SE447853B - Som fluidumtryckmetningsdon utformad elektromagnet - Google Patents

Description

,,, -. , _...- 447 853 krävts en separat tryckgivare med extra signalkabel, vil- ket medfört ökade kostnader och stora praktiska problem vid speciélla tillämpningar. _, En enligt denna princip arbetande tryckregleringsventil beskrivs i DE-A 31 36 174. Vid den däri beskrivna anord- ningen har huset till en proportionalmagnet förlängts för erhållande av ett separat utrymme, vilket via en kanal kom- municerar med magnetens inre kammare, i vilken ankaret är axiellt förskjutbart. I nämnda separata utrymme är en tryck- givare anordnad, vilken är ansluten till inre styrelektronik, som via en separat signalledning står i förbindelse med en yttre jämförelsekrets. Den ankaret upptagande kammaren står i förbindelse med det tryckfluidum som skall regleras, var- för trycket hos detta även kan avkännas medelst tryckavkänna- ren i nämnda separata utrymme fnâxvilken en återkopplings- signal kan erhållas för styrning av magneten.

Denna kända anordning uppvisar ett flertal väsentliga nackdelar av vilka kan nämnas, att den erforderliga på- byggnaden gör magneten alltför skrymmande för vissa till- lämpningar vartill även kostnaden ökar väsentligt, bl a till följd av de ytterligare komponenter som erfordras. Vidare är det ur praktisk synpunkt mycket ogynnsamt med kravet på an- slutning av två elkablar till samma magnet.

Till följd av att det separata utrymmet som erfordras vid den kända anordningen är beläget axiellt relativt anka- ret och vid dennas från regleringsventilen vända ände för- hindras eller försvåras möjligheten att förse magneten med organ för att i ett nödläge medge manuell påverkan av anka- rets läge. Samma gäller möjligheten att kombinera magneten med givare för indikering av ankarets position.

Huvudändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en elektromagnet av det inledningsvis angivna slaget vid vilken bl a de ovan angivna nackdelarna hos en anordning enligt DE~A 31 36 174 är eliminerade.

Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning genom att den ankaret inrymmande kammaren uppvisar minst en av tryck- fluidet deformerbar begränsningsyta och att nämnda yta är 447 853 försedd med minst ett deformationsavkännande organ, vars utsignal utgör ett mått på aktuellt fluidumtryck.

Med ett sådant utförande elimineras kravet på en skrymmande påbyggnad på elektromagneten, då ankarets kam- mare även kan utnyttjas som tryckmätningskammare och den befintliga kammarväggen tjänar som mätcell. Dessutom bibe- hålles möjligheten att kombinera magneten med nödmanövre- ringsorgan respektive vägmätare. Uppfinningen kräver vidare endast ett mycket litet ingrepp i magneten och tillägg av lämpliga deformationsmätningsorgan, vilket gör att tillverk- ningskostnaden kan hållas mycket låg.

Det föredrages att nämnda begränsningsyta utgöres av ett parti av nämnda kammares cylinderformade vägg, att elektriska töjningsgivare är anbringade på nämnda vägg- parti och att töjningsgivarnas anslutningsledningar är för- da ut ur elektromagneten tillsammans med magnetlindningens anslutningsledningar, lämpligen i en gemensam kabel. Härige- nom förenklas installationen av en elektromagnet_enligt upp- finningen, då denna i likhet med motsvarande magneter utan tryckgivare endast kräver en enda elektrisk anslutnings- kabel. Nämnda begränsningsyta utgöres lämpligen av ett för- svagat parti av kammarens cylinderformade vägg, vilket för- svagade parti har formen av en runtomgående midja, varvid trådtöjningsgivare kan anbringas skyddade i nämnda midja. vid en föredragen utföringsform av en elektromagnet enligt uppfinningen avsedd för tryckreglering av ett fluidum är ankaret inrättat att styra en i ett ventilhus rörlig regler- slid och är det tryckfluidum vars tryck skall regleras in- rättat att även matas in i nämnda kammare för åstadkommande av en elektrisk trycksignal, vilken kan användas för reglerslidens styrning.

