NL8502280A - Automatisch instellende druk-reduceerklep. - Google Patents

Description

j t VO 7273

Automatisch instellende druk-reduceerklep.

De uitvinding heeft betrekking op een klep voor het regelen van de druk van een fluïdum. Meer in het bijzonder betreft de uitvinding een druk-regelende klep voor het regelen van de druk van een fluïdum aan de primaire zijde daarvan teneinde een constante fluïdum-5 druk aan de secundaire zijde daarvan te handhaven.

Een druk-regelende klep is in het algemeen van het type, waarbij een hoofdklep direct bestuurd wordt door de verplaatsingen van een diafragma of waarbij een hoofdklep, zoals een zuigerklep, indirect wordt gecommandeerd door een stuurklep.

10 De secundaire druk van een fluïdum werkt aan één zijde van het diafragma en de veerkracht van een druk-instellende veer aan de andere zijde daarvan. Wanneer er enige onbalans is tussen de twee krachten, wordt het diafragma verplaatst, waardoor een kleporgaan een hoeveelheid bestuurd door de klep doet stromen, teneinde de secundaire fluïdumdruk, 15 welke overeenstemt met de veerkracht van de veer, te handhaven.

Een instelschroef welke met schroefdraad verbonden is aan een klepkast wordt gebruikt voor het instellen van een gewenste secundaire fluïdumdruk. De schroef wordt met de hand gedraaid voor het instellen van de veerkracht van de druk-instellende veer totdat een drukmeter de 20 gewenste druk aangeeft. Deze constructie is zeer ongewenst, wanneer de insteldruk vaak verandert. Afstandsbediening of automatische besturing is niet mogelijk.

Een automatische stuurklep is derhalve bekend.

Volgens het werkbeginsel van een automatische stuurklep leert 25 de waarde welke geregeld moet worden, vastgesteld en vergeleken met een streefwaarde en de juistheid of instructie gebaseerd op enig verschil ertussen wordt omgezet in een signaal voor het commanderen van een klepbedieningsorgaan, zoals een elektromotor of een fluïdumaandrij-ving.

30 In het geval van een drukverlagende klep, wordt de secundaire druk vastgesteld door een druktaster en vergeleken met de streefwaarde welke voor een instelmechanisme wordt ingevoerd en het resultaat van de vergelijking wordt omgezet in een signaal voor het in werking stellen van een bedieningsorgaan, zoals een elektromotor, in een evenredige of 8502280 -2- differentiaal/integraal stuurcommando.

Deze klep vergemakkelijkt derhalve elke verandering in de streefwaarde en maakt afstandsbediening of automatische besturing mogelijk.

5 De automatische stuurklep is echter duur. Dit doordat een be- dieningsorgaan met een hoge output en een stuur voor het op ingewikkelde wijze verwerken van de signalen vereist zijn voor het rechtstreeks in werking stellen van het kleporgaan en wel nauwkeurig en snel.

De reactie is trager dan bij een drukverlagende klep voorzien 10 van een diafragma. Dit doordat het bedieningsorgaan niet rechtstreeks verbonden is met de signaalverwerking.

Het doel van de uitvinding is te voorzien in een drukverlagende klep welke een bedieningsorgaan heeft met een kleine output en welke elke verandering in het instellen van de druk vergemakkelijkt en ook 15 afstandsbediening en automatische besturing mogelijk maakt.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt met een drukverlagende klep, bestaande uit a) diafragma, een druk-instellende veer, middelen voor het instellen van de veerkracht van de veer en een bedieningsorgaan voor .20 het regelen van de instelmiddelen; b) een bedieningsorgaan dat in werking treedt, wanneer een vastgesteld verschil tussen de druk van het fluïdum aan de secundaire zijde van de klep en de streefwaarde voor een ingestelde druk groter is dan een standaard-verschil, terwijl deze buiten werking wordt ge- 25 steld, wanneer het vastgestelde verschil praktisch tot nul nadert.

De klep werkt op de navolgende wij ze.

Een gewenst streefdruk-niveau wordt ingesteld door éen instel- orgaan.

Een secundaire fluïdumdruk wordt vastgesteld door een druk-30 taster, continu of met regelmatige onderbrekingen. Een verschil tussen de secundaire fluïdumdruk en de streefdruk wordt vastgesteld en vergeleken met een standaardverschil door een vergelijkende regelinrichting. Wanneer het vastgestelde verschil groter is dan het standaard-verschil, wordt een signaal naar een aandrijving overgebracht voor in werking 35 stellen van het bedieningsmiddel, zodat het vastgestelde verschil tot nul kan worden teruggebracht.

