 which is either flexible or bearing at one end at 11. The nozzle-flap device comprises a tube 15 with a choke 16 and an outlet nozzle 14 near the flap 10. A nozzle tube 15 is connected to the tube 17 by a pressure regulator 18 , from one of which the output pressure PQUt * of the transducer is taken. On the opposite side of the flap 10 to the nozzle 14 an electromagnetic coil 12 is arranged, the terminals 13 of which are supplied according to the invention According to the invention, within the basic period Tq corresponding to the fundamental frequency f, the duty-cycle of the pulse increasing and decreasing the pneumatic or hydraulic pressure is changed in proportion to the input signal 1 ^ according to Fig. 3. According to the upper curve of Fig. 3, a pulse τ ^ of amplitude IQ, which is e.g. a pressure-increasing pulse, is quite short compared to the duration of the basic period Tq, and thus in Fig. 1 the outlet pressure Pout is quite small. According to the middle figure, the pressure-increasing pulse is about 0.5 x T ^ and then PQUt is in the middle phases of its dynamic range. According to the lowest curve in Figure 3, the pressure-increasing pulse is relatively long in duration and thus the outlet pressure Pout is at the top of its dynamic range. In connection with the above, it must be emphasized that the pulses τ can, of course, also be pressure-reducing pulses.

Kuviossa 2 on havainnollistettu säädettävän paineen p suhdetta syöttöpaineeseen pFigure 2 illustrates the relationship of the adjustable pressure p to the supply pressure p

SS

suutin-läppä-järjestelmän 10,14 suutinraon s suuruuden funktiona. AS kuvaa normaalia lineaarista toiminta-aluetta, jolla myös keksinnön mukaiset muuntimet tai asennoittimet sopivimmin toimivat. Täten suutin 14 ei mene kokonaan kiinni eikä avaudu niin auki, että tultaisiin ominaiskäyrän epälineaariselle alaosalle. Kuviossa 2 p/p * 1 edustaa luonnollisesti asentoa, jossa läppä 10 on täysin kiinni ja p/p 0 asentoa, jossa läppä 10 on täysin auki. Keksinnön mukaisessa muuntimessanozzle-flap system 10,14 as a function of nozzle gap s size. AS describes a normal linear operating range in which the transducers or positioners according to the invention also work best. Thus, the nozzle 14 does not close completely and does not open so as to enter the nonlinear lower part of the characteristic curve. In Figure 2, p / p * 1 naturally represents a position in which the flap 10 is fully closed and p / p 0 represents a position in which the flap 10 is fully open. In the converter according to the invention

SS

joutuu primäärielementti, siis esim. läppä-suutin-laite 10,14 esim. magneettisesti aikaansaatuun värähtelevään liikkeeseen. Primäärielementti ja sitä mahdollisesti seuraavan pneumaattisen tai hydraulisen vahvistinyksikön sähköisten ja mekaanisten 4 59653 suureiden, kuten resistanssin, induktanssin ja liikkuvien jousien ja massojen vuoksi primäärielementti ei ehdi värähdysliikkessään saavuttaa ääriasentojaan (kuvio 2). Mainittujen ääriasentojen saavuttaminen ei edes ole kuvion 2 perusteella tarkoituk-senmukaistakaan, koska tästä järjestelmän lineaarisuus ja vahvistuskerroin huono-nisivat. Lisäksi käytännössä on todettu, että keksinnön mukaisen muuntimen tai asennoittimen vastenopeus kasvaa tiettyyn rajaan perustaajuuden f kasvaessa.the primary element, i.e. e.g. the flap-nozzle device 10,14, is subjected to e.g. magnetically induced oscillating motion. Due to the electrical and mechanical quantities of the primary element and possibly the subsequent pneumatic or hydraulic amplifier unit 4 59653, such as resistance, inductance and moving springs and masses, the primary element does not have time to reach its extreme positions in its oscillating motion (Figure 2). Achieving said extreme positions is not even expedient, even on the basis of Figure 2, since this would impair the linearity of the system and the gain. In addition, it has been found in practice that the response speed of the transducer or positioner according to the invention increases to a certain limit as the fundamental frequency f increases.

