NO156024B - Stroemningsfoeler som er foelsom overfor fluidumstroemmer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en strømningsføler som er følsom overfor fluidumstrømmer innenfor et område fra over et på forhånd bestemt minimum til under et på forhånd bestemt maksimum for å angi at fluidumstrømmen ligger innenfor dette området, og at minimum fluidumstrøm er overskredet og som ikke er følsom overfor fluidumstrømmer under det på forhånd bestemte minimum eller over det på forhånd bestemte maksimum, for derved å unngå å gi falsk indikasjon av fluidumstrømmene.

Ekstraordinære krav stilles til hydrauliske systemer i fly. Hydrauliske væsker som benyttes må tåle temperaturer fra -55 til +135°C og enkelte ganger høyere,

og de hydrauliske væsker må være fullstendig flytbare og virksomme i det hydrauliske system under disse betingelser.

Slitasje av delene i systemet fører til at

det dannes meget fine partikler, vanligvis 0,05 til 1 mikron i diameter. Selv om disse fine partikler er så små at de enkeltvis ikke skaper problemer og hindringer har de allikevel tilbøyelighet til å bli bunnfelt i områder der strøm-ningshastigheten er forholdsvis lav, og dessuten har par-tiklende tilbøyelighet til å samle seg i de små klaringer

(ofte på 5 mikron og mindre) som finnes i pumpestempler, i servoventiler, drivanordninger, ventiler og andre kompo-nenter. I tidens løp kan alvorlige hindringer bygges opp også med slike små partikler. I virkeligheten er det de meget fine partikler som er årsaken til pumpesvikt i slike systemer.

På grunn av dette er det nu alminnelig aner-kjent at ren hydraulisk væske krever effektiv filtrering.

Det er i denne forbindelse helt nødvendig at man settes i stand til å bestemme om filtret i systemet er i stand til å fjerne meget små partikler og har tilstrekkelig strøm-ningskapasitet til å tilfredsstille de krav systemet stiller. Under normal flyvning vil en strøm av hydraulisk væske på

20 liter til 45 liter/min eller mindre være tilstrekkelig,

men når landingsflaps eller annet stortfhydraulisk drevet utstyr bringes i virksomhet, kan det bli behov for høyere strømningshastigheter og da betydelig mer enn 4 5 liter/min under visse betingelser. Strømningskapasiteten for et filter

.er naturligvis en funksjon av overflatearealet, og på den

begrensede plass man har i et fly er det bare ganske nylig man har fremstilt filterelementer som er tilstrekkelig ro-buste til tjeneste i hydrauliske systemer og med evne til å skille ut fine partikler, samt tilstrekkelig strømnings-kapasitet til å tilfredsstille de krav det her gjelder.

U.S. patent 3.262.563, 3.262.564, 3.262.565

og canadisk patent 742.051 beskriver filteranordninger som er i stand til å fjerne en vesentlig andel av meget fine partikler så små som 0,05 mikron, såvel som nesten alle partikler over 0,4 5 mikron i diameter, og samtlige partikler over 3 mikron i diameter, samtidig med at filtrene er i stand til å føre en strømningsmengde som er så stor som man måtte ønske for hver enkelt anvendelse. En filtrert strøm fås vedalle strømningshastigheter, men ved strømningshastig-1 heter som er over et på forhånd bestemt maksimum blir bare en del av strømmen filtrert gjennom det primære filterelement som har lavest filtreringsevne og er i stand til å fjerne alle partikler med så liten diameter som 3 mikron. Resten av strømmen blir avledet med c.en strømningsregulerende ventil gjennom et sekundærfilter med normal strømningskapa-sitet og en høyere filtreringsevne, i stand til å fjerne mesteparten av innkommende partikler så små som 1,5 mikron eller mer i diameter og alle innkommende partikler som er over 15. mikron. Den normale strøm gjennom primærelementet svarer til det maksimum som kreves pluss en sikringsmargin for normal drift av det system der elementet er installert. Bare når det oppstår ekstra-ordinære krav til gjennomstrøm-ningen, ut over det nevnte maksimum, vil strømningsreguler-ingsventilen lede den overskytende del av strømmen gjennom det sekundære filterelement (det grove element). Da slike ekstraordinære krav til strømningen vanligvis bare oppstår i korte perioder på mindre enn 2 til 3% av den totale"fly-tid vil filteranordningen i henhold til oppfinnelsen på en effektiv måte holde det sylindriske fluidum stort sett fri for partikler som er større enn 0,45 mikron i diameter fordi eventuelle partikler som kan komme inn i væsken på tider med ekstraordinar strømning senere fjernes med normal strømning.

Et ytterligere trekk muliggjør disse filter- • anordningers opprettholdelse av en filtrert strøm gjennom det sekundære eller grove filterelement når primærelementet blir tilstoppet eller utgjør en slik hindring at gjennomstrømningen fører til en trykkforskjell over dette element, større en et på forhånd bestemt minimum. I dette tilfellet vil den strømningsregulerende ventil sørge for omledning gjennom det sekundære filterelement, og det vil gjennom dette element strømme mer enn det som det delvis eller helt tilstoppede primærelement kan slippe gjennom.

