SE451155B - Regleranordning av slidtyp for att reglera och leda luft fran en luftkella till endera sidan av ett pneumatiskt dubbelmembranstyrsystem - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 451 155 konstruktionen av styrventilen är möjlig på grund av den rela- tivt ringa rörelsen av sliden inuti ventilstommen jämfört med banrörelsen. Den föreliggande slidkonstruktionen och det stora förhållandet mellan kännarrörelse och slidrörelse gör ventilen känslig och reaktionsbenägen för små ändringar i banläget.

Andra ändamål och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå vid ett studium av följande beskrivning och de bifo- gade ritningarna, vilka blott tjänar till att illustrera upp- finningen. ' Fig. 1 är en sidovy, som visar en ändlös bana, vilken passerar runt en serie rullar, innefattande en styrrulle.

Fig. 2a, 2b och 2c är uppifrån tagna planvyer av tre separata banarrangemang liknande det i figur 1 visade, varvid i vartdera av de tre fallen styrrullen är visad i ett spe- ciellt läge för att illustrera den naturliga riktning som banan tenderar att följa som resultat av den speciella inställningen av ena änden av styrrullen.

Fig. 3 är en schematisk illustration av styrrullesystemet, reg- lerventilen och de tillhörande ledningarna för ledning av luft till och genom reglerventilen och in i styrrulle- reglersystemet.

Fig. 4 är en sektionsvy, som illustrerar regulatorn av slidtyp enligt föreliggande uppfinning med sliden visad i ett neutralt läge.

Fig. 5 är en förstorad sektionsvy, som visar ett utvalt parti av ventilen och dess slid med sliden i neutralläge.

.Fig. Sa är en sektionsvy av den i fig. 4 visade ventilen och illustrerar speciellt den i ventilstommen utformade sidoförbiledningskanalen, som möjliggör att luft kan ledas till båda sidor av sliden.

Fig. 6 är en schematisk illustration av reglerventilen en- ligt föreliggande uppfinning och visar strömmen av ,» 10 15 20 25 30 35 451 155 luft därigenom, när reglerventilens kännare såsom visas i fig. 4, intager det vänstra extremläget (läge nr 2).

Fig. 7 är en schematisk illustration av reglerventilen en- ligt föreliggande uppfinning och visar strömmen av luft därigenom, när reglerventilens kännare, såsom visas i fig. 4, intager neutralläget (läge nr 1).

Fig. 8 är en schematisk illustration av reglerventilen en- ligt föreliggande uppfinning och visar strömmen av luft därigenom, när reglerventilens kännare, såsom visas i fig. 4, intager det högra extremläget (läge nr 3).

Fig. 9 är en grafisk illustration, som visar tryckmätning- ar för olika kännarrörelser hos reglerventilen en- ligt föreliggande uppfinning.

Refererande till ritningarna hänvisas till fig. 1, 2a, 2b och 2c för att illustrera sättet att bibehålla rätt löpriktning hos en ändlös bana. I figur 1 visas en ändlös bana 10 passera runt en serie bärrullar 12. En med numret 16 betecknad styr- rulle är anordnad och, såsom framgår i fig. 1, passerar banan 10 däröver. Vidare är i fig. 1 visad en kännare eller styr- arm 18, som står i kontakt med banans 10 kant. Kännaren eller följaren 18 användes, såsom kommer att inses från följande delar av denna beskrivning, i samband med ett reglersystem, som reagerar för lateral rörelse eller rörelse från sida till sida av banan 10 för att i erforderlig grad korrigera och kon- trollera banans 10 löpriktning.

I fig. 2a resulterar styrrullens 16 läge i att banan 10 rör sig i riktningen av den där visade pilen. Förflyttning av den ena änden av styrrullen 16 till det i fig. 2b visade läget bringar banan 10 att röra sig huvudsakligen i riktningen av den där visade pilen. Förflyttning av styrrullen 16 till det i fig. 2c visade läget resulterar i att banan 10 rör sig i riktningen av den där visade pilen.