» -3-

Het bedieningsorgaan wordt gecommandeerd door de aandrijfmid-delen, voor het doen draaien van het verende kracht-instellende middel, zoals een bekende instelschroef, en wel in beide richtingen voor.het instellen van de veerkracht van de druk-instellende veer. De resulte-5 rende vermazing van het diafragma bedient het kleporgaan voor het doen toe- of afnemen van de stroom van het fluïdum door de klep door het verhogen of het verlagen van de secundaire fluïdumdruk.

De secundaire fluïdumdruk wordt vastgesteld en overgebracht door de druktaster naar een vergelijkende regelinrichting.

10 Wanneer het vastgestelde verschil tot nul is teruggebracht, wordt een stopsignaal naar de aandrijving overgebracht, teneinde het bedieningsorgaan buiten werking te stellen.

. De drukverlagende klep, voorzien van een diafragma werkt op de navolgende wijze. Zolang de secundaire fluïdumdruk binnen het standaard-15 verschil ligt, werkt het bedieningsorgaan niet, doch de mechanische werking van het diafragma bereikt een verlaging van de fluïdumdruk. Indien deze afwijkt van het standaardverschil, treedt de bedieningsinrichting in werking, teneinde de veerkracht in te stellen en de druk-instellende veer als hierboven omschreven.

20 Volgens de uitvinding kan de ingestelde druk gemakkelijk worden veranderd en is het niet alleen mogelijk afstandsbediening toe te passen, doch ook een automatische bediening, wanneer de te regelen hoeveelheid is vastgesteld en in een streefwaarde is ingevoerd.

Het is voldoende gebruik te maken van een bedieningsmiddel met 25 een kleine output, aangezien dit dient voor het regelen van de middelen of het instellen van de veerkracht van de veer en niet vereist is voor het geven van een directe snelle werking van het kleporgaan. Het kleporgaan reageert snel op de mechanische werking van het diafragma, zoals dit bekend is.

30 De uitvinding verschaft een aantal speciale effecten, als hier onder beschreven.

Het bedieningsorgaan treedt slechts in werking, wanneer het vastgestelde verschil afwijkt van een standaard-verschil en stopt de functie wanneer het vastgestelde verschil tot nul is genaderd. Hieruit 35 volgt, dat het bedieningsorgaan niet vaak in werking treedt continu voor lange tijd, zodat de klep een grotere levensduur heeft dan een automatische stuurklep.

'850 2 28 9 * β -4-

Indien de drukverlagende klep van het type is met een stuur-klep, wordt deze stuurklep bediend door een kleine kracht voor het in werking stellen van een hoofdklep, welke een grotere kracht vereist om in werking te treden. Daar de druk-instellende veer een kleine 5 veerkracht heeft, is het voldoende een bedieningsmiddel toe te passen met een kleine output.

Het bedieningsorgaan kan gemakkelijk worden toegepast op elke bestaande drukverlagende klep, voorzover deze voorzien is van een axiaal beweegbare instelschroef voor de veer.

10 Indien het verschil tussen de secundaire fluïdumdruk en de ingestelde druk het standaard-verschil overschrijdt, treedt de bedieningsinrichting in werking, teneinde de ingestelde druk te veranderen om een grotere hoeveelheid fluïdum te doen doorstromen.· De klep volgens de uitvinding maakt een snellere bediening van de klep mogelijk 15 in het geval van een variatie in de secundaire fluïdumdruk van elke drukverlagende klep welke uitsluitend steunt op mechanische besturing.

De uitvinding zal meer gedetailleerd worden besproken met betrekking tot fig. 1.

De automatisch instellende drukverlagende klep volgens de uit-20 vinding omvat een mechanisch drukverlagend klepgedeelte 1, een elektro-motorisch gedeelte en een stuur- of regelgedeelte.

Het klepgedeelte 1 is gelijk aan een constructie met een bekende drukverlagende klep. Deze heeft een fluïduminlaat 2 en een fluï-dumuitlaat 3, welke verbonden zijn met een primaire doorgang 4, respec-25 tievelijk een secundaire doorgang 5. Het heeft een hoofdkleppoort 7 welke geopend en gesloten kan worden door een hoofdkleporgaan 6. Het kleporgaan 6 wordt door een veer in de poort-sluitende stand gedrukt en is door een klepstang verbonden met de zuiger 8.

De druk van het fluïdum/ dat door de hoofdkleppoort 7 naar de 30 fluïdumuitlaat 3 stroomt, werkt op het ondervlak van de zuiger 8, terwijl de druk van het fluïdum ook werkt op het bovenvlak, van de zuiger 8 via de doorgangen 9 en 11 ingevoerd door een stuurkleporgaan 12.