En ytterligere omledning kan, om man ønsker det, anordnes for det sekundære filterelement slik at når dette element blit tilstoppet eller det utgjør en slik hindring at trykkforskjellen over elementet stiger over et på forhånd bestemt minimum, vil all strøm av hydraulisk væske gjennom filteranordningen bli ledet utenom både de primære og sekundære filterelementer. Normalt har man imidlertid god tid til å etterse det tilstoppede primærelement før det sekundære filterelement også blir tilstoppet. Av den grunn vil den annen omledning bare tre i virksomhet i meget spesille tilfeller.

I visse hydrauliske systemer som ikke tåler forurensninger større enn 15 mikron kan det være hensikts-messig å utelate omledningsventilen rundt det sekundære filterelement, og i så tilfelle bør det sekundære filterelement fortrinnsvis være fremstilt med en innvendig støtte slik at det tåler systemets fulle trykk som trykkforskjell over elementet.

For kontroll med omledningen av væske fra

det primære filterelement ved strømningshastigheter over det på forhånd bestemte maksimum såvel som omledningen når og hvis det primære filterelement stenger slik at trykkforskjellen over dette når et på forhånd bestemt minimum, er det anordnet en strømningsventil av dyse- eller venturitypen slik utført at den kan tre i virksomhet ved en økning i hastigheten på strømmen gjennom ventilen. Da denne hastighetsøkning er proporsjonal med væskemengden og derfor med væsketrykket som utøves på ventilens innløps-side, vil ventilen være følsom overfor forandringer i

strømningsvolumet og som en følge av dette også overfor forandringer i de krav som stilles til strømmen når det gjelder filteranordningen i henhold til oppfinnelsen. Denne ventil er anbrakt i strømningsledningen mellom innløpet til filteranordningen og det primære filterelement. Ventilen er fortrinnsvis anbrakt i en innløpspassasje.

Det kan være anordnet en på forhånd bestemt trykkforskjell over det primære filterlement og over det sekundære filterelement slik at personalet får informasjon om at det primære eller det sekundære filterelement eller begge er blitt tilstoppet og krever tilsyn.

Trykkindikatorer har imidlertid den mangel at de ikke kan skjelne mellom trykkforskjell som skyldes tilstopping av et filterelement og trykkforskjeller som oppstår på grunn av høyere strømningshastighet forbi dysen eller venturidelen i den strømningsregulerende ventil. Når det er behov for en høyere strømningshastighet, kan et plutse-lig strømstøt føre til utilsiktet påvirkning av trykkindikatoren som er beregnet på å angi unormale trykkfall i systemet. Trykkindikatorer kan derfor angi en falsk angivelse av tilstopping av filteret eller en annen over-våket tilstand under perioder da behovet for strømmende væske er på topp.

U.S. patent 3.335.863 beskriver en trykkfor-skjellindikator som er mindre følsom og til og med uføl-som overfor strømstøt og allikevel oppviser enhver for-andring i statiske trykk på grunn av motstand over et filterelement eller mellom hvilke som helst punkter i det samme eller andre systemer. En forandret eller kontrollert følsomhet overfor strømstøt fås ved å kombinere indikatoren med en følsomhetskontroll eller omformeranordning som er beregnet på å bytte om hastighetstrykket og det statiske trykk for derved å endre den statiske trykkomponent med en verdi som er proporsjonal med forandringen i hastig-hetstrykkomponenten i strømstøtet. En av væskeledningene som fører fra trykkindikatoren er koplet til anordningen for følsomhetsreguleringen ved å tappe den sone av denne som har det største endrede statiske trykk på en slik måte at den bare påvirkes av den forandrede statiske trykk-komponent. Slik følsomhet kan oppnås ved hjelp av en av flere teknikker, innbefattende konstruksjon av anordningen for følsomhetsregulering og konstruksjon av væskekretsen mellom den følsomhetsregulerende anordning og trykkindikatoren. En ventil kan kombineres med den følsomhetsreguler-ende anordning for å isolere trykkindikatoren fra væsketrykket og derved gjøre indikatoren ufølsom overfor strøm-støt.

Den anordning som er beskrevet i U.S. patent nr. 3.335.863 er effektiv, men bare over et lite strømnings-område. Ut over dette blir trykktapene for store. Anordningen er effektiv når den benyttes for å måle viskøse trykkfall, f.eks. over filterelementer og til å oppheve virkningene av sterke strømmer med kort varighet gjennom et delvis blokkert filterelement. Dermed unngår man for tidlig utskiftning av elementet.

