FI77123C - Floedesregulator. - Google Patents

Description

77123

VIRTAUSSÄÄDIN

Keksintö kohdistuu virtaussäätimeen, jolla ilman apuener-giaa voidaan säätää nestemäisten, höyrymäisten ja kaasumaisten aineiden virtausta tulo- ja lähtöpaineista (paine-erosta) riippumattomaksi riittävällä tarkkuudella.

5 Ennestään tunnetaan mainittuun tarkoitukseen kehitettyjä säätimiä. Epäkohtina näissä virtaussäätimissä on se, että virtauksen mittausaukossa synnyttämä paine-ero ilman väli-vahvistusta vaikuttaa siihen elimeen, jonka aiheuttama kuristus vaihtelee siten, että virtaus pysyy riittävän 10 tarkasti halutussa arvossa (amerikkalaiset patenttijul kaisut 2800919, 3074422 ja 3926213, saksalaiset patenttijulkaisut 851135 ja 1046352, saksalaiset hakemusjulkaisut 2747172 ja 2365679 sekä suomalainen patenttihakemus 20.8. 1973, Seppo Maijanen). Amerikkalaisen patenttijulkaisun 15 4364409 mukaisen keksinnön käsittämässä virtaussäätimessä käytetään hydraulista apuenergiaa, joten se poikkeaa oleellisesti tämän keksinnön mukaisesta omavoimaisesta virtaus-säätimestä.

Tämän keksinnön mukaiselle virtaussäätimelle on tunnusomais-20 ta se, että sen toiminta perustuu omavoimaiseen servovahvis- timeen, minkä ansiosta mittauselimeen, joka ilmaisee virtauksen muutokset, kohdistuu vain erittäin vähäisiä häiriö-voimia. Tällöin voidaan mittauselin konstruoida paine-eron, valmistuksen, pitkäaikaisen käytön ja huoltotarpeen kannal-25 ta edullisella tavalla.

Tarkemmin, mikä on tunnusomaista tälle keksinnölle on se, mitä on mainittu patenttivaatimuksissa 1. ja 2.

2 77123

Oheistetussa piirustuksessa on esitetty eräs keksinnön mukaisen virtaussäätimen periaatekuva pystyleikkauksessa. Säädin koostuu kiinteään runkoon kuuluvasta mittauskam-miosta (9) ja säätökammiosta (10). Säädin voidaan varus-5 taa myös näytinosalla (11).

Mittauskammion 9 sisällä on asetettavissa oleva tunnetulla tavalla konstruoitu kuristin (1), kalvomainen (kuvassa) tai uimurimainen elin (3), jousi (2) ja kalvon (3) liikkeen välittävä karamainen elin (4).

10 Säätökammion (10) sisällä on kalvomainen (kuvassa) tai ui murimainen elin (6), tämän elimen liikkuessa muuttuva aukko (7), jousi (8) sekä karamaisen elimen (4) ja kalvomai-sen elimen (6) välisen etäisyyden mukana muuttuva aukko (5). Aukko (5) voi olla vaihtoehtoisesti kiinteässä runko-15 osassa (10), jolloin sen kuristusvaikutus riippuu yksino maan karamaisen elimen (4) asemasta. Näytinosa (11) ei ole keksinnön kannalta oleellinen.