I fallet med en ändlös bana 10 är det därför önskvärt att kon- 10 15 20 25 30 35 451 155 tinuerligt avkänna läget av banans 10 kant med en kännare eller följare 18 (såsom visas i fig. 1) och att i motsvarig- het till detta läge inställa styrrullens 16 ände för att i tillräcklig utsträckning kontrollera och korrigera banans 10 inriktning.

Hänvisning göres nu till fig. 3, vari visas ett generellt med 20 betecknat påverknings- eller styrsystem för att för- flytta styrrullen 16 fram och åter. Påverkningsdonet 20 är av konventionell konstruktion och innefattar en sadellager- hållare¿22, som är konstruerad för att mottaga ett ändlager- aggregat hos styrrullen 16. Vid vardera sidan av sadellager- hållaren 22 finns ett par membran 24 och 26. Det inses, att genom uppblåsning och tömning av respektive membran 24 och 26 nämnda sadellagerhâllare 22 och följaktligen styrrullen 16 kan förflyttas fram och åter. Det är denna reglerrörelse fram och åter som resulterar i den kontinuerliga regleringen av banans 10 inriktning.

Föreliggande uppfinning hänför sig speciellt till en gene- rellt med numret 15 betecknad reglerventil för att styra på- verkningsdonet 20 och dettas membran 24 och 26. Detaljer hos reglerventilen kommer att behandlas speciellt i det följande.

Före betraktande av reglerventilens 15 detaljer följer en allmän diskussion av luftströmningen till reglerventilen samt till och från påverkningsdonet 20.

I detta hänseende göres hänvisning till fig. 3. Däri är an- ordnade en med 28 betecknad luftkälla. Luft från luftkällan 28 ledes genom en inloppsledning 13 till en speciell inlopps- port hos reglerventilen 15. Genom ledningen 13 passerande luft kommer att passera genom en till/från-ventil 30, ett filter 32 och en tryckregulator 34.

Reglerventilen 15 är uppburen invid den rörliga banan 10 medelst en bäranordning 212 Såsom kommer att diskuteras mera i detalj nedan, innefattar reglerventilen 15 en kännare eller följare 18, som kontinuerligt övervakar banans 10 kant och 10 15 20 25 30 35 3451 155 reagerar för sidoriktad rörelse av denna genom att konti- nuerligt variera utflödet från reglerventilen 15. Lägg i fig. 3 märke till att reglerventilen 15 vidare innefattar tvâ ytterligare portar, som likaså i sin tur kommer att dis- kuteras mera i detalj nedan. Dessa två portar är operativt anslutna till membranen 24 och 26 via ledningar 17 och 19.

I fig. 4 visas en generellt med 15 betecknad regulator av slidventiltyp. Reglerventilen 15 innefattar en huskonstruk- tion 36, som innefattar en glidbar slid 37. Till vardera änden av sliden är medelst organ 43 och 44 fästade rullmem- bran 38 och 39. Dessa membran är också fästade mellan höljet 36 och samhörande ändlock 36a och 36b under bildning av se- parata kamrar 41 och 42 vid varje ände av sliden 37.

Ventilen 15 innefattar en i_ändlocket 36a utformad inlopps- port 40, som leder inloppstrycket till båda kamrarna 41 och 42 via en förbigångsport eller -kanal 36c, som är utformad i höljet 36 och ändlocken 36a och 36b. Denna förbigångsport 36c visas särskilt i fig. SA.

Genom speciell utformning av en lämplig skillnad i effektiv area mellan membranen 38 och 39 belastas sliden för att - säkerställa, att kännaren 18 och förbindningsstången 45 kom- mer att följa banan 10 som styrs.

Tillförsel av tryck till själva ventilen sker genom en port 37a, som sträcker sig genom slidens 37 centrum. Flödet in- kommer i porten 37ä genom en-i en kvarhållningsskruv 43 be- lägen öppning. Porten 37a slutar kort före kännarpåverknings- mekanismens område men når tillräckligt långt för att mata tryckportar 37b och 37c.