I henhold til oppfinnelsen er man kommet frem til en strømningsføler som påvirkes av fluidumstrømmer innen et område fra over et på forhånd bestemt minimum til under et på forhånd bestemt maksimum for å angi at strømmen er innenfor det nevnte område og at minimumstrømmen er overskredet, mens føleren ikke påvirkes av fluidumstrømmer under det på forhånd bestemte minimum eller over det på forhånd bestemte maksimum, for derved å unngå at det gis falske meldinger om fluidumstrøm, og føleren omfatter i kombinasjon: (1) et hus med et innløp og et utløp og en gjennom-strømningspassasje mellom disse, (2) en ventil som påvirkes av en strømning anbrakt på tvers av fluidumpassasjen på en slik måte at den kan regulere strømmen gjennom denne, hvilken ventil omfatter

(a) et ventilsete,

(b) en ventildel som er bevegelig mot og bort fra ventilsetet og har motstående flater som påvirkes av trykket på oppstrømsiden resp. nedstrømsiden av en ventildel, (c) forspenningsmidler som forspenner ventildelen til en normalt lukket stilling mot ventilsetet med en kraft som motvirker fluidumtrykket på oppstrøm-siden mot ventilflaten som søker å åpne ventilen opp til et på forhånd bestemt maksimum, (d) en strømningsregulerende dyse, fortrinnsvis gjennom, men om det ønskes ved siden av ventildelen og åpen for å lede strømmen forbi ventildelen mellom husets innløp og utløp til enhver tid, og (e) minst en fluidumpassasje for strømning forbi ventildelen som er lukket når ventildelen er i anlegg mot ventilsetet og åpen når ventildelen beveges bort fra ventilsetet,

(3) en differensialtrykkindikator med:

(a) Samvirkende, drivende og indikerende magnetiske elementer der det drivende element er bevegelig mellem en første stilling, hvori det holder det indikerende element i en ikke-indikerende stilling og en andre stilling hvori det indikerende element kan bevege seg til en indikerende stilling, idet det drivende element har motstående trykkflater og er bevegelig mot den ene av de to stillinger, alt etter trykkforskjellen mellom trykkflåtene, (b) en første fluidumpassasje som fører fluidumtrykk på oppstrømsiden i husets fluidumpassasje foran ventildelen til den første trykkflate og en andre fluidumpassasje som fører fluidumtrykk i husets fluidumpassasje etter ventildelen til den annen trykkflate, (c) forspenningsmidler som holder det drivende element i en første stilling for å holde det indikerende element i en ikke-indikerende stilling ved trykkforskjeller opp til et på forhånd bestemt minimum, og for ved trykkforskjeller som overskrider dette minimum og bevege seg bort fra det indikerende element og frigi., dette for å angi oppnåelse av den nevnte minimum trykkforskjell , (d) anordninger i den annen fluidumpassasje for for-sinkelse av overføringen av fluidumtrykk gjennom denne for å hindre betjening av drivelemen-tet når ventilen åpner, mens strømmen øker fra den strøm som tillates når ventilen er lukket til den strøm som tillates når ventilen er åpen, (4) idet ventildelen når den er beveget bort fra ventilsetet, reduserer den målte trykkforskjell mellom de første og andre fluidumpassasjer til under det nevnte, på forhånd bestemte minimum, for derved å hindre betjening av differensialtrykkindikatoren når ventildelen står i åpen stilling og fluidumstrømmen fortsetter over det på forhånd bestemte maksimum,- hvilken differensialtrykkindikator som følge av dette, påvirkes bare når fluidumstrømmen er under det på forhånd bestemte maksimum og over det på forhånd bestemte minimum.

I en foretrukken utførelsesform har den strømnings-følsomme ventil en ventildel, f.eks. en tallerken, forspent mot et ventilsete og tallerkenen har en dyse eller sammen-snevring, f.eks. en venturi som i betydelig grad reduserer diameteren av en passasje som er tilgjengelig for strøm-ning, f.eks. i innløpspassasjen, og som en følge av denne reduksjon i diameter vil hastigheten på strømningen gjennom dysen i ventiltallerkenen øke.

Det er imidlertid også mulig å ha en dyse, venturi eller en smal passasje ved en passasje utenom ventildelen som kan være en tallerkenventil, i huset ved siden av ventildelen og parallelt med denne, slik at man kopler sammen oppstrømsiden og nedstrømsiden av fluidumstrømpassasjene på hver side av ventildelen. En slik strømningspassasje kan gi det nødvendige trykkfall og bevirke at ventildelen åpner ved et på forhånd bestemt trykkfall på grunn av strømningen.

Det totale trykk i fluidet holder seg konstant og

vil være summen av det statiske trykk og det dynamiske trykk. Av denne grunn vil en økning i det dynamiske trykk eller hastighetstrykket på et hvilket som helst punkt resul-tere i en reduksjon i det statiske trykk ved dette punkt. Under normale strømningsbetingelser hersker det en stabil

tilstand der kraften på grunn av det høye statiske trykk på innløpssiden av ventildelen, f:.eks. tallerkenen, er mindre enn den totale kraft som holder ventildelen på plass og ventildelen blir stående stasjonær. Hvis imidlertid volumet av strømningen øker og dermed dens hastighet øker vil strømningshastigheten gjennom dysen øke og føre til en reduksjon i det statiske trykk ved dysen, noe som reduserer den kraft som søker å holde ventildelen stasjonær mot innløpsstrømmen. Ventildelen er beregnet på å bli påvirket når reduksjonen i statiske trykk overdysen faller under et på forhånd bestemt minimum.