20 Toimintaperiaate.

Asetussuureen arvo eli haluttu virtaus asetellaan kuristusta (1) tunnetulla tavalla muuttamalla. Kuristuksessa (1) syntyy virtauksesta riippuva paine-ero. Mainittu paine-ero 25 puolestaan synnyttää kalvomaisessa elimessä (3) fysiikan la kien mukaisesti voiman, jota vastaan vaikuttaa jousen (2) jousivoima. Virtauksen kasvaessa kalvo pyrkii liikkumaan siten, että jousivoima kasvaa. Tämä liike välitetään karamaisen elimen (4) avulla servovahvistimena toimivan auk-30 ko (5) - kalvo (6)-yhdistelmän aukolle (5) siten, että kun karamainen elin (4) liikkuu virtauksen suuntaan, kasvaa aukon (5) aiheuttama kuristus,ja siinä syntyvä paine-ero samalla kasvaa. Tämä paine-ero synnyttää kalvomaisessa elimessä (6) voiman, joka pyrkii liikuttamaan sitä virtauksen 35 suuntaan ja pienentämään säätöaukkoa (7). Aukko (7) piene nee, kunnes virtaus asettuu sen suuruiseksi, että jousen (2) voima ja kalvomaisessa elimessä (3) virtauksesta riippuvan paine-eron aiheuttama voima ovat tasapainossa. Keksinnölle on luonteenomaista se, että vahvistuselin toimii 40 omavoimaisena servovahvistimena, ja sen avulla saadaan eli- 3 77123 men (6) säätöaukkoa (7) sulkevan osan asema seuraamaan elimen (3) asennon muutoksia ilman, että säätöaukon (7), jousen (8) ja elimen (6) aiheuttamat häiriövoimat vaikuttavat mittauselimiin (2) ja (3).

5

Keksinnön edut.

Samaan suuntaan kuin kalvomaisen elimen (6) voima vaikuttaa 10 myös aukossa (7) paine-eron aiheuttama mainittua aukkoa sul kevaan osaan (6) kohdistuva voima. Viimeksi mainittu voima on suurimmillaan silloin, kun säätimen yli esiintyvä paine-ero P1-P2 ja samalla myös aukon (7) yli vaikuttava paine-ero ovat suurimmillaan. Tästä seuraa, että elimen (6) yli esiin-15 tyvä paine-ero on pienimmillään silloin, kun paine-ero P1-P2 on suurimmillaan ja kääntäen elimen (6) yli vaikuttava paine-ero on suurimmillaan silloin, kun paine-ero P1-P2 on pienimmillään. Vastaavasti aukkoa (5) sulkevan elimen (4) kautta mittauselimeen (3) kohdistuva voima on pienimmillään sil-20 loin, kun säätimen yli vaikuttava paine-ero P1-P2 on suurim millaan ja kääntäen. Tämä on erilainen ilmiö kuin aikaisemmin tunnetuissa omavoimaisissa virtaussäätimissä.

Tämän keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta virtaussäädin voidaan yksinkertaisesti ja toimintavarmasti tehdä sellaisek-25 si, että mittauselimeen kohdistuva säätimen yli vaikuttavan paine-eron vaihtelusta aiheutuva voima on koko toimialueella hyvin pieni. Lisäksi vahvistinelimen (6) ansiosta voidaan käyttää hyvin pientä paine-eroa mittauselimellä (3), jolloin vastaavasti aukko (1) voi olla suuri. Tämä on eduksi roskien 30 aiheutaman tukkeutumisvaaran torjumiseksi sekä pitkäaikai sessa käytössä aukkoon kertyvien kontaminaatioiden aiheuttaman asetussuureen arvon muuttumisen vähentämiseksi. Lisäksi mittauksessa tarvittavan aikaisempaa pienemmän paine-eron ansiosta on mahdollista yksinkertaisesti soveltaa tunnettua 35 hydraulista siltaratkaisua mittauksessa, jolloin virtaavan aineen viskositeettivaihteluiden aiheuttamat virheet vähenevät.

Vahvistinelimen (6) ansiosta myöskään säätöaukossa (7) mah dollisesti esiintyvät kitkavoimat eivät vaikuta mittauseli- 40 meen, joten säätöaukon (7) rakenne- ja mitoitusratkaisut 4 77123 on mahdollista tehdä monipuolisemmin kuin aikaisemmin tunnettujen keksintöjen mukaisissa ratkaisuissa.

Koska keksinnön mukaisessa säätimessä kuristuselin (1) voi olla kiinteässä runko-osassa ja siinä synnytettävä paine-5 ero olla pieni, voidaan tämän keksinnön mukaista säädintä soveltaa aikaisempien keksintöjen mukaisia säätimiä paremmin kauko-ohjaukseen ja muiden suureiden säätöön.

