NO139303B

NO139303B - DEVICE FOR REMOTE INDICATION OF A VALVE POSITION

Info

Publication number: NO139303B
Application number: NO1483/71A
Authority: NO
Inventors: David Charles Boath; Paul Mcneil Donachie; Thomas Mcpherson Glass
Original assignee: Scott Electronic Eng Ltd
Priority date: 1970-04-23
Filing date: 1971-04-21
Publication date: 1978-10-30
Also published as: JPS466885A; NO139303C; FR2099737A5; DK137205C; NL7105501A; DE2119494A1; DK137205B; ES390376A1; GB1327817A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for fjernanvisning The present invention relates to a device for remote control

av en ventils stilling på et anvisningssted i vesentlig avstand fra ventilens monteringssted. of a valve's position at a designated location at a significant distance from the valve's installation location.

Det er tidligere kjent anordninger av denne art som om- There are previously known devices of this kind which

fatter et antall variable motstander forbundet med hver sin ventil og som avgir et elektrisk signal i samsvar med den tilordnede ventils stilling til en tilkoblet likestrøms-forsterker, som på sin utgangsside har et dreiespoleinstrument. Sådanne anordninger har imidlertid vesentlige ulemper. For comprises a number of variable resistors connected to each valve and which emits an electrical signal in accordance with the associated valve's position to a connected direct current amplifier, which on its output side has a rotary coil instrument. However, such devices have significant disadvantages. For

det første er det vanskelig å unngå feil i viserinstrumentenes anvisninger som følge av de temperatursvingninger som oppstår på grunnlag av varierende belastning av likestrømforsterkeren. Videre er dreiespoleinstrumentene meget følsomme for og skades lett av vibrasjoner på monteringsstedet. Dette forhold er særlig fremtrendende ombord i skip. firstly, it is difficult to avoid errors in the indications of the indicating instruments as a result of the temperature fluctuations that occur on the basis of varying load on the DC amplifier. Furthermore, the turning coil instruments are very sensitive to and easily damaged by vibrations at the installation site. This situation is particularly prominent on board ships.

Fra tysk offentliggjørelsesskrift nr. 1.807.307 er det for-øvrig kjent utstyr for anvisning av vinkelstillingen av et gyrokompass. I dette utstyr er det nødvendig med ledninger mellom hver sender og mottager, samtidig som selve vinkel-stillingsindikatorens montering er meget komplisert. Videre foreligger det i det utstyr som er beskrevet i ovenfor angitte skrift vanskligheter med å sikre at sender og mottager for-synes med samme spenning, og hvis dette ikke er tilfelle vil ikke anvisningsutstyret kunne arbeide korrekt. Det er derfor nødvendig å anvende to separate spenningskilder, hvis ikke ytterligere forbindelsesledninger skal anordnes mellom sender og mottager. From German publication no. 1,807,307 there is also known equipment for indicating the angular position of a gyrocompass. In this equipment, cables are required between each transmitter and receiver, while the assembly of the angle position indicator itself is very complicated. Furthermore, in the equipment described in the above-mentioned document, there are difficulties in ensuring that the transmitter and receiver are supplied with the same voltage, and if this is not the case, the instruction equipment will not be able to work correctly. It is therefore necessary to use two separate voltage sources, if no further connection lines are to be arranged between transmitter and receiver.

På denne bakgrunn av kjent teknikk er det et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en anvisningsanordning av ovenfor angitt art og som er slik konstruert at de ovenfor angitte ulemper overvinnes. On this background of known technology, it is an object of the present invention to produce an indication device of the type indicated above and which is constructed in such a way that the disadvantages indicated above are overcome.

Oppfinnelsen gjelder således en anordning for fjernanvisning The invention thus relates to a device for remote control

av en ventils stilling på et anvisningssted i vesentlig avstand fra ventilens monteringssted, idet anordningen omfatter en variabel motstand forbundet med ventilen for å frembringe et elektrisk signal som angir ventilens stilling, samt en likestrømsforsterker koblet til en indikatorinnretning.. of a valve's position at an indication location at a significant distance from the valve's mounting location, the device comprising a variable resistance connected to the valve to produce an electrical signal indicating the valve's position, as well as a direct current amplifier connected to an indicator device..