Såsom vidare framgår av figur 4, sträcker sig en stång 45 från en svängarm 47, som är svängbart monterad i ventilstom- men 36 genom en svängtapp 46. Detta medför tryck på sliden 37 antingen i vänster eller höger riktning, varvid den aktu- ella riktningen hestämmes av kännarens 18 rörelse. En kul- 10 15 20 25 30 35 451 155 skål 48 är utformad för att mottaga svängarmsdelen 47. Kul- skålen 48 har cirkulär sektion och är inpassad i en därtill passande cirkulär borrning i sliden 37. Detta medger, att svängarmsdelens 47 svängrörelse omvandlas till glidrörelse mellan kulskål 48 och slid 37. Uttryckt på annat sätt kan svängarmsdelen 47, när stången 45 svänges fram och åter, svänga eller oscillera i kulskâlen 48 och kan kulskålen 48 röra sig transversalt eller fram och åter inuti sliden 37 och inom ventilhusets 36 gränser. Denna konstruktion tillå- ter stången 45 och den utskjutande kännaren att effektivt förflytta sliden 37 fram och åter.

En bälg 49 är anordnad att skydda det inre av ventilen från yttre föroreningar och sträcker sig, såsom visas i fig. 4, från ventilstommen 36 för att täcka den från ventilen utskju- tande svängarmen 45.

I ventilhuset är anordnade två utloppsportar 50 och 51. Dess- utom finns en avloppsport 52. En ventilationsöppning 53 är anordnad för att förhindra uppbyggnaden av baktryck mot mem- branet 38 genom eventuellt tryckläckage förbi sliden 37.

Pâ sliden 37 är utformad en upphöjd ringformig avloppskon-_ trollerande ås 35, som är flankerad på varje sida av upphöj- da ringformiga reglerkragar 31 och 33. Avloppsåsen 35 inne- fattar en tvärgående ränna eller genomgång 37d, vilken till- åter luft, som inkommer i ventilen genom någon av portarna 50, 51, att passera och avgå genom avloppsporten 52. Det in- ses, att omställning av sliden 37 i endera riktningen kommer att medföra avloppsportens 52 öppning gentemot en av portar- na 50, 51.

Såsom framgår i fig. 4 och 5, är utloppsportarna 50 och 51 i neutralläget belägna mittför var sin av de upphöjda ring- formiga kragarna 31 och 33, så att portarna 50 och 51 inta- ger ett väsentligen stängt läge. De ringformiga kragarna 31 och 33 är emellertid försedda med små urtag för att kontinu- erligt förse vardera av påverkningsdonets eller styrsystemets 10 15 20 25 30 35 4511155 membran 24 och 26 med tryck. Detta kompenserar för varje tryckförlust på grund av "genomblåsning", när ventilen är i ett neutralt läge. Lägg i fig. 5 märke till att den ring- formiga kragens 31 urtagsförsedda område är speciellt visat och betecknat med 31a.

I fig. 4 är ventilen 15 visad i det neutrala läget. I neu- tralläget inkommer inloppsluft genom porten 40 och slidens portar 37a, 37b och 37c. Detta upprätthåller inloppslufttryck på utloppsportarna 50 och 51. Avloppsporten 52 är stängd.

I figl 4 representerar konstruktionslinjen 60 kännarläge nr 2, vilket när maximalt 2o° från neutralläget. I detta läge är porten 50 helt öppen mot inloppstrycket via portarna 37a och 37b. Porten 51 har öppnats mot avloppsporten 52 via genomgången 37d.