Ventilen er plassert slik i strømningsledningen, f.eks. innløpspassasjen, at under normale strømningsbe-tingelser vil den stenge ledningen for all strømning bort-sett fra den som tillates av dysen eller venturidelen og ved omkopling av ventildelen. Resultatet er at all strøm må passere gjennom dysen eller venturidelen.Ved en på forhånd bestemt trykkforskjell når det gjelder statisk trykk, mellom ventilflaten eller innløpssiden av ventilen og ventilens annen side vil minimumverdien bli bestemt av de krav som stilles til strømning i systemet, og ventilen påvirkes på en slik måte at den åpner helt mellom innløp og utløp.

Åpningens størrelse kan innrettes slik at den blir proporsjonal med størrelsen av trykkforskjellen og dermed kan størrelsen på omledningsstrømmen gjøres direkte avhengig av strømningshastigheten. Når ventilen er åpen, fortsetter strømmen, men strøm gjennom dysen etterat ventilen såvidt har åpnet vil være avhengig av utførelsen av ventildelen. Hvis f.eks. den belastede ventildel frilegger et større trykkareal på oppstrømsiden etterat ventilen såvidt har åpnet, vil trykkforskjellen over ventilen bli redusert og dermed vil det være en mindre strøm gjennom dysen. I alle tilfelle vil det for enhver stilling av ventildelen bli tilført en strøm av fluidum til og gjennom fluidum-passas jen.

En foretrukken utførelsesform for den strømningsføl-somme ventil omfatter den konstruksjonsmessig en skive eller tallerken som er montert bevegelig frem og tilbake i passasjen og er forspent av en trykkfjær mot et ventilsete til en stilling der den delvis lukker strømnings-passasjen, og en innsnevret passasje gjennom tallerkenen i form av en dyse eller en lite effektiv venturi som for-binder innløpet med utløpet i alle stillinger ventiltallerkenen kan ha. Det trykk som utøves av trykkfjæren mot tallerkenen kan justeres etter behov, og dimensjoneringen av dysen eller venturipassasjen tilpasses fjærens trykk-kraft, og dimensjoneringen av trykkamrene og overflatearealet av tallerkenen som er utsatt for fluidumtrykk, for dermed å få betjening av ventiltallerkenen ved den på forhånd bestemte trykkforskjell (på grunn av strømning) i statisk trykk over dysen.

Selv om fjærforspente midler er å foretrekke kan magnetiske, elektrostatiske eller elektromagnetiske forspenningsmidler benyttes. Når det gjelder magnetiske eller elektrostatiske midler, kan to magneter benyttes ved hver sin ende av tallerkenens bevegelse frem og tilbake, og tallerkenen selv kan være magnetisk og orientert slik at den blir tiltrukket til den magnet som holder ventiltallerkenen i lukket stilling og frastøtes av den magnet som holder tallerkenen i åpen stilling, og begge magneter plas-seres slik at tallerkenen i hver endestilling ligger innenfor magnetfeltet fra begge magneter. Man sikrer således at ventiltallerkenen bringes tilbake i lukket stilling når strømmen går tilbake til det som er normalt. Når det gjelder elektromagnetiske forspenningsmidler, kan spolens vindinger varieres for å gi de forspenningskretser det er behov for.

I en annen utførelsesform kan ventiltallerkenen også utføres slik at den påvirkes av fluidumtrykk mot innløps-flaten av dysen til enhver tid da trykkfallet over et filter når en på forhånd bestemt maksimumverdi. Dette gjøres ved å forme innløpsflaten for ventiltallerkenen med et større overflateareal enn summen av overflatearealet i trykkam-meret og den flate som er vendt mot passasjen på utløps-siden av ventiltallerkenen. Når således fluidumtrykket på innløpsflaten overskrider trykket i den passasje som er

■

' lukket av ventiltallerkenen med en på forhånd bestemt verdi blir ventiltallerkenen påvirket på samme måte som om man hadde en på forhånd bestemt for stor statisk trykkforskjell .

<5> I denne utførelsesform vil trykkuttakene til differensialtrykkindikatoren bli anbrakt slik at indikatoren bare måler trykket på grunn av strømning og er ufølsom overfor trykkforskjeller som kan skyldes f.eks. et foru-renset filterelement. <10> Ventilen kan således utføres for å tre i virksomhet, i den foretrukne utførelsesform, når som helst fluidum-strømmen gjennom passasjen overskrider en på forhånd bestemt maksimalverdi, slik at den totale trykkforskjell mellom innløpspassasjen og utløpspassasjen over ventil-15 tallerkenen overskrider et på forhånd bestemt minimum. Deretter påvirkes ventiltallerkenen. Fagfolk på dette område kjenner til de parametre som det må tas hensyn til ved bestemmelse av diametrene av dyser eller venturipassasjer. De nøyaktige dimensjoner for <20> ventiltallerkenens flater og passasjer må o bestemmes for hvert enkelt system, men dette gjøres enkelt og greit ved vanlig konstruksjon og beregninger. Strømningsventilen kan lages av et hvilket som helst varig materiale som er inert overfor det fluidum som sirku-25 lerer i systemet. Metallventiler, f.eks. av aluminium, rust- fritt stål eller andre rustfrie legeringer foretrekkes, men det er også mulig å fremstille ventilen av plast og cellu-losederivater, såsom polytetrafluoretylen, polypropylen, polyetylen, polystyrén, nylon, akrylonitrilgummi og fluor-karbongummi. I henhold til oppfinnelsen er en differensialtrykkindikator kombinert med den strømningsfølsomme ventil på en slik måte at den føler trykkforskjellen over ventilen når ventildelen er i lukket stilling, men ikke når ventildelen er i apen stilling. For dette formål vil høytrykksuttaket for differensialtrykkindikatoren føle fluidumtrykket på oppstrømsiden av ventildelen som kan være en ventiltallerken, som er lik •det totale trykk i dysen slik dette måles på nedstrømsiden.