Anordningens særtrekk i henhold til oppfinnelsen består herunder i at den variable motstand er forbundet med og danner en gren av en brokrets som er tilkoblet indikatorinnretningen, idet strøm tilføres den variable motstand fra anvisningsstedet, og nevnte likestrømsforsterker på sin inngangsside er koblet over en diagonal i brokretsen samt anordnet for å avgi utgangssignaler i avhengighet av brokretsens ubalanse, som skriver seg fra forandring av ventilens stilling og tilsvarende påvirkning av den variable motstand, til en servomotor anordnet for å drive indikatorinnretningens anvisende indikator mens en annen gren av brokretsen utgjøres av en ytterligere variabel motstand sammenkoblet med nevnte servomotor for å drives av motoren til gjenopprettelse av brokretsens balanse etter inntrådt ubalanse på grunn av forandring av ventilens stilling. The special feature of the device according to the invention is that the variable resistance is connected to and forms a branch of a bridge circuit which is connected to the indicator device, as current is supplied to the variable resistance from the indication point, and said direct current amplifier on its input side is connected across a diagonal in the bridge circuit as well as being arranged to emit output signals depending on the bridge circuit's imbalance, which results from a change in the position of the valve and the corresponding influence of the variable resistance, to a servo motor arranged to drive the indicating indicator of the indicator device while another branch of the bridge circuit is constituted by a further variable resistance coupled with said servomotor to be driven by the motor to restore the balance of the bridge circuit after an imbalance has occurred due to a change in the valve's position.

Ved å utføre oppfinnelsens anvisningsanordning på denne måte oppnås en vesentlig enklere montering enn det som kan oppnås ved tilsvarende kjent teknikk, idet det bare er nødvendig med to ledninger i stedet for tre mellom ventilen og anvisningsstedet. Utelukkende lavspent likestrøm benyttes på forbindelsesledningene, og dette er et viktig punkt med hensyn til sikkerheten, særlig i de tilfeller de overvåkede ventiler er anbrakt i rom med brennbar atmosfære, for eksempel i tankskip. Enhver ubalanse i brokretsen avføles på enkel og pålitelig måte ved hjelp av en forsterker som avgir et tilsvarende signal til en servomotor, som i sin tur driver en variabel motstand således at den derved forandrede motstandsverdi bringer broen tilbake i balanse, og en indikator anviser den oppnådde ventilstilling i balansetilstanden. By carrying out the indication device of the invention in this way, a significantly simpler installation is achieved than that which can be achieved with corresponding known techniques, since only two wires are needed instead of three between the valve and the indication point. Only low-voltage direct current is used on the connection lines, and this is an important point with regard to safety, especially in cases where the monitored valves are placed in rooms with a flammable atmosphere, for example in tankers. Any imbalance in the bridge circuit is sensed in a simple and reliable way by means of an amplifier which emits a corresponding signal to a servo motor, which in turn drives a variable resistance so that the thereby changed resistance value brings the bridge back into balance, and an indicator indicates the achieved valve position in the balance state.

Anvisningsanordningen i henhold til oppfinnelsen vil nå The instruction device according to the invention will reach

bli nærmere beskrevet ved hjelp av et utførelseseksempel og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: be described in more detail by means of an embodiment example and with reference to the attached drawings, after which:

Fig. 1 viser en del av et overvåkningspanel med stillings-indikator for antall ventiler i henhold til oppfinnelsen, Fig. 2 er en uttrukket skisse av en servo-motor med delvis bortskårne deler samt en indikator for foreliggende anvisningsanordning , Fig. 3 viser elektrisk koblingsskjema for foreliggende utførelse av anvisningsanordningen, og Fig. 4 viser skjematisk monteringen av anordninaen i et rør-ledningsanlegg. Fig. 1 shows part of a monitoring panel with a position indicator for the number of valves according to the invention, Fig. 2 is an extended sketch of a servo motor with partially cut away parts as well as an indicator for the present indication device, Fig. 3 shows an electrical connection diagram for the present embodiment of the guidance device, and Fig. 4 schematically shows the installation of the device in a pipeline system.