Kuvioiden 4,5 ja 6 mukaisesti käytetään niissä esitetyissä säätöjärjestelmissä elektronista yksikköä 20, joka toimii yhdistettynä signaali/pulssimuuntimena sekä eroelimenä ( Σ ). Edellä mainituista seikoista johtuen elektronisesta yksiköstä 20 lähtevät pulssit pyrkivät integroitumaan yksikön 20 jälkeisissä mekaanisissa ja pneumaattisissa tai hydraulisissa piireissä. Tämä voidaan esittää matemaattisesti seuraavasti k - p-JL fi dtAccording to Figures 4,5 and 6, the control systems shown therein use an electronic unit 20, which acts as a combined signal / pulse converter and a differential element (Σ). Due to the above, the pulses emanating from the electronic unit 20 tend to integrate in the mechanical and pneumatic or hydraulic circuits after the unit 20. This can be represented mathematically as k - p-JL fi dt

To J o missä k - verrannollisuuskerroin, p pneumaattinen tai hydraulinen paine,To J o where k is the proportionality factor, p is the pneumatic or hydraulic pressure,

Tq - perusjakso, τ « paineen nosto- tai laskupulssin kestoaika, I = sähköinen, elektroniikkayksikÖstä lähtevä pulssisuure (esim. magneettipiirin vakiovirta).Tq - basic period, τ «duration of the boost or drop pulse, I = electrical pulse quantity from the electronics unit (eg constant current of the magnetic circuit).

Kuvion 4 mukaiseen sähkö-pneumaattiseen muuntimeen kuuluu pneumaattinen vahvistin-rele 21, johon tuodaan pneumaattinen syöttöpaine p . Edellä selostetulla tavalla toimivan suutin-läppä-järjestelmän 10,12,14 avulla lähtöpaine PQUt säädetään tulo-signaaliin I. verrannolliseksi. Järjestelmän takaisinkytkentälenkkiin kuuluu pneumaattinen palje 27 ja voiman sähköiseksi signaaliksi muuntava elin 37. Johtoa 26 pitkin syötetään takaisinkytkentäsignaali 1^ yksikköön 20. Erosignaali I^n - 1^ perusteella muodostetaan kuviossa 3 esitetty ohjaussignaali (säätösignaali) ϊ(τ).The electro-pneumatic transducer according to Fig. 4 comprises a pneumatic amplifier relay 21 to which a pneumatic supply pressure p is applied. By means of the nozzle-flap system 10,12,14 operating as described above, the outlet pressure PQUt is adjusted to be proportional to the input signal I. The feedback loop of the system includes a pneumatic bellows 27 and a member 37 that converts the force into an electrical signal. A feedback signal 1 ^ is supplied to the unit 20 via line 26. Based on the difference signal I ^ n - 1 ^, the control signal sää (τ) shown in Fig. 3 is generated.

Kuviossa 5 on esitetty eräs keksinnön mukainen sähkö-hydraulinen toimisylinterin asennoitin. Asennoittimeen kuuluu hydraulinen toimisylinteri 30, jossa on mäntä 31 ja sen varsi 32, jonka asento tai siirtymä dQut on lähtösignaalina. Järjestelmään kuuluu asennon sähköiseksi signaaliksi muuntava elin 28, josta johdon 26 kautta johdetaan takaisinkytkentäsignaali 1^ yksikköön 20. Kuvion 5 mukaiseen säätöjärjestelmään kuuluu keksinnön mukaisesti värähtelevä suihkuputki 10', jonka suutti-men 34 kautta johdetaan hydraulinestettä suukappaleessa 35 yhtyviin putkiin 33a 5 59653 ja 33b. Putket 33a ja 33b on yhdistetty sylinterin 30 männän 31 vastakkaisille puolille siten, että värähtelevän suihkuputken 10' suuttimen 34 asennon mukaisesti toimisylinterin 30 mäntä 31 siirtyy säätösignaalia Ι(τ) vastaavaan asentoon. Tähän säätöjärjestelmään kuuluu hydraulipumppu 29 imu-altaineen 36.Figure 5 shows an electro-hydraulic actuator positioner according to the invention. The positioner includes a hydraulic actuator cylinder 30 having a piston 31 and an arm 32 whose position or displacement dQut is the output signal. The system includes an element 28 for converting the position into an electrical signal, from which a feedback signal 1 to the unit 20 is passed via a line 26. The control system according to Fig. 5 comprises an oscillating jet 10 'according to the invention. The tubes 33a and 33b are connected to opposite sides of the piston 31 of the cylinder 30 so that according to the position of the nozzle 34 of the oscillating spray tube 10 ', the piston 31 of the operating cylinder 30 moves to a position corresponding to the control signal Ι (τ). This control system includes a hydraulic pump 29 with a suction basin 36.