Lavtrykksuttaket føler trykkét på nedstrømsiden av ventil-delens sete når ventilen er lukket. Når ventilen akkurat åpner, har ventildelen såvidt løftet seg fra setet og ut-taket på nedstrømsiden føler det høyere totale trykk på oppstrømsiden av ventilen ( minus eventuelle hastighetstap). Differensialtrykket fra ventilen såvidt åpner til ventilen er full åpen er mindre enn det på forhånd innstilte indikerende trykk, og av den grunn vil indikatoren ikke gi noen anvisning. For å hindre uriktig anvisning i det tidsinter-vall som man må ha for å gå fra lekkasjestrømning til drifts-strømning må differensialtrykkindikatoren ha en tidsfor-sinkelsesmekanisme. Dette har man i form av dysen 56a i passasjen 56 i den anordning som er vist på fig. 1 og 2.

Differensialtrykkindikatoren omfatter stort sett et hus, en første fluidumpassasje i huset i forbindelse med fluidum under trykk over ventildelen og en andre fluidumpassasje i huset i forbindelse med fluidum under trykk på nedstrømsiden av ventildelen, et indikerende magnetisk element i huset, for bevegelse til og fra en indikerende stilling og et magnetisk påvirkningselement som normalt holder det indikerende element i en ikke-indikerende stilling, men påvirkes av trykkforandringer mellom de to fluidumpassasjer for å frigi det indikerende element slik at det kan bevege seg til indikerende stilling.

De indikerende anordninger og magnetiske påvirk-ningsanordninger kan være av en hvilken som helst art som er vel kjent på det område det her gjelder. Den foretrukne utførelsesform er den som er beskrevet i U.S. patent nr. 2.942.572. Denne anordning omfatter et stempel som er bevegelig anbrakt i huset, første mekaniske anordninger som er bevegelige sammen med stemplet mot og bort fra en første stilling, forspenningsmidler som søker å drive stemplet i én retning og normalt holder de første mekaniske midler i deres første stilling, fluidumpassasjer i forbindelse med en trykkfluidumkilde og med en ende av stemplet for å drive dette i den motsatte retning, andre mekaniske midler som er bevegelige til og fra de første magnetiske midler og normalt holdt mot de første magnetiske midler ved magnetisk tiltrekning når de første magnetiske midler i den første stilling og forspenningsmidler som søker å drive de andre magnetiske midler bort fra de første magnetiske midler som er valgt for å overvinne den magnetiske tiltrekningskraft når de første magnetiske midler er mer enn en på forhånd bestemt avstand fra de andre magnetiske midler.

Ogs;å de anordninger som er av membrantypen og er beskrevet i U.S. patent nr. 3.077.176, kan være hensikts-messige. Disse anordninger innbefatter et fleksibelt magnetisk membran som er bevegelig anordnet i huset, bevegelig mot og bort fra en første stilling, forspenningsanordninger som søker å drive membranet i én retning og normalt holder dette i den første stilling, fluidumpassasjer i forbindelse med en trykkfluidumkilde og med en flate av membranet for dermed å drive dette i den motsatte retning, magnetiske midler som er bevegelige mot og bort fra det magnetiske membran og normalt mot dette ved magnetisk tiltrekning når membranet er i den første stilling, og forspenningsmidler som søker å drive de magnetiske midler bort fra det valgte membran for å overvinne kraften i de magnetiske midler som ligger mer enn en på forhånd bestemt avstand derfra.

U.S. patent nr. 3.140.690 beskriver en anordning med et første magnetisk middel som er innrettet til å tiltrekke et andre magnetisk middel sålenge de to midler er adskilt mindre enn en på forhånd bestemt avstand, og forspenningsanordninger som skal drive det andre magnetiske element til en indikerende stilling når den nevnte avstand måtte bli overskredet. Fastholdelse av det annet element i enten tiltrukket eller indikerende stilling eller begge sikres med en tredje magnetisk anordning,som er beregnet på å tiltrekke den annen magnetiske anordning sålenge den er i den første stilling og/eller på tiltrekke den annen magnetiske anordning sålenge den er i indikerende stilling. Denne type anordning kan også benyttes.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningen der: Fig. 1 viser strømningsføleren i henhold til oppfinnelsen, sett ovenfra og

fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom strømnings-føleren på fig. 1, tatt etter linjen 2-2 og sett i pilenes retning.