Het stuurkleporgaan 12 wordt door een veer in de gesloten stand gedrukt en is verbonden met een klepstang, welke in contact staat met het 35 ondervlak van het diafragma 13, zodat zijn neerwaartse verplaatsing het hoofdkleporgaan 12 in zijn geopende stand drukt.

8502280 t -5-

Wanneer het diafragma naar omlaag geplaatst wordt, wordt het stuurkleporgaan 12 naar omlaag gedrukt, zodat fluïdum vanuit de fluï-duminlaat 2 in de ruimte boven de zuiger 8 kan stromen via de doorgangen 9 en 11, waardoor de zuiger 8 zakt en hiermede het hoofdklep-5 orgaan 6, waarbij de hoofdkleppoort 7 wordt geopend waardoor fluïdum van de fluïduminlaat 2 naar de fluïdumuitlaat 3 kan stromen. Wanneer het diafragma 13 opwaarts beweegt, wordt het stuurkleporgaan 12 door de veer naar omhoog gedrukt door het verbreken van de fluïdumverbinding tussen de doorgangen 9 en 11 en fluïdum in het vlak boven de 10 zuiger 8 stroomt door de doorgang 11 naar de fluïdumuitlaat 3, in de ruimte rondom de klepstang vóór het hoofdkleporgaan en een doorgang 10, waarbij het hoofdkleporgaan 6 en de zuiger 8 opwaarts worden gedrukt voor het sluiten van de hoofdkleppoort 7.

De ruimte boven het diafragma 13 is met de vrije atmosfeer 15 verbonden door een doorgang 14 van kleine diameter en wordt in hoofdzaak op een gelijkmatige atmosferische druk gehouden. Een drukinstel-veer 16 is met het ondereinde in contact met het bovenvlak van het diafragma 13 en oefent een veerkracht daarop uit. Het boveneinde van de veer 16 wordt gesteund door een veerschotel en een instelschroef 17 20 met het andere einde in contact met de veerschotel zodat verdraaiing van de stelschroef 17 in beide inrichtingen de druk op de veer 16 kan instellen, behalve de veerkracht welke op het diafragma 13 wordt uitgeoefend. De stelschroef 17 werkt middels schroefdraad samen met een van inwendige draad voorzien orgaan, dat in het veerhuis 15 is beves-25 tigd, dat deel uitmaakt van het klephuis.

Het motorische gedeelte is verbonden met het klepgedeelte 1 door een juk 18, dat bevestigd is aan het veerhuis 15. Een uitgaande as 20 is coaxiaal mét de instelschroef 17 en is met het ondereinde verbonden met de zeskantige kop 42 van de schroef 17 door een verbindings-30 orgaan 19.

De uitgaande as 20 vormt de as van een kogelspie 21 van een tandwiel 22 en is bevestigd aan de buitenomtrek van de spie 21 en wordt gesteund tussen bovenste en onderste lagermiddelen 23 eh 24 tegen de verticale en radiale verplaatsing. De legerorganen 23 en 24 worden 35 vastgehouden tussen een montageplaat 25 en een bodemplaat 26. Een elektromotor 29 en een vertrager 28 zijn bevestigd op de montageplaat 25 en de uitgaande as 27 werkt samen met het tandwiel 22.

8502280 -6-

Wanneer de motor 29 wordt gedreven, wordt de uitgaande as 27 van de snelheidsvertrager 28 gedraaid voor het doen draaien van de buitenomtrek van de spie 21 via het tandwiel 22. Afhankelijk van de draairichting wordt de as 20 gedraaid voor een naar boven of naar be-5 neden gekeerde beweging, hetgeen verdraaiing van de instelschroef 17 in de ene of de andere richting tot gevolg heeft via het verbindings-orgaan 19.

De uitgaande as 20 is voorzien van een schijf 35, welke het vaststellen van de stelschroef 17 mogelijk maakt wanneer deze in zijn 10 bovenste en onderste eindstand is gekomen. Instelstandtasters 33 en 34 bevinden zich aan één zijde van de schijf 35, teneinde respectievelijk de bovenste en de onderste eindstand van de schroef 17 te kunnen vaststellen. De tastorganen 33 en 34 zijn bevestigd aan de zijwanden van de motor 29, respectievelijk de vertrager 28.

15 De tastorganen 33 en 34 zijn bij voorkeur lichtsensors van het flexibele type, ofschoon het uiteraard ook mogelijk is een ander type sensor toe te passen, zoals potentiometers, lichtschakelaars of magnetische sensors.

Een aandraaimiddel 30 bevindt zich naast de motor 29. Het motor-20 gedeelte is omsloten door een kap 36, welke deze tegen stof en vocht beschermt. Het motorgedeelte omvat voorts de noodzakelijke bedrading en aansluitingen, welke niet zijn weergegeven.