För vissa tillämpningar där ankaret vid sin ena ände är utfört med ett pâverkningsorgan för samverkan med ett yttre element, såsom t ex en reglerslid i ett ventilhus, kan lämp- ligen organ vara anordnade vid ankarets motsatta ände för att i ett nödläge medge manuell påverkan av ankarets och därmed även av reglerslidens läge.

Vid andra tillämpningar kan organ vara anordnade vid 447 853 nämnda motsatta ände hos ankaret för avkänning av dettas läge. Nämnda organ kan lämpligen utgöras av en induktiv väggivare.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan under hänvisning till de på bifogade ritningar såsom exempel vi- sade utföringsformerna.

Fig. 1 är en längdsektion genom en elektromagnet och en av denna styrd tryckregleringsventil.

Fig. 2 är en längdsektion genom elektromagneten enligt fig. 1 kombinerad med en väggivare.

I fig. 1 betecknar 1 en proportionalmagnet och 2 en av denna styrd tryckregleringsventil. Proportionalmagneten 1 innefattar ett yttre hus3 avnegmaiseflæut material, vilket innesluter en magnetlindning 4, som är lindad på en omagne- tisk, cylindrisk stomme 5. Lindningen 4 omger delvis en inre, hylsformad kropp innefattande en första del 6 och en andra del 7 avuegufiiseflænimmfiærial, vilka delar är åtskilda av ett ringformat element 8 av omagnetiskt material. I den i hylsan bildade kammaren 9 ärettnegmfiisæiartankare 10 axiellt för- skjutbart i beroende av magnetlindningens 4 matning.

Ankaret 10 är vid sin ena ände försett med en tapp 11, vilken samverkar med en reglerslid 12, som är axiellt för- skjutbar i en kammare 13 i huset 14 hos regleringsventilen 2. Sliden 12 anpressas till anliggning mot tappen 11 medelst en fjäder 15. I Den ankaret 10 upptagande kammaren 9 står via en kanal 16 i förbindelse med slidkammaren 13 för inmatning av det däri föreliggande trycket i kammaren 9. Kanalen 16 kan emel- lertid vara förbunden med vilket som helst önskat utrymme, i vilket trycket skall mätas.

För mätning av trycket i det via kanalen 16 till kamma- ren 9 tillförda tryckfluidet är vid den visade utförings- formen hylsdelen 6 utförd med ett försvagat parti i form av en runtomgâende midja 17. Vid ändringar av trycket i kamma- ren 9 kommer därvid hylsväggen att primärt deformeras vid midjan 17, vilken deformation kan uppmätas och omvandlas till en elektrisk signal, exempelvis med hjälp av trâdtöj- ningsgivare 18. Signalledningarna från dessa trådtöjnings- 447 853 givare, som kommer att ligga skyddade i midjan 17, kan fiuas ut runt spolstommen 5 och genom ytterhuset 3 i samma genomföring som och tillsammans med spolens 4 matningsled- ningar, för att sedan anslutas till en gemensam kabel 19.

Med hjälp av trådtöjningsgivarna 18 erhålles således en elektrisk återkopplingssignal motsvarande trycket i slidkammaren 13, vilken signal jämföres med ett börvärde, varvid eventuell differenssignal utnyttjas för ändring av matningen till magnetspolen 4 och förskjutning av ankaret 10. Denna återkopplingsfunktion kan exempelvis utnyttjas för att med hjälp av reglersliden 12 begränsa trycket C i en till öppningen 20 hos regleringsventilen ansluten ut- rustning. För detta ändamål är styrsliden 12 försedd med en axiell kanal 21 och tvâ tvärgâende kanaler 22 och 23 för att ständigt upprätthålla samma tryck i kamrarna 13 och 9 som vid öppningen 20. .

