NO163562B

NO163562B - DEVICE FOR REGULATING A PRESSURE AIR ENGINE.

Info

Publication number: NO163562B
Application number: NO86862277A
Authority: NO
Inventors: Walter Lubos
Original assignee: Duesterloh Gmbh
Priority date: 1982-10-06
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1990-03-12
Also published as: NO155340C; GB2139382B; NO163562C; SE455087B; GB8324891D0; DE3236908C2; NO833462L; NO862277D0; DE3236908A1; NO862277L; NO155340B; SE8305487L; GB2139382A; SE8305487D0

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning for regulering av en trykkluftmotor som utgjør en del av et transportanlegg som angitt i innledningen til krav 1. The invention relates to a device for regulating a compressed air engine which forms part of a transport system as stated in the introduction to claim 1.

Ved en kjent anordning er det i motoravluftledningen innlagt In the case of a known device, it is inserted in the engine exhaust air line

en regulator med et lukkelegeme hvis posisjon til en hver tid er stilt i direkte avhengighet av motorturtallet når trykkluftmotoren har nådd sitt nominelle turtall. Dersom en i motoren hengende last forsøker å øke motorens turtall ut over det nominelle turtall, så vil regulatoren bevirke en forskyvning av lukkelegemet med den virkning at avluftledningens tverr-snitt reduseres. Det oppstår da i avluftledningen et fortet-ningstrykk med økende verdi, og dette trykk har en bremsevirkning som til slutt vil drepe akselerasjonsenergien til den i motoren hengende last. Motorturtallet senkes da igjen til det nominelle turtall. Lukkelegemet vender tilbake til utgangsstillingen. Med den kjente regulator kan man således bare oppnå en turtall beherskelse i området til trykkluftmotorens nominelle turtall. a regulator with a closing body, the position of which is always set in direct dependence on the engine speed when the compressed air engine has reached its nominal speed. If a load suspended in the engine attempts to increase the engine speed beyond the nominal speed, the regulator will cause a displacement of the closing body with the effect that the cross-section of the exhaust line is reduced. A condensation pressure with an increasing value then arises in the exhaust line, and this pressure has a braking effect which will eventually kill the acceleration energy of the load hanging in the engine. The engine speed is then lowered back to the nominal speed. The shutter body returns to the starting position. With the known regulator, one can thus only achieve a speed control in the range of the compressed air motor's nominal speed.

I mange tilfeller foreligger imidlertid et ønske om eller så-gar et krav om at trykkluftmotorens turtall skal kunne bringes ned under det nominelle og at man allikevel skal kunne gjen-nomføre en fintfølende hastighetsbestemmelse uavhengig av laststørrelsen. Dette kreves eksempelvis når personer eller last skal transporteres i hovedsaken vertikalt ovenfra og ned-over. Dette er eksempelvis nødvendig ved vinsjer eksempelvis i offshoreanlegg og i gruver, og også ved kraner. Videre kan det ved material- eller persontransportanlegg i gruvedrift forekomme at lasten avvekslende må transporteres over stigen-de og fallende strekninger. I et slikt tilfelle har man hit-til utelukkende bestemt transporthastigheten ved nedadbeveg-ende last ved hjelp av ekstra bremsing og ikke ved hjelp av en motorbremsing. Ved slike anleggsutførelser har man måttet ta med på kjøpet at bremsekonstruksjonene og deres håndbetjening ikke er fullt ut tilfredsstillende. In many cases, however, there is a desire or even a requirement that the compressed air motor's rpm should be able to be brought down below the nominal and that one should still be able to carry out a sensitive speed determination regardless of the size of the load. This is required, for example, when people or cargo are to be transported mainly vertically from top to bottom. This is necessary, for example, with winches in offshore facilities and in mines, and also with cranes. Furthermore, in the case of material or passenger transport facilities in mining, it may happen that the load must alternately be transported over ascending and descending sections. In such a case, one has so far exclusively determined the transport speed for downwardly moving loads by means of additional braking and not by means of engine braking. With such plant designs, one has had to factor in the fact that the brake structures and their manual operation are not fully satisfactory.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å forbedre anordningen for regulering av en trykkluftmotor som angitt i innledningen til kravene 1 og på en slik måte at det også uten ekstra bremser blir mulig å påvirke trykkluftmotorens turtall slik at lasten, hva enten det dreier seg om personer eller materiell, skal kunne fires på en fintfølende og ufarlig måte. The purpose of the present invention is to improve the device for regulating a compressed air motor as stated in the introduction to claim 1 and in such a way that even without additional brakes it becomes possible to influence the speed of the compressed air motor so that the load, whether it is people or material , must be able to be celebrated in a sensitive and harmless way.