Strømningsføleren som er vist på fig. 1 og 2 har

et hus 1 med en gjennomgående strømningspassasje 2 delt i to deler. Den smale del i den sylindriske boring 3 innbefatter husets innløp 5 og den del som har større diameter,

i den sylindriske boring 4 innbefatter husets utløp 6.

I strømningsbanen gjennom fluidumpassasjen er det anbrakt en hul strømningsfølsom, omledende ventil 10 som er fjærbelastet til en normal stilling som er vist på fig. 2, der ventildelen er i anlegg mot ventilsetet 11 ved den av-trappede overgang mellom boringene 3 og 4. Ventildelen 10

er rørformet med koniske endevegger 12 og sylindriske side-vegger 13 som passer tett mot veggene i boringen 4 med glide-pasning, slik at ventilen 10 kan bevege seg frem og tilbake mot og bort fra ventilsetet 11 i boringen.

En støttering 15 som holdes på plass med en låsering 16 som passer inn i et spor 17 i boringen 4, danner anlegg for en ende av en trykkfjær 18 hvis annen ende passer inn i en omløpende fordypning 19 på ventildelen. Fjæren 10 vil således forspenne ventildelen 10 mot ventilsetet 11.

De koniske endevegger 12 på ventildelen har en rekke åpninger som muliggjør gjennomstrømning av fluidum i passasjen 2 fra boringen 3 til boringen 4 til enhver tid, og da gjennom de åpninger som er frilagt alt etter stillingen av ventildelen. I den stilling som er vist på fig. 2 danner den sentrale åpning 20 en strømningsbegrensende dyse som i passasjen 2 er åpen til enhver tid for gjennomstrømning, og dysen er avpasset i størrelse slik at den tillater normal strømning i passasjen. En rekke åpninger 21 er normalt på nedstrømsiden av ventilsetet 11 og er ikke åpne for gjennom-strømning før ventildelen er drevet bort fra sitt sete 11. Åpningene 21 er således avpasset i størrelse for å tillate gjennomstrømningen når-ventiQldelen 10 står i åpen stilling.

I den utførelsesform som er vist er størrelsen på

den sentrale åpning 20 valgt slik at den kan føre en normal strøm på opptil 45 l/min. - lh l/min. Når gjennomstrømnings-muligheten utfylles med rekken av åpninger 21 med ventildelen 10 i åpen stilling, kan ventildelen føre full omled-ningsstrøm, f.eks. opp til 310 l/min. med en trykkforskjell på 2,8 kg/cm<2> ved en temperatur på 37°C - 6°C og med MIL-H-5606 eller MIL-H-83282 væske strømmende gjennom passasjen 2.

I rett vinkel på fluidumpassasjen står en tredje boring 40 som er en blindboring, og i denne er det anbrakt en strømningsføler 30 i henhold til oppfinnelsen. Strømnings-føleren 30 har et hus 31 hvori dét sitter et magnetisk påvirkningselement eller stempel 32 og et indikerende magnetisk element eller stempel 33 som er adskilt med en vegg 34 uten fluidumforbindelse (mellom boringen 40 og 35).

Det indikerende element 33 kan bevege seg frem og tilbake i en blindboring 35 i huset 31 mellom en ikke påvirket stilling som er vist på fig. 2 og en påvirket stilling i hvilken det stikker ut fra huset omtrent 5 mm og gir denne stilling en synlig angivelde av at strømningsføleren er blitt påvirket.

Påvirkningselementet 32 føres i en sylindrisk hylse

36 som er bevegelig frem og tilbake i blindboringen 4 0 i huset 1, og det finnes en tett pakning mot veggene i dette, dannet av O-ringen 38. En trykkfjær 39 hvis ene ende ligger an mot bunnen 31 i blindboringen 40 og hvis annen ende ligger an mot den utstikkende del 32 av hylsen 42, søker å holde påvirkningselementet 32 med sin øvre ende i anlegg mot veggen 34 som vist på fig. 2. I denne stilling vil påvirkningselementet 32 magnetisk tiltrekke det indikerende element 33 og holde dette i den stilling som er vist på fig. 2, ved hjelp av den magnetiske tiltrekningskraft.

Det indikerende element 33 er fjærforspent mot påvirket stilling ved hjelp av trykkfjæren 43 hvis ene ende ligger an mot en flens 34 på det indikerende element 33 og hvis annen ende passer inn i en ringformet fordypning 45

i indikatorhuset. Når påvirkningselementet 32 er i den stilling som er vist på fig. 2, er den magnetiske tiltrek-

ningskraft mellom påvirkningselementet 32 og det indikerende" element 33 tilstrekkelig til å holde det indikerende element mot veggen 34, men straks påvirkningselementet har beveget seg en tilstrekkelig avstand bort fra veggen vil den magnetiske tiltrekningskraft ikke lenger være i stand til å overvinne forspenningskraften fra fjæren 43,og det indikerende element 33 smekker til indikerende stilling.