Kuviossa 6 on esitetty eräs keksinnön mukainen sähkö-pneumaattinen venttiilin asennoitin, johon kuuluu pneumaattinen vahvistinrele 21, jonka paine johdetaan säätöventtiilin 23 toimielimenä toimivalle kalvomoottorille 22. Asennoittimen takaisinkytkentäsilmukkaan kuuluu venttiilin 23 asennon sähköiseksi signaaliksi muuttava elin 24, joka johtoa 26 pitkin johtaa takai-sinkytkentäsignaalin 1^ yksikölle 20.Fig. 6 shows an electro-pneumatic valve positioner according to the invention, comprising a pneumatic amplifier relay 21, the pressure of which is applied to a diaphragm motor 22 acting as an actuator of the control valve 23. The positioner feedback loop includes a member 24 for converting the position of the valve 23 into an electric signal. ^ for unit 20.

Järjestelmän lähtösuureena on esim. venttiilin 23 säätämä virtaus F .The output of the system is, for example, the flow F controlled by the valve 23.

outout

Vaikka kuviossa 3 on säätösignaalina esitetty virtasignaali 1(τ) , niin on huomautettava että sähköisenä signaalina voidaan käyttää muutakin kuin virtaa. Sama pätee asetusarvosignaaliin tai tulosignaaliin 1^. Jos tulosignaa-lina käytetään virtasignaalia on sen alue esim. 4...20 mA:a.Although the current signal 1 (τ) is shown in Fig. 3 as a control signal, it should be noted that more than current can be used as the electrical signal. The same applies to the setpoint signal or the input signal 1 ^. If a current signal is used as the input signal, its range is eg 4 ... 20 mA.

Kuten edellä on todettu, voi perustaajuus f olla edullisesti verraten korkea. Käytännössä on eräissä sovellutuksissa sopivaksi taajuusalueeksi havaittu n. 30...40 Hz.As stated above, the fundamental frequency f may preferably be relatively high. In practice, in some applications, a suitable frequency range of about 30 ... 40 Hz has been found.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella.The following are claims within the scope of which the various details of the invention may vary within the scope of the inventive idea.

Claims (5)