I fig. 1 er forskjellige rørledninger 1 opptegnet på et overvåkningspanel, hvorav bare en del er vist, og som også omfatter stillingsindikatorer 2,3,4 for tre ventiler i vedkommende anlegg. Indikatoren 2 anviser en ventil i helt åpen tilstand, indikator 3 angir en ventil i helt stengt tilstand, mens indikatoren 4 angir en ventil i en mellom-liggende stilling, omtrent halvåpen. In fig. 1, different pipelines 1 are recorded on a monitoring panel, of which only a part is shown, and which also includes position indicators 2,3,4 for three valves in the plant in question. Indicator 2 indicates a valve in a fully open state, indicator 3 indicates a valve in a fully closed state, while indicator 4 indicates a valve in an intermediate position, approximately half open.

Av fig. 2 vil det fremgå at hver indikator 2,3 eller 4 omfatter en farvet stav 5 som er montert på akslen 6 for en servo-styrt motor 7. Staven 5 er anbragt mellom en frontglassplate 8 og en skalaplate 9 som holdes i passende innbyrdes avstand From fig. 2 it will be seen that each indicator 2,3 or 4 comprises a colored rod 5 which is mounted on the shaft 6 of a servo-controlled motor 7. The rod 5 is placed between a front glass plate 8 and a scale plate 9 which are kept at a suitable distance from each other

av en O-ring 10 og på plass av et omsluttende hylster 11. of an O-ring 10 and in place of an enclosing sleeve 11.

Motoren 7 er sammen med en utvekslingsmekanisme montert inne The motor 7 is mounted inside together with an exchange mechanism

i en kappe 12 og bæres av en del 13, som også bærer et ringformet motstandselement 14. Akslen 6 bærer en forskyvbar kontaktarm 15 for motstandselementet 14 samt en stopp-pinne 16 anordnet for bevegelse mellom gummistoppere 17, som utgjør deler av klemmer 18 som holder motstandselementet 14 på plass. in a jacket 12 and is carried by a part 13, which also carries an annular resistance element 14. The shaft 6 carries a displaceable contact arm 15 for the resistance element 14 as well as a stop pin 16 arranged for movement between rubber stoppers 17, which form parts of clamps 18 that hold the resistance element 14 in place.

Bevegelsen av staven 5 gjøres avhengig.av ventilstillingen The movement of the rod 5 is dependent on the valve position

ved å velge utvekslingsforholdet for motoren 7 på en sådan måte at ventilbevegelsen mellom åpen og stengt stilling representeres av en 90° dreining av staven 5. En ytterligere 10° dreining av staven gjøres mulig ved hver ende av dens bevegelsesområde for å kunne angi en eventuell elektrisk feil i motstandselementet 14 eller den forbindelselinje som er til-knyttet ventilen. by choosing the gear ratio of the motor 7 in such a way that the valve movement between the open and closed position is represented by a 90° rotation of the rod 5. A further 10° rotation of the rod is made possible at each end of its range of motion to be able to indicate a possible electrical fault in the resistance element 14 or the connection line connected to the valve.

En trykt elektrisk krets 19, som omfatter en forsterker og ytterligere komponenter for servo-styring av motoren 7, er festet inne i kappen 12 og vist skjematisk i fig. 3, som det nå vil bli henvist til. En-bro-krets er dannet av faste motstander R2 og R3 samt variable motstander 14 og 20, idet motstanden 14 er det motstandselement som er vist i fig. 2, A printed electrical circuit 19, which comprises an amplifier and further components for servo control of the motor 7, is fixed inside the casing 12 and shown schematically in fig. 3, to which reference will now be made. A bridge circuit is formed by fixed resistors R2 and R3 as well as variable resistors 14 and 20, the resistor 14 being the resistance element shown in fig. 2,

og motstanden 20 er et resistivt avfølingselement montert på akslen av den ventil som overvåkes. Motstandene RV1 og RV2 and the resistor 20 is a resistive sensing element mounted on the shaft of the valve being monitored. The resistors RV1 and RV2

er anordnet for innstilling av nullpunkt og skalautslag for indikatoren. Utgangssignalet fra broen tilføres en forsterker 21, som kan være en integrert krets i form av en SN 72709- is arranged for setting the zero point and scale output for the indicator. The output signal from the bridge is fed to an amplifier 21, which can be an integrated circuit in the form of a SN 72709-

enhet, hvis forsterkning er bestemt av forholdet mellom tilbakekoblingsmotstanden R5 og inngangsmotstanden R4. device, the gain of which is determined by the ratio of the feedback resistor R5 to the input resistor R4.