En løsning ifølge oppfinnelsen er angitt i krav 1, og er kjennetegnet ved de i krav 1' s karakteristikk angitte trekk. A solution according to the invention is stated in claim 1, and is characterized by the features stated in claim 1's characteristic.

Ved oppfinnelsen skjer det en bevisst reguleringsteknisk binding av en i avluftledningen innlagt stempelregulator både til trykkluftmotorens avluftsside og tilluftsside, på With the invention, there is a conscious regulation technical binding of a piston regulator inserted in the exhaust air line both to the compressed air motor's exhaust air side and supply air side, on

en slik måte at uavhengig av laststørrelsen kan man oppnå en sikker og fintfølende firing ved en hver hastighet under motorens nominelle turtall. Stempelregulatorens innstyrings-flater er slik avstemt til hverandre at allerede små endring-er av trykkrelasjonen motortilluftsside-motoravluftsside kan utnyttes for en så nøyaktig påvirkning av stempelregulatoren at den ønskede bremsevirkning inntrer. such a way that, regardless of the size of the load, you can achieve a safe and sensitive suspension at any speed below the engine's nominal speed. The piston regulator's control surfaces are so matched to each other that even small changes in the pressure relation engine supply air side - engine exhaust air side can be used for such a precise influence on the piston regulator that the desired braking effect occurs.

Det av stempel og lukkelegeme dannede reguleringsledd blir The regulating joint formed by piston and closing body becomes

i utgangsstillingen til å begynne med prinsippielt pådratt av tilluftstrykket fra forsyningsnettet gjennom vekselventilen (i retning mot sperrestillingen). Lukkelegemet befinner seg in the initial position initially caused by the supply air pressure from the supply network through the diverter valve (in the direction towards the blocking position). The closing body is located

i sperrestillingen og avluftledningen er lukket. Blir nå trykkluftmotoren gjennom motorsjalteventilen pådratt med trykkluft, for firing av en last, så vil det som følge av strupevirkningen i sjalteventilen oppstå en trykkforskjell mellom forsyningsnettet og ledningsavsnittet mellom sjalteventilen og motorens inngangsside. Man kan nå la motorens in the blocking position and the exhaust line is closed. If the compressed air motor is now supplied with compressed air through the motor switching valve, to divert a load, then as a result of the throttling effect in the switching valve, a pressure difference will arise between the supply network and the line section between the switching valve and the motor's input side. You can now leave the engine

avluftstrykk stå på lukkelegemet, mens forsyningsnettets til-luftstrykk eller avluftstrykk står mot differansestempelet på stempelendeflaten, mens det reduserte trykk ved motorinnløpet står på stempelets ringflate. Avstemmingen av innstyrings-flatene vil bevirke en forskyvning av reguleringsleddet og exhaust air pressure is on the closing body, while the supply network's supply air pressure or exhaust air pressure is against the differential piston on the piston end face, while the reduced pressure at the engine inlet is on the ring face of the piston. The alignment of the control surfaces will cause a displacement of the control joint and

dermed en åpning av avluftsledningen når det trykk som holder lukkelegemet i sperrestillingen (avluftstrykket eller tilluftstrykket) overvinnes. Dette kan gjennomføres på en fintfølende måte ved tilsvarende åpning av motorsjalteventilen med kontinuerlig overgang. Det foreligger således en proporsjonalvirkning mellom strupevirkningen i motorsjalteventilen og den last som henger i trykkluftmotoren. thus an opening of the exhaust air line when the pressure that keeps the closing body in the blocking position (exhaust air pressure or supply air pressure) is overcome. This can be carried out in a sensitive manner by corresponding opening of the motor switching valve with a continuous transition. There is thus a proportional effect between the throttling effect in the motor switching valve and the load hanging in the compressed air motor.