I det visade läget för styrsliden 12 står öppningen 20 i förbindelse med öppningen 24, som är ansluten till en tank med lågt tryck T. Det erhållna trycket vid C kommer därvid att via kanalerna 22, 21, 23 i sliden 12, kammaren 13 och kanalen 16 att fortplantas till kammaren 9 och i denna över- vakas med hjälp av töjningsgivarna 18 och jämföras med in- ställt börvärde. Om detta skulle vara högre än det aktuella värdet ökas strömmatningen till spolen 4, vilket medför att ankaret 10 förskjutes åt vänster i figuren, varvid öppningen 24 tillslutes av sliden 12. öppningen 20 kommer därvid att kommunicera med öppningen 25 från en pump eller annan tryck- källa med ett högre tryck P. Därvid kommer trycket P att tillföras kammaren 9 och avkännas medelst töjningsgivarna 18 samt jämföras med det inställda värdet. På detta sätt kan trycket C regleras enligt önskan oberoende av fjäderkonstan- ter, friktion, storleken hos tryck och flöden samt ändringar i viskositeten hos det reglerade fluidet.

En mycket stor fördel med den ovan beskrivna magneten med tryckavkänning är att denna ej till det yttre skiljer sig från magneter utan tryckavkänning utan kan utbytas mot en sådan där detta är lämpligt. Den kan vidare tillverkas till en obetydligt högre kostnad än en standardmagnet och 447 853 elanslutningen kan liksom vid en standardmagnet utföras via en enda genomföring. Genom att det vidare ej erfordras nå- got extra utrymme vid ankarets 10 från tappen 11 vända ände kan magneten förses med en manuellt pâverkbar stång 26 med pâverkningshuvud 27 för att i ett nödläge medge manuell för- skjutning av ankaret 10 och därmed reglersliden 12.

Vid vissa tillämpningar kan man vilja kombinera en tryckstyrning enligt ovan med en vägstyrning. Detta kan exempelvis gälla ett pressförfarande, varvid man under av- känning av förskjutningssträckan först vill försäkra sig om att ett verktyg nått önskad position, varefter man önskar styra kraften hos verktyget mycket noggrant genom reglering av ett hydraultryck. Därvid kan, likaså till följd av att utrymmet vid ankarets från tappen 11 vända ände står till förfogande, magneten kompletteras med en vägmätare.

I fig. 2 visas ett längdsnitt genom en sådan kombina- tion innefattande en elektromagnet 1 direktkopplad till en tryckstyrningsventil 2 helt i överensstämmelse med fig. 1.

Någon förnyad beskrivning av dessa komponenter kommer ej att ske. För att emellertid kunna bestämma ankarets 10 exakta läge är detta vid sin från tappen 11 vända ände för- sett med en stång 28 med en järnkärna 29, som är axiellt rörlig i till bildande av en differentialtransformator sam- mankopplade spolar 30, 31, 32. Primärspolen 31 matas därvid med en växelspänning, varvid skillnaden mellan de i sekun- därspolarna inducerade spänningarna utgör ett mått på järn- kärnans 29 läge. En elektromagnet som på detta sätt kom- pletterats med såväl tryckåterkoppling som positionsav- känning medför stora praktiska fördelar vid vissa till- lämpningar. Även en på detta sätt kombinerad anordning kan utföras med förhållandevis små dimensioner.

Beträffande den elektriska anslutningen av en elektro- magnet 1 enligt uppfinningen har i fig. 2 visats att denna kan utföras med hjälp av ett anslutningsdon 33 som lösbart kan förbindas med en sockel 34 på magneten, Anslutnings- donet 33 kan därvid innehålla erforderlig styrelektronik, bland annat organ för jämförelse av tryckâterkopplings- signalen med inställt börvärde och alstring av erforderlig , 447 ss: korrigeringssignal. Den yttre anslutningskabeln till kon- taktdonet 33, ej visad, behöver således, såsom vid en stan- dardmagnet, endast innehålla tre ledningar, två matnings- ledningar och en signalledning. Detta förenklar i hög grad utbytet av magneter.

Den ovan beskrivna som tryckmätningsdon utbildade elektromagneten kan varieras i flera avseenden inom ramen för uppfinningen med bibehållande av beskrivna fördelar. Så- ledes kan exempelvis de beskrivna trâdtöjningsgivarna ut- bytas mot andra typer av deformationsmätande organ. Vidare kan den beskrivna midjan helt utgå eller ersättas med ett på annat sätt försvagat parti, exempelvis ett parti av annat material än i hylsan i övrigt.