5965359653 1. Sähkö-pneumaattinen tai hydraulinen muunnin tai asennoitin, jossa käytetään pneumaattista tai hydraulista suutin-läppä-järjestelmää (10,11,14) tai vastaavaa kuten suihkuputkea (10',34,35) ja johon läppään (10) tai vastaavaan (10') vaikutetaan sähköisellä ohjaussignaalilla, tunnettu siitä, että mainittuna sähköisenä ohjaussignaalina käytetään tietyllä perustaajuudella (fQ) värähtelevää pulssiketjua (Ι(τ)), jossa mainittua perustaajuutta (f^) vastaavan perusjakson (Tq) puitteissa muutetaan tulosignaaliin (1^) verrannollisesti pneumaattista tai hydraulista lähtöpainetta (p tai vastaavaa (d t) muuttavan pulssin kestoaikasuhdetta (t/CT^-t)) ja että mainittu läppä (10) tai vastaava (10') on järjestetty värähtelemään ominaiskäyränsä (kuvio 2) olennaisesti lineaarisella alueella (AS) niin, että mainittu läppä (10) tai vastaava (10') ei toimiessaan koskaan täysin sulje suutinta (14) eikä sitä täysin avaa, mikä on sopivimmin aikaansaatu valitsemalla mainittu perustaajuus (fQ) riittävän korkeaksi.An electro-pneumatic or hydraulic transducer or positioner using a pneumatic or hydraulic nozzle-flap system (10,11,14) or the like such as a spray tube (10 ', 34,35) and wherein the flap (10) or the like (10) ') is acted upon by an electrical control signal, characterized in that said electrical control signal is a pulse chain oscillating at a certain fundamental frequency (fQ) (Ι (τ)), in which a fundamental period (Tq) corresponding to said fundamental frequency (f that the hydraulic output pressure (p or the equivalent (dt) changing pulse duration ratio (t / CT ^ -t)) and that said flap (10) or the like (10 ') is arranged to oscillate its characteristic curve (Fig. 2) in a substantially linear range (AS) so that that said flap (10) or the like (10 '), when in operation, never completely closes the nozzle (14) and does not fully open it, which is preferably achieved by selecting said fundamental frequency (fQ) high enough respectively. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen muunnin tai asennoitin, tunnettu siitä, että mainittu perustaajuus (fQ) on suurempi kuin n. 30 Hz.A transducer or positioner according to claim 1, characterized in that said fundamental frequency (fQ) is greater than about 30 Hz. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen muunnin tai asennoitin, tunnettu siitä, että primäärielementtinä on sinänsä tunnettu pneumaattinen suutin-läppä-yhdistelmä (10,14), joka läppä (10) saatetaan värähtelemään mainitun pulssi-ketjun (Ι(τ)) avulla, joka pulssiketju (Ι(τ)) johdetaan läpän (10) tuntumaan sovitettuun sähkömagneettiseen kelaan (12) tai vastaavaan.Transducer or positioner according to claim 1 or 2, characterized in that the primary element is a pneumatic nozzle-flap combination (10, 14) known per se, which flap (10) is caused to oscillate by means of said pulse chain (Ι (τ)), which pulse chain (Ι (τ)) is applied to an electromagnetic coil (12) or the like arranged near the flap (10). 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen muunnin tai asennoitin, tunnettu siitä, että primäärielementtinä on värähtelevä suihkuputki (10'), jonka suutin (34) väräh-telee hydraulisen toimisylinterin (30) männän (31) eri puolille johtavien putkien (33a,33b) suukappaleen (35) yhteydessä.Transducer or positioner according to Claim 1, characterized in that the primary element is an oscillating nozzle (10 '), the nozzle (34) of which oscillates the mouthpiece of the tubes (33a, 33b) leading to different sides of the piston (31) of the hydraulic cylinder (30). 35) in the context of. 5. Patenttivaatimuksen 1,2,3 tai 4 mukainen muunnin tai asennoitin, tunnettu siitä, että mainitun sähköisen pulssiketjun (Ι(τ)) perustaajuus (fQ) on alueella 30...40 Hz. 1 Patenttivaatimuksen 1,2,3,4 tai 5 mukainen muunnin tai asennoitin, tunnet-t u siitä, että muuntimen lähtösignaalista (p ^) tai asennoittimen toimielimen (22;30,31,32) asennon (d ) perusteella muodostetaan sähköinen takaisinkytkentä-signaali (1^), ja että mainittu takaisinkytkentäsignaali (1^) johdetaan elektroni ikkayksikköön (20), joka on sovitettu toimimaan yhdistettynä eroelimenä (Σ) ja muuntimena, joka muuttaa analogisen tulosignaalin (I^n) mainituksi pulssiket-juksi (I(T)). 7 59653Transducer or positioner according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the fundamental frequency (fQ) of said electrical pulse chain (Ι (τ)) is in the range of 30 to 40 Hz. Transducer or positioner according to Claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that an electrical feedback device is formed from the output signal (p 1) of the transducer or on the basis of position (d) of the positioner actuator (22; 30, 31, 32). signal (1 ^), and that said feedback signal (1 ^) is applied to an electron age unit (20) adapted to act as a combined differential element (^) and a converter which converts the analog input signal (I ^ n) into said pulse chain (I ^ T )). 7 59653
FI794041A 1979-12-21 1979-12-21 ELPNEUMATISK ELLER -HYDRAULISK OMVANDLARE ELLER LAEGEDON FI59653C (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI794041A FI59653C (en) 1979-12-21 1979-12-21 ELPNEUMATISK ELLER -HYDRAULISK OMVANDLARE ELLER LAEGEDON
NO803813A NO156390C (en) 1979-12-21 1980-12-17 ELECTROPNEUMATIC OR ELECTRO-HYDRAULIC CONVERTER OR DRIVE DEVICE.
AT80108033T ATE16628T1 (en) 1979-12-21 1980-12-18 ELECTROPNEUMATIC OR ELECTROHYDRAULIC CONVERTER.
DK541380A DK541380A (en) 1979-12-21 1980-12-18 ELECTROPNEUMATIC OR ELECTRO-HYDRAULIC CONVERTER OR ACTUATOR
EP80108033A EP0031937B1 (en) 1979-12-21 1980-12-18 An electro-pneumatic or electro-hydraulic transducer
DE8080108033T DE3071256D1 (en) 1979-12-21 1980-12-18 An electro-pneumatic or electro-hydraulic transducer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI794041A FI59653C (en) 1979-12-21 1979-12-21 ELPNEUMATISK ELLER -HYDRAULISK OMVANDLARE ELLER LAEGEDON
FI794041 1979-12-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI59653B true FI59653B (en) 1981-05-29
FI59653C FI59653C (en) 1981-09-10