Hylsen 36 deler kammeret 37 mellom indikatorhuset

31 og blindboringen 40 i to deler hvorav en ytre del 55 er i fluidumforbindelse med boringen 3 gjennom passasjen 56,

og føler fluidumtrykk i passasjen 2 ved innløpssiden av ventildelen 10. En dyse 56a i passasjen 56 begrenser fluidumforbindelse fra passasjen 3 til den ytre del 55 og danner en tidsforsinkelse når det gjelder følsomheten overfor trykkforandringer. En indre del 57 er i fluidumforbindelse via passasjen 58 med boringen 4, og føler fluidum-

trykk i passasjen 2 på nedstrømsiden av ventildelen.

Under normal fluidumstrøm som tillates av dysen 20

i ventildelen 10 blir strømføleren 30 ikke påvirket. Hvis imidlertid fluidumstrømmen øker og overskrider et på forhånd bestemt minimum som i dette tilfellet er satt til 4 5 l/min. - 7,5 l/min., føles økningen i trykket ved boringen 3 i den øvre del 55 av kammeret 47 via passasjen 56.

På grunn av den strømningsbegrensning som utøves av dysen

20 vil nedstrømtrykket i boringen 4 være mindre enn opp-strømtrykket med en trykkforskjell som øker med økende strøm. Ved 45 l/min. - 7,5 l/min. er den trykkforskjell ved hvilken påvirkningselementet 32 beveger seg bort fra veggen 34

nådd, og ved at påvirkningselementet 32 beveger seg bort vil det indikerende element 33 av fjæren 43 sprette til indikerende stilling.

Ved trykk og/eller strøm over 45 l/min. - 7,5 l/min. ved hvilken den ventildelen 10 åpner for forbiledning blir imidlertid strømningsføleren 30 ikke påvirket. Årsaken til dette er at når ventildelen 10 er i avstand fra ventilsetet 11, blir passasjene 56 og 58 satt under omtrent samme trykk som kamrene 55 og 5 7 slik at det vil være en utilstrekkelig trykkforskjell mellom disse kamre til at indikatoren påvirkes.

Man antar nu at nedstrømtrykket er lik null kilo/cm<2 >og at fjæren har en lav kraftutøvelse samt at

A1 kg/cm <2> = A2 kg/cm<2>

= trykket på flaten A^ av ventildelen 10

(like før den såvidt åpner)

A2 = trykket over hele flaten av ventildelen 10 (etterat den såvidt har åpnet).

Trykkraft F^ = fjærkraft i åpningsøyeblikket.

Trykkraft F^ = A^ trykk på oppstrømsiden like

før åpning.

Trykkraft F.. = \ A2 x trykk på oppstrømsiden

like etter åpning.

Under disse betingelser vil ventildelen først såvidt åpne og deretter smekke helt åpen hvis oppstrømtrykket for-blir konstant. Årsaken til dette er at oppstrømtrykket like etterat ventilen såvidt har åpnet, vil virke på to ganger det areal som sto til rådighet før åpning og den resulter-ende kraft er motsatt rettet og to ganger større enn den motsatt rettede forspenningskraft fra fjæren, og ventilen vil hurtig åpne. Når ventilen er helt åpen, vil trykktapet over setet være minimalt og trykkforskjellen som føles av differensialtrykkindikatoren er utilstrekkelig til å påvirke denne. En tidsforsinkelse av tilstrekkelig varighet er det behov for i differensialtrykkindikatoren slik at den ikke vil føle transienter eller strømstøt når ventildelen er nær setet øyeblikkelig etter den første åpning.

I tillegg til at det gir visuell angivelse kan indikatorelementet 33 også benyttes for å påvirke en elektrisk bryter. En anordning for dette er vist på fig. 2. I dette eksempel er det indikerende element 33 en magnet hvis magnet-felt slutter de magnetiske kontakter i en reed-bryter 67

når elementet er i indikerende stilling, og slipper eller åpner kontaktene når elementet er i ikke indikerende stilling.

Strømningsføleren 30 er forsynt med en elektrisk sperre for å hindre påvirkning når det er ønskelig, f.eks.

under flukt. Denne sperre er i form av et solenoid 65 med et stempel eller åk 66 som når solenoidet ikke får energi-tilførsel, stikker inn i banen for det indikerende element 33 og hindrer dette i å bevege seg til påvirket stilling i hvilken det stikker ut av huset. Når det er ønske-lig at strømningsføleren skal være i virksomhet, tilføres solenoidet strøm slik at stemplet eller åket 66 trekkes tilbake og tillater det indikerende element 33 å bevege seg til påvirket stilling eller indikerende stilling når strømningsføleren er påvirket.