Elektromagneten 1 kan förutom för tryckåterkoppling kopplas in för mätning av externt tryck, som ej är föremål för reglering av magneten. Stora fördelar kan erhållas vid användning av tryckmätningen i magneten för styrning av andra magnetventiler. Ett exempel härpâ är automatiska växellådor, där trycket i en trycksänkande koppling kan bringas styra trycket i en tryckökande koppling eller tvärtom, för att uppnå i det närmaste optimala övergångar, som exempelvis blir oberoende av viskositeten hos hydraul- oljan. Även i hydraulsystem där en pump skall styras så att trycket i pumpens matarledning alltid är något högre än trycket i någon av tillkopplade förbrukare kan information om trycket i förbrukarna erhållas med utnyttjande av upp- finningen utan det nu vanliga systemet med backventiler och utan att antalet elektriska kablar behöver utökas.

Pumpen kan därvid styras med hjälp av en anordning enligt uppfinningen. Föreliggande uppfinning kan tillämpas även i många andra sammanhang som fackmannen väl inser.

Claims (9)

447 855 PATENTKRAV

1. Som fluidumtryckmätningsdon utflnmad elektro- magnet (1), speciellt avsedd att användas för tryckregle- ring av ett fluidum, innefattande ett ankare (10) som är axiellt rörligt i en cylindrisk kammare (9) omgiven av minst en för påverkan av ankaret avsedd magnetlindning (4), vilken kammare är försedd med inlopp (16) för det fluidum vars tryck skall mätas, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda kammare (9) har minst en av tryckfluidet deformerbar begränsningsyta (17) och att nämnda yta är försedd med minst ett deformationsavkännande organ (18), vars utsignal utgör ett mått på aktuellt fluidumtryck.

2. Elektromagnet enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att nämnda begränsningsyta utgöres av ett parti (17) av nämnda kammares cylinderformade vägg, att elektriska töjningsgivare (18) är anbringade på nämnda väggparti och att töjningsgivarnas anslutningsledningar är förda ut ur elektro- magneten (1) tillsammans med magnetlindningens (4) anslut- ningsledningar, lämpligen i en gemensam kabel (19).

3. Elektromagnet enligt krav 1 eller 2, k-ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda begränsningsyta utgöres av ett försvagat parti (17) av nämnda kammares (9) cylinder- formade vägg. n

4. Elektromagnet enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att nämnda försvagade parti av kammarens (9) vägg har formen av en runtomgående midja H7)och att tråd- töjningsgivare (18) är anbringade i nämnda midja.

5. Elektromagnet enligt något av krav 1 - 4 avsedd för tryckreglering av ett fluidum, k ä n n e te c k n a d a v att ankaret (10) är inrättat att styra en i ett ventil- hus (14) rörlig reglerslid (12) och att det tryckfluidum vars tryck skall regleras av sliden även matas in i nämn- da kammare (9) för åstadkommande av en elektrisk trycksignal, vilken kan användas för reglerslidens (12) styrning.

6. Elektromagnet enligt något av krav 1 - 5, varvid ankaret (10) vid sin ena ände är utfört med ett pâverknings- 447 853 organ (11) för samverkan med ett yttre element, såsom t.ex. en reglerslid (12) i ett ventilhus (14), k ä n n e- t e c k n a d a v organ (24, 25) vid ankarets (10) motsatta ände för att i ett nödläge medge manuell påverkan av ankarets läge.

7. Elektromagnet enligt något av krav 1-5, varvid ankaret (10) vid sin ena ände är utfört med ett pâverk- ningsorgan (11) för samverkan med ett yttre element, såsom t.ex. en reglerslid (12) i ett ventilhus (14), k ä n n e- t e c k n a d a v organ (28-32) vid ankarets (10) mot- satta ände för avkänning av ankarets läge.

8. Elektromagnet enligt krav 7, k ä n n e t e c k- n a d a v att nämnda organ innefattar en induktiv väg- givare (29-32).

9. Elektromagnet enligt något av krav 2-8, k ä n n e- t e c k n a d a v att erforderlig styrelektronik är monterad i ett med magneten (1) sammankopplingsbart an- sluüüngsdon (33), till vilket såväl magnetlindfingens (4) som töjningsgivarnas (18) anslutningsledningar är kopplade.