Family

ID=8513151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI794041A FI59653C (en) 1979-12-21 1979-12-21 ELPNEUMATISK ELLER -HYDRAULISK OMVANDLARE ELLER LAEGEDON

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0031937B1 (en)
AT (1) ATE16628T1 (en)
DE (1) DE3071256D1 (en)
DK (1) DK541380A (en)
FI (1) FI59653C (en)
NO (1) NO156390C (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4538644A (en) * 1983-06-09 1985-09-03 Applied Power Inc. Pressure regulator
DE4105062C2 (en) * 1990-09-19 1997-01-23 Helmut Prof Dipl Ing Hoenicke Electropneumatic positioner with pulse width control

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3099995A (en) * 1960-05-19 1963-08-06 Joens & Co Gmbh W H Electro-pneumatic transducer
US3456669A (en) * 1966-10-20 1969-07-22 Fisher Governor Co Piezoelectric transducer
DE2511752A1 (en) * 1975-03-18 1976-10-07 Ver Flugtechnische Werke Signal transducer for electrically controlled valves - has strip shaped piezo crystal controlling regulating unit with negative feedback loop
DE2811345C2 (en) * 1978-03-16 1986-12-11 Knorr-Bremse AG, 8000 München Pressure regulators for pneumatic pressures, in particular in vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
EP0031937B1 (en) 1985-11-21
NO156390B (en) 1987-06-01
ATE16628T1 (en) 1985-12-15
DK541380A (en) 1981-06-22
FI59653C (en) 1981-09-10
NO803813L (en) 1981-06-22
DE3071256D1 (en) 1986-01-02
EP0031937A1 (en) 1981-07-15
NO156390C (en) 1987-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3184254B2 (en) Mechanical bending element
US4665348A (en) Method for sensing and controlling the position of a variable reluctance actuator
US6079435A (en) Current to pressure converter
US4579137A (en) Electro-pneumatic current to pressure transducer and pneumatic and electronic control circuits therefor
JP2510667B2 (en) Electro-pneumatic position adjustment device
EP0554415B1 (en) Electropneumatic positioner
JP3015995B2 (en) Digital electropneumatic positioner
US4369804A (en) Electrohydraulic translation apparatus, in particular permitting control of a pressure in an automatic transmission
FI59653B (en) ELPNEUMATISK ELLER -HYDRAULISK OMVANDLARE ELLER LAEGEDON
WO2001065326A3 (en) Mass flow controller and method of operation of mass flow controller
DE60018155D1 (en) COMPRESSOR DRIVE CONTROL
US3416052A (en) Pulse width modulated position control circuit
EP0508781A2 (en) Proportional solenoid actuator and pump system including same
FI80507C (en) TRANSDUKTOR FOER OMVANDLANDE AV ELSIGNAL TILL TRYCKSIGNAL.
JP2008540978A (en) Fluid adjustment control
JPH09329268A (en) Drive method for electromagnetic control valve and drive device for electromagnetic control valve
JPS58135416A (en) Electromagnetic pneumatic type current pressure converter
JPH0448325Y2 (en)
RU1795418C (en) Electric air-operated positioner
JPS6188001A (en) Voice coil assembly for electro-pneumatic converter
JP2005520320A (en) Solenoid actuator with position-independent force
EP0086247B1 (en) Electropneumatic signal converter
FI73504C (en) Electropneumatic signal converter.
JPH08105402A (en) Electric-pneumatic converter
CA1152614A (en) Control circuit for current to pressure converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: S-INSTALLATION KY