Claims (10)

1. Strømningsføler som er følsom overfor fluidumstrømmer innenfor et område fra over et på forhånd bestemt minimum til under et på forhånd bestemt maksimum for å angi at fluidum-strømmen ligger innenfor dette område og at minimum fluidum-strøm er overskredet, og som ikke er følsom overfor fluidum-strømmer under det på forhånd bestemte minimum eller over det på forhånd bestemte maksimum, for dermed å unngå å gi falsk indikasjon av fluidumstrømmene, karakterisert ved at den i kombinasjon omfatter: (i) et hus med et innløp (5) og et utløp (6) samt en gjennomgående fluidumpassasje (2) mellom disse, (ii) en strømningsfølsom ventil (10) anbragt på tvers av fluidumpassasjen for å regulere strømmen gjennom denne, om-fattende : (a) et ventilsete (11), (b) en ventildel som er bevegelig mot og bort fra ventilsetet og har motstående flater som påvirkes av fluidumtrykk på hen-holdsvis oppstrømsiden og nedstrømsiden av ventildelen, (c) forspenningsmidler (18) som forspenner ventildelen til en normalt lukket stilling mot ventilsetet med en kraft som motstår fluidumtrykket på oppstrømsiden mot yentilflaten og som søker å åpne ventilen opp til en på forhånd bestemt maksimal åpning, (d) en strømningsregulerende dyse (20) som er åpen for strøm-ning forbi ventildelen mellom husets innløp og utløp til enhver, tid og f (e) minst en passasje (21) for fluidumstrømning forbi ventildelen, hvilken passasje er lukket når ventildelen er i anlegg mot ventilsetet og åpen når ventildelen er beveget bort fra ventilsetet, (iii) og en differensialtrykkindikator (30) som omfatter: (a) samvirkende påvirknings- (32) og indikerende (33) magnetiske elementer der påvirkningselementet er bevegelig mellom en første stilling, hvori-<i>den holder det indikerende element i en ikke indikerende stilling og en andre stilling hvori det indikerende element kan bevege seg til en indikerende stilling og der påvirkningselementet har motstående trykkflater og er bevegelig mot den ene av to stillinger, alt etter trykkforskjellen mellom flatene, (b) en første fluidumpassasje (56) som overfører fludium-trykk på oppstrømsiden i husets fluidumpassasje foran ventildelen, til den første trykkflate og en andre fluidumpassasje (58) som overfører fluidumtrykk i husets fluidumpassasje etter ventildelen til den annen trykkflate, (c) forspenningsmidler (39) som holder påvirkningselementet i en første stilling for å holde det indikerende element i en ikke indikerende stilling ved trykkforskjeller over dette opp til et på forhånd bestemt minimum, og ved trykkforskjeller som overskrider det nevnte minimum for å bevege seg bort fra det indikerende element og frigi dette for signalisering når den nevnte minimum trykkforskjell er nådd, (d) midler (56a) i den første fluidumpassasje for å forsinke overføring av fluidumtrykk gjennom denne, for derved å hindre påvirkning av påvirkningselementet når ventilen åpner, mens fluidumstrømmen øker fra den strøm som tillates når ventilen er lukket til den strøm som tillates når ventilen er åpen, idet ventildelen når den beveges bort fra ventilsetet reduserer den målte i trykkforskjell mellom de første og andre fluidumpassasjer til under det nevnte på forhånd bestemte minimum for derved å hindre påvirkning av differensialtrykkindikatoren, mens ventildelen holder seg i åpen stilling og fluidumstrømmen fortsetter over det på forhånd bestemte maksimum, idet differensialtrykkindikatoren tilsvarende påvirkes bare mens fluidumstrømmen er under det på forhånd bestemte maksimum og over det på forhånd bestemte minimum.

2. Strømningsføler som angitt i krav 1, karakterisert ved at den strømningsregulerende dyse (20) er en dyse gjennom ventildelen.

3. Strømningsføler som angitt i krav 2, karakterisert ved at ventildelen (10) er en tallerkenventil som er forspendt mot et ventilsete.

4. Strømningsføler som angitt i krav 1, karakterisert ved at ventildelen og den strømnings-følsomme ventil er en tallerken som er forspendt mot ventilsetet og at den strømningsregulerende dyse (20) er en trang strømningspassasje gjennom tallerkenen.

5. Strømningsføler som angitt i krav 1, karakterisert ved at den annen fluidumpassasje (58) står i forbindelse med nedstrømenden av den strømningsregulerende dyse gjennom ventildelen i den strømningsfølsomme ventil.

6. Strømningsføler som angitt i krav 1, karakterisert ved at ventildelen har en flerhet av åpninger (20, 21) hvorav bare en (20) er åpen for strømning til enhver tid og de andre (21) er åpne for gjennomstrømning bare når ventildelen er åpen og ved at den annen fluidumpassasje (58) står i forbindelse med fluidumtrykket ved oppstrømenden av en av de andre åpninger gjennom ventildelen (10).

7. Strømningsføler som angitt i krav 1, karakterisert ved at påvirkningselementet (32) er i form av et stempel som er bevegelig i en boring, hvori den første fluidumpassasje (56) og den annen fluidumpassasje (58) munner ut.

8. Strømningsføler som angitt i krav 1, karakterisert ved at i det minste en av påvirkningselementene (32) og indikatorelementene (33) er en magnet.

9. Strømningsføler som angitt i krav 1, karakterisert ved at påvirkningselementene (32) og indikatorelementene (33) er innrettet til å tiltrekke hverandre.

10. Strømningsføler som angitt i krav 1, karakterisert ved at påvirkningselementet (32) står i avstand fra og er innrettet til å tiltrekke indikatorelementet (33) og at forspenningsmidlene er innrettet til å holde påvirkningselementet i en stilling mot indikatorelementet.