Het besturingsgedeelte omvat de standbepalende tasters 33 en 34, een vergelijkende bedieningsinrichting 31, een instelmiddel 32 voor de 25 streefdruk en een druktaster 40, welke zich bevindt in de secundaire fluidumdoorgang. Signaalleidingen 37 en 38 lopen van de tasters 33, resp. 34 naar de vergelijkende bedieningsinrichting 31. Een signaal-leiding 39 loopt van de druktaster 40 naar de vergelijkende bedieningsinrichting 31. Een signaalleiding loopt voorts van de instelmiddelen 30 32 naar de vergelijkende bedieningsinrichting 31. Een signaalleiding loopt van de vergelijkende bedieningsinrichting 31 naar de aandrijving 30. De vergelijkende bedieningsinrichting 31 kan naar keuze op de aandrijving 30 zijn geplaatst.

De streefdruk wordt ingesteld door het instelmiddel 32 en in de 35 vergelijkende bedieningsinrichting 31 ingevoerd en de druk van het fluïdum in de secundaire doorgang 5 wordt vastgesteld door de druktaster 40 en ingevoerd in de vergelijkende bedieningsinrichting 31, hetzij -7- . continu of met betrekkelijk korte intervallen. De vergelijkende bedieningsinrichting 31 berekend het verschil tussen de druk van het fluïdum in de secundaire doorgang 5, zoals waargenomen door de taster 40 en de streefdruk en vergelijkt dit met een standaard-verschil.

5 Indien het vergelijken een afwijking van het vastgestelde ver schil ten opzichte van een standaard-verschil aangeeft, brengt de vergelijkende bedieningsinrichting 31 een stuursignaal over naar de aandrijving 30, teneinde het waargenomen verschil op nul te brengen, dat wil zeggen de druk van het fluïdum in de secundaire doorgang 5 in 10 hoofdzaak gelijk aan de streefdruk.

De motor 29 wordt door de aandrijving 30 gedreven voor het instellen van de doorstroming van fluïdum door de klep. De vergelijkende bedieningsinrichting 31 brengt een stuursignaal over naar de aandrijving 30 voor het stoppen'van de werking van de motor'29, wanneer 15 het vastgestelde verschil praktisch nul wordt, dat wil zeggen wanneer dit valt binnen een gebied van kleine standaardverschillen, welke voldoend kleiner zijn dan het standaardverschil als hierboven bedoeld.

De standtasters 33 en 34 werken samen met de schijf 35 voor het waarnemen van de instelschreof 17 in respectievelijk zijn bovenste 20 en onderste stand en brengt een corresponderend signaal over naar de . vergelijkende bedieningsinrichting 31. Deze bedieningsinrichting 31 reageert sneller op deze beide signalen dan elk ander stuursignaal en brengt een signaal over naar de aandrijving 30 voor het stoppen van de werking van de motor 29. Dit maakt het mogelijk, dat ongewenste krach-25 ten optreden in het systeem voor het regelen van de instelschroef 17.

In fig. 1 is een langsdoorsnedeaanzicht weergegeven van een elektrisch bediende drukverlagende klep volgens de uitvinding, weergegeven in een blokschema van het stuurgedeelte.

8502 2 8 ü

P

1 een mechanisch drukreducerend drukgedeelte, 5 . een secundaire doorgang, 6 een hoofdkleporgaan, 8 een zuiger, 12 een stuurkleporgaan, 13 een diafragma, 15 een veerhuis, 16 een drukinstelveer, 17 een instelschroef, 20 een uitgaande as 21 een kogelspie, 27 een uitgaande as van de snelheidsvertrager, 29 een elektromotor, 30 een aandrijving, 31 een vergelijkende bedieningsinrichting, 32 een streefdruk-instelmiddel, 33 een standtaster voor het vaststellen van de bovenste stand, 34 een standtaster voor het vaststellen van de onderste stand, 35 een schijf, 40 een druktaster.

Claims (1)

1. .-9- CONCLUS IE Automatisch instellende drukreduceerklep voorzien van een diafragma, een drukinstelveer, middelen voor het instellen van de veerkracht van die veer en een bedieningsinrichting voor de regelmiddelen, met het kenmerk, dat de bedieningsinrichting zodanig is uitgevoerd .5 dat deze pas in werking treedt wanneer het drukverschil, vastgesteld tussen de druk van een fluïdum aan de secundaire zijde van de klep en een streefwaarde bij een ingestelde druk, groter is dan een stan-daardverschil, terwijl deze buiten werking wordt gesteld, wanneer dat vastgestelde verschil nagenoeg nul is. c' 8502280