11

Claims (9)

1. Omavoimainen virtaussäädin, joka ilman ulkoista apue-nergiaa säätää lävitseen virtaavan neste-, höyry- tai kaa-5 suvirtauksen tulo- ja lähtöpaineiden välisestä paine-erosta riippumattomasti ennalta aseteltuun arvoon säätimelle ominaisen toimialueen ja tarkkuuden puitteissa, ja johon kuuluu kiinteä runko-osa, minkä muodostavat mittauskammio-osa (9) ja säätökammio-osa (10) ja niissä sijaitsevat tuloyhde (14) sekä 10 lähtöyhde (15), tunnettu siitä, että mittauskam- mio-osassa (9) on aseteltavissa oleva mittausaukkoelin (1), kalvomainen elin (3) sekä jousi (2) ja säätökammio-osassa (10) on jousen (8), kalvomaisen elimen (6) ja siinä olevan aukon (5) muodostama omavoimainen servovahvistin sekä kal-15 vomaisen elimen (6) asennosta riippuva säätöaukko (7), sekä että kalvomaisen mittauselimen (3) asento suoraan tai kara-maisen elimen (4) välityksellä vaikuttaa aukon (5) kuristukseen ja että kalvomaisen elimen (6) asento seuraa kalvomaisen mittauselimen (3) asennonmuutoksia.

2. Omavoimainen virtaussäädin, joka ilman ulkoista apue- nergiaa säätää lävitseen virtaavan neste-, höyry- tai kaa-suvirtauksen tulo- ja lähtöpaineiden välisestä paine-erosta riippumattomasti ennalta aseteltuun arvoon säätimelle ominaisen toimialueen ja tarkkuuden puitteissa, ja johon kuuluu 25 kiinteä runko-osa, minkä muodostavat mittauskammio-osa (9) ja säätökammio-osa (10) ja niissä sijaitsevat tuloyhde (14) sekä lähtöyhde (15), tunnettu siitä, että mittauskam-mio-osassa (9) on aseteltavissa oleva mittausaukkoelin (1), kalvomainen elin (3) sekä jousi (2) ja säätökammio-osassa 30 (10) on jousen (8), kalvomaisen elimen (6) ja kiinteässä rungossa olevan aukon (ei esitetty kuvassa) muodostama omavoimainen servovahvistin sekä kalvomaisen elimen (6) asennosta riippuva säätöaukko (7), sekä että kalvomaisen mittaus-elimen (3) asento suoraan tai karamaisen elimen (4) välityk-35 sellä vaikuttaa mainitun rungossa olevan aukon kuristukseen ja että kalvomaisen elimen (6) asento seuraa kalvomaisen mittauselimen (3) asennonmuutoksia.

3. Patenttivaatimuksen 1. tai 2. mukainen virtaussäädin, tunnettu siitä, että runko-osa muodostuu 40 yhdistetystä mittaus- ja säätökammiosta. 6 77123

4. Patenttivaatimusten 1.,2. ja 3. mukainen virtaussäädin, tunnettu siitä, että mittausaukkoelin (1) sijaitsee kalvomaisessa elimessä (3).

5. Patenttivaatimusten 1.,2.,3. ja 4. mukainen virtaussäädin, 5 tunnettu siitä, että mittausaukkoelin on varus tettu kauko-ohjauksella.

5 771 23

6. Patenttivaatimusten 1.,2., j a 3. mukainen virtaussäädin, tunnettu siitä, että mittausaukon (1) kokoon vaikuttaa jokin muu suure.

7. Patenttivaatimusten 1.,2.,3.,4.,5. ja 6. mukainen vir taussäädin, tunnettu siitä, että se on varustettu takaiskuventtiilitoiminnolla.

8. Patenttivaatimusten 1.,2.,3.,4.,5.,6., ja 7. mukainen virtaussäädin, tunnettu siitä, että se on va- 15 rustattu virtausosoituksella (11 ja 11.1).

9. Patenttivaatimusten 1.,2.,3.,4.,5.,6.,7. ja 8. mukainen virtaussäädin, tunnettu siitä, että se on varustettu hälytystoiminnolla. 7 77123