En videreutvikling av oppfinnelsen består i at det i ledningen mellom vekselventilen og stempelendeflaten er innlagt en sammen med motorsjalteventilen mot en returfjær omstyrbar 3/2-veisventil. Denne anordning anvendes når det bare er nødvendig med en 2-kvadrantdrift, hvor riktignok motorens dreieretning kan veksle, mens lasten alltid bare vil henge på den ene siden av motoren. Dette er eksempelvis tilfelle ved vinsjer i offshore-anlegg, i kraner eller i gruveblindsjakter uten motvekt. 3/2-veisventil vil i motor-sjalteventilens nøytralstilling ved hjelp av en returfjær holdes i en stilling i hvilken enten tilluftstrykket fra forsyningsnettet eller motoravlufttrykket virker på differansestempelets stempelendeflate. Den samme stilling holdes ved en tilsvarende kobling av 3/2-veisventilen med motorsjalteventilen, når eksempelvis en last skal fires. Først når en last skal heves blir i tillegg til omstyringen av motorsjakteven-tilen også 3/2-veisventilen slagaktig omstyrt, hvorved det på stempelendeflaten stående trykk avlastes til atmosfæren, stempelregulatoren åpner seg og avluften derved uhindret kan gå ut i atmosfæren. A further development of the invention consists in the fact that a 3/2-way valve which can be controlled by a return spring is inserted in the line between the change-over valve and the piston end face together with the motor switching valve against a return spring. This device is used when only a 2-quadrant operation is required, where the direction of rotation of the motor can change, while the load will always only hang on one side of the motor. This is, for example, the case with winches in offshore facilities, in cranes or in blind mine shafts without a counterweight. The 3/2-way valve will, in the neutral position of the engine switching valve, be held by means of a return spring in a position in which either the supply air pressure from the supply network or the engine exhaust air pressure acts on the piston end surface of the differential piston. The same position is maintained by a corresponding connection of the 3/2-way valve with the motor switching valve, when, for example, a load is to be fourfolded. Only when a load is to be lifted is the 3/2-way valve, in addition to the overturning of the motor shaft valve, also overturned, whereby the pressure on the piston end surface is relieved to the atmosphere, the piston regulator opens and the exhaust air can thereby go out into the atmosphere unimpeded.

En annen utførelsesform av oppfinnelsen utmerker seg ved at en mot en returfjær omstyrbar 4/2-veisventil er innlagt i de ledninger som forbinder henholdsvis regulatorringrommet og vekselventilen med ledningsavsnittene mellom motor og motorsjalteventilen. Denne 4/2-veisventilen muliggjør videre en driftsmåte med 4-kvadrantdrift, hvor motorens dreieretning kan veksle og hvor lasten vekselvist kan henge på en av de to motorsider. Koblingen av 4/2-veisventilen med motorsjalteventilen svarer til koblingen ved de foran nevnte utførelses-former. Another embodiment of the invention is distinguished by the fact that a 4/2-way valve which can be controlled by a return spring is inserted in the lines which connect the regulator annulus and the diverter valve respectively with the line sections between the motor and the motor switching valve. This 4/2-way valve also enables a mode of operation with 4-quadrant operation, where the direction of rotation of the motor can change and where the load can hang alternately on one of the two sides of the motor. The connection of the 4/2-way valve with the motor switching valve corresponds to the connection in the aforementioned embodiments.

Innenfor rammen av oppfinnelsen er turtallregulatoren innlagt i tilluftledningen til motorsjalteventilen. Denne tur-tallregulator overvåker følgelig motorens hastighet og vil automatisk lukke tilluftledningen ved overskridelse av det nominelle turtall. Within the framework of the invention, the speed regulator is installed in the supply air line to the engine switching valve. This speed regulator therefore monitors the engine's speed and will automatically close the supply air line if the nominal speed is exceeded.

Det anses også som fordelaktig å la motorsjalteventilen være utformet som en i begge sjalteretninger mot en returfjær omstyrbar 4/3-veisventil med kontinuerlig overgang. It is also considered advantageous to let the motor switching valve be designed as a 4/3-way valve with a continuous transition that can be controlled in both switching directions against a return spring.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til teg-ningene som viser utførelseseksempler av oppfinnelsen. The invention shall be explained in more detail with reference to the drawings which show exemplary embodiments of the invention.

På tegningen viser: The drawing shows:

Fig.l koblingsskjemaet til en anordning for regulering av en trykkluftmotor ifølge en første Fig.l the circuit diagram of a device for regulating a compressed air motor according to a first

utførelsesform, og embodiment, and

fig.2 viser en variant. fig.2 shows a variant.