Utgangssignalet fra forsterkeren 21 tilføres den felles basisforbindelse for transistorene VT1 og VT2 som er komplementære henhv. NPN- og PNP- transistorer, for eksempel av type The output signal from the amplifier 21 is supplied to the common base connection for the transistors VT1 and VT2 which are complementary or NPN and PNP transistors, for example of type

ZN3704 og ZN3702. Avhengig av polariteten av broens ubalanse ZN3704 and ZN3702. Depending on the polarity of the bridge unbalance

vil en av transistorene VT1 eller VT2 være i ledende one of the transistors VT1 or VT2 will be conducting

tilstand, hvilket får motoren 7 til å drive kontaktarmen for servo-motstanden 14 inntil balanse er oppnådd. Motstanden condition, causing the motor 7 to drive the contact arm of the servo resistor 14 until balance is achieved. The resistance

R7 har som oppgave å begrense maksimalstrømmen til motoren 7. The task of R7 is to limit the maximum current to motor 7.

Krafttilførselen til kretsklemir.ene 22 og 23 foregår ved henhv. pluss og minus 6 volt i forhold til en fellesklemme 24, og kondensatorer C4 og C5 er anordnet for å forhindre at forstyrrelser i krafttilførselen frembringer ustabilitet i forsterkeren 21. En 2 ampere dobbeltspennings-enhet er i stand til å drive opptil 130 stillingsindikatorer. The power supply to the circuit terminals 22 and 23 takes place by plus and minus 6 volts relative to a common terminal 24, and capacitors C4 and C5 are provided to prevent disturbances in the power supply from causing instability in the amplifier 21. A 2 amp dual voltage unit is capable of driving up to 130 position indicators.

Monteringen av anvisningsanordningen er vist skjematisk i fig. 4, idet Zener-barriereenheter 25 er anordnet ved grensen til et farlig område 26 som*omgir de ventiler 27 og 28 som skal overvåkes. Som vist, befinner ventilen 27 The assembly of the guidance device is shown schematically in fig. 4, Zener barrier units 25 being arranged at the boundary of a hazardous area 26 surrounding the valves 27 and 28 to be monitored. As shown, the valve is located at 27

seg i stengt stilling, mens ventilen 28 er i åpen stilling. Motstanden 20 utgjør det resistive avfølingselement for ventilen 28, og er vist i forstørret målestokk ved siden av ventilen 28 med den bevegelige kontaktarm 29 montert på ventilakslen 30. En liknende avføler, som ikke er vist, er på samme måte tilordnet ventilen 27. Forbindelsesledninger er ført over kontaktklemmer fra ventilene 27 og 28 til indikatorene 2 og 3, som er vist i figur 4. itself in the closed position, while the valve 28 is in the open position. The resistance 20 constitutes the resistive sensing element for the valve 28, and is shown on an enlarged scale next to the valve 28 with the movable contact arm 29 mounted on the valve shaft 30. A similar sensor, which is not shown, is similarly assigned to the valve 27. Connecting lines are led across contact terminals from valves 27 and 28 to indicators 2 and 3, which are shown in figure 4.

Det vil innses at indikatorene vil bibeholde sine stillings-anvisninger i tilfelle av svikt i krafttilførslen. It will be realized that the indicators will retain their position instructions in the event of a failure of the power supply.

Claims

Device for remote indication of a valve's position at an indication point at a significant distance from the valve's mounting location, the device comprising a variable resistance connected to the valve to produce an electrical signal indicating the valve's position, as well as a direct current amplifier connected to an indicator device,

characterized in that the variable resistor (20) is connected to and forms a branch of a bridge circuit (R2, R3, 14, 20) which is connected to the indicator device, current being supplied to the variable resistor from the indication point and said DC amplifier (21) on its input side is connected across a diagonal in the bridge circuit and arranged to emit output signals depending on the imbalance of the bridge circuit, which is written from a change in the position of the valve and the corresponding influence of the variable resistance, to a servo motor (7) arranged to drive the indicating device indicator (2,3,4), while another branch of the bridge circuit consists of a further variable resistor (14) connected to said servo motor (7) to be driven by the motor to restore the balance of the bridge circuit after an imbalance has occurred due to a change in the valve's score.