I den i fig.l viste utførelsesform er trykkluftmotoren beteg-net med 1. En 4/3-veisventil er tilordnet trykkluftmotoren. Ventilen har to strømningsretninger. Tilluften fra forsyningsnettet N ligger via en turtallsregulator R på 4/3-veisventilen 2, og ventilen befinner seg til å begynne med i sin nøytrale stilling. Videre ligger tilluften gjennom ledningen 34 på en vekselventil 10 og går gjennom en sammen med ventilen 2 omstyrbar 3/2-veisventil 35 og en ledning 36 til endeflaten 37 på et differansestempel 38. Dette differansestempel utgjør en del av en stempelregulator 4'. Differansestempelets 38 endeflate 37 pådras dessuten av en lukkefjær 39. In the embodiment shown in Fig. 1, the compressed air motor is denoted by 1. A 4/3-way valve is assigned to the compressed air motor. The valve has two flow directions. The supply air from the supply network N is via a speed regulator R on the 4/3-way valve 2, and the valve is initially in its neutral position. Furthermore, the supply air lies through the line 34 on a changeover valve 10 and passes through a 3/2-way valve 35 that can be controlled together with the valve 2 and a line 36 to the end surface 37 of a differential piston 38. This differential piston forms part of a piston regulator 4'. The end surface 37 of the differential piston 38 is also engaged by a closing spring 39.

Ved hjelp av tillufttrykket holdes et med differansestempelet 38 forbundet lukkelegeme 40 i sperrestilling, slik at trykk-luf tmotoren 1 er avstøttet på begge sider, uten pådrag. With the help of the supply air pressure, a closing body 40 connected to the differential piston 38 is held in the blocking position, so that the compressed-air motor 1 is supported on both sides, without load.

Differansestempelets 38 ringflate 41 er gjennom en ledning 42 forbundet med ledningsavsnittet 18 mellom ventilen 2 og trykkluftmotoren 1. Det andre ledningsavsnittet 22 mellom ventilen 2 og trykkluftmotoren 1 er tilknyttet vekselventilen 10 gjennom en ledning 45. The annular surface 41 of the differential piston 38 is connected through a line 42 to the line section 18 between the valve 2 and the compressed air motor 1. The other line section 22 between the valve 2 and the compressed air motor 1 is connected to the changeover valve 10 through a line 45.

Dersom man ved hjelp av spaken 16 beveger 4/3-veisventilen 2 mot høyre, i pilretningen P for å senke lasten, så vil ventilen 2 frigi tilluften mot ledningsavsnittet 18, slik at det igjen oppstår et differansetrykk mellom forsyningsled-ningen 17 og ledningsavsnittet 18. Dette differansetrykk vil med tillegg av trykket fra avluftledningen 43 forskyve differansestempelet 38 og, lukkelegemet 40 mot det på differansestempelets 38 endeflate 37 herskende trykk, hvilket trykk summerer seg til lukkefjærens 39 trykkraft, under forutsetn-ing av at differansetrykket og avluftledningstrykket er høyere, slik at lukkelegemet 40 frigir avluften til atmosfæren. Den samme situasjon inntrer når trykket i ledningsavsnittet 22 mellom ventilen 2 og motoren 1 på grunn av lastens akselerasjon (pådrag) overstiger tillufttrykket ved vekselventilen 10, slik at denne ventil omsjåltes. If you use the lever 16 to move the 4/3-way valve 2 to the right, in the direction of the arrow P to lower the load, the valve 2 will release the supply air towards the line section 18, so that a differential pressure again occurs between the supply line 17 and the line section 18 This differential pressure, with the addition of the pressure from the exhaust air line 43, will displace the differential piston 38 and the closing body 40 towards the prevailing pressure on the end surface 37 of the differential piston 38, which pressure adds up to the pressure force of the closing spring 39, provided that the differential pressure and the exhaust line pressure are higher, as that the closing body 40 releases the exhaust air to the atmosphere. The same situation occurs when the pressure in the line section 22 between the valve 2 and the motor 1 due to the load's acceleration (force) exceeds the supply air pressure at the diverter valve 10, so that this valve is sealed.

Turtallregulatoren R sørger videre for at ved en overskridelse av det nominelle turtall vil tilluften sperres, slik at stempelregulatoren 4' lukker seg. På grunn av at derved for-tetningstrykket øker til motorens akselerasjonsenergi reduseres for oppnåelse av et redusert turtall. The speed regulator R also ensures that if the nominal speed is exceeded, the supply air will be blocked, so that the piston regulator 4' closes. Due to the fact that the sealing pressure increases until the engine's acceleration energy is reduced to achieve a reduced speed.

Omsjåltes motoren 1, ved en omstyring av ventilen 2 i pilretningen Pl for å heve lasten, så omsjaltes samtidig 3/2-veis ventilen 35, slik at trykket på differansestempelets 38 endeflate 37 reduseres. Avlufttrykket i ledningsavsnittet 18 mellom ventilen 2 og trykkluftmotoren 1 ligger an mot lukkelegemet 40 og mot ringflaten 41 og vil forskyve differansestempelet 38 mot høyre, slik at trykkluftmotoren 1 kan dreie seg fritt. If the motor 1 is switched over, by a reversal of the valve 2 in the direction of the arrow Pl to raise the load, then the 3/2-way valve 35 is simultaneously switched over, so that the pressure on the end surface 37 of the differential piston 38 is reduced. The exhaust air pressure in the line section 18 between the valve 2 and the compressed air motor 1 bears against the closing body 40 and against the ring surface 41 and will displace the differential piston 38 to the right, so that the compressed air motor 1 can rotate freely.

Ved denne utførelsesform dreier det seg altså om en anordning hvor trykkluftmotoren 1 riktignok har to strømningsretninger, men lasten bare kan henge i en sjalteretning av sjalteventilen 2 . In this embodiment, it is therefore a device where the compressed air motor 1 does indeed have two flow directions, but the load can only hang in one switching direction of the switching valve 2 .

Utførelsesformen i fig.2 tilsvarer i stor grad den som er vist i fig.l, med unntagelse av at det muliggjøres en 4-kvadrantdrift fordi det er anordnet en 4/2-veisventil 44 som kan om-styres med 4/3-veisventilen 2. Det vil si at motorens dreieretning kan veksle og at lasten kan henge i begge sjalteretninger for ventilen 2. The embodiment in fig.2 largely corresponds to that shown in fig.1, with the exception that a 4-quadrant operation is made possible because a 4/2-way valve 44 is arranged which can be re-controlled with the 4/3-way valve 2. This means that the direction of rotation of the motor can change and that the load can hang in both switching directions for valve 2.

For dette formål er vekselventilen 10 direkte tilordnet differansestempelets 38 endeflate 37. Ventilen pådras på den ene siden av tillufttrykket i forsyningsnettet N og pådras på den andre siden av avlufttrykket fra det på motorens 1 utløps-side forhåndenværende ledningsavsnitt 18 henholdsvis 22. For this purpose, the change-over valve 10 is directly assigned to the end face 37 of the differential piston 38. The valve is exposed on one side by the supply air pressure in the supply network N and is exposed on the other side by the exhaust air pressure from the existing line sections 18 and 22 respectively on the outlet side of the engine 1.

Forøvrig virker anordningen i fig.2 på samme måte som anordningen i fig.l. Otherwise, the device in fig.2 works in the same way as the device in fig.1.

Claims

1. Device for regulating a compressed air motor that forms part of a transport system, which compressed air motor for braking a downward traction force has a regulator installed in the motor exhaust air line, set in dependence on the engine speed with a closing body for blocking the exhaust air line, characterized in that the regulator (4 ') includes a piston (38) connected to the closing body (40) which is designed as a differential piston and on the piston end face (37) through a change-over valve (10) can be applied either directly by the supply air pressure in the supply network (N) or by the exhaust air pressure in the line section (18 respectively 22) between the engine's

(1) output side and a motor switching valve (2) with continuous transition, which is preferably also affected by a closing spring (39), and on the piston ring surface (41) can be applied by the supply air pressure in the line section (18 or 22) between the motor switching valve

(2) and the engine (1) input side.

2. Device according to claim 1, characterized in that a 3/2-way valve (35) is inserted in the line (36) between the change-over valve (10) and the piston end face (37) together with the motor switching valve (2) against a return spring.

3. Device according to claim 1, characterized in that a 4/2-way valve (44) that can be controlled by a return spring is inserted in the lines that connect the regulator annulus or the diverter valve (10) with the cable sections (18 or 22) between the motor (1) and the motor switching valve (2).

4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the motor switching valve (2) is designed as a 4/3-way valve with continuous transition that can be controlled in both switching directions against a return spring.