Likaså i fig. 4 representerar konstruktionslinjen 62 ett tredje kännarläge. I detta tredje kännarläge när kännaren 18 maximalt 200 till höger om neutralläget, såsom visas i fig. 4. I detta tredje kännarläge är porten 51 helt öppen mot inloppstrycket via portarna 37a och 37c. Porten 50 har öppnats mot avloppsporten 52 via genomgången 37d. _ Kännarläget nr 2 och kännarläget nr 3 uppträder vid kännar- rörelsens extremförhållanden. När kännaren 18 rör sig något mot konstruktionslinjen 60, blir utloppsporten 50 i ökande grad exponerad för inloppstrycket och blir utloppsporten 51 i ökande grad exponerad mot avloppsporten 52. För smärre korrektioner av banans 10 läge är flödeshastigheterna låga och den motsvarande korrektionshastigheten låg. Denna kon- struktipn eliminerar överreaktion och följaktligen "pend- ling" av styrningen. I huvudsak är flödet till de respektive membranen 24 eller 26 (eller till en cylinderände) propor- tionellt mot förskjutningen av kännaren 18 relativt neutral- läget.

De motsatta förhållandena råder, när kännaren 18 rör sig 10 15 20 25 30 35 451 155 något mot kännarläget nr 3 (konstruktionslinjen 62). Dvs. utloppsporten 51 blir i ökande grad exponerad för inlopps- trycket, medan utloppsporten 50 blir i ökande grad exponerad gentemot avloppsporten 52. Flödena är återigen proportionella mot slidförskjutningen.

I fig. 6, 7 och 8 visas flödet av fluid eller luft genom ventilen 15 i vardera av de nyss beskrivna lägena. I fig. 6 visas kännarläge nr 2 (konstruktionslinjen 60). I fig. 7 visas neutralläget. Fig. 8 visar det tredje kännarläget eller det läge som kännaren har, när den intager det av konstruktions- linjen 62 i fig. 4 representerade läget.

Det skall ånyo nämnas, att ventilen 15 och sliden 37 är sär- skilt utformade på sådant sätt, att de effektiva areorna på de motsatta sidorna av sliden icke är lika. Pâ grund av detta förekommer en tryckdifferens mellan slidens 37 ändar, och i föreliggande fall resulterar detta i att sliden tenderar att förskjutas åt vänster (se fig. 4). Det inses därför, att kän- w naren 18 följer kanten på banan eller materialet 10, som pas- serar över styrrullen 16. När kännaren 18 följer kanten på banan 10, verkar stången eller svängarmen 45 för att styra påverkningsdonet eller styrsystemet 20. Det inses, att när- f kännaren 18 oscillerar mellan de två i fig, 4 antydda extrem- lägena, de respektive membranen 24 och 26 alternerande upp- blåses och tömmes, och detta resulterar i att änden av styr- rullen 16 förflyttas i sidled fram och åter för omställning av löpvinkeln hos materialet eller banan 10, som passerar över de olika bärrullarna 12.

Fig. 9 visar ett diagram över membrantryck, avsatta från noll- eller neutralläget hos påverkningsdonet eller styrrullebära- ren. Dessa tryck ges för 6,35 mm kännarrörelse och illustre- rar den gradvis skeende och relativt rätlinjiga ökningen i tryck på högtryckssidan och den motsvarande minskningen i tryck på avlopps- eller lågtryckssidan.

'Den successivt skeende ökningen i kraft på högtryckssidan re- sulterar i en mycket jämn rörelsehastighet och ger exakt kon- 10 451 155 troll av styrrullen_över hela rörelseområdet.

Omkastning av högtrycks- och lâgtryckssidor skulle resultera i en spegelbild av diagrammet.

Föreliggande uppfinning kan givetvis utföras på andra spe- cifika sätt än de här angivna utan avvikande från uppfinnings- tanken och de väsentliga karaktäristiska dragen hos uppfin- ningen. De förekommande utförandena skall därför i alla av- seenden anses som illustrerande och icke begränsande, och alla ändringar som faller inom ramen för vad som avses i eller inom ramen för vad som är ekvivalent med det som anges i de bifogade kraven är avsedda att omfattas av dessa krav.

Claims (6)

1. 0 15 20 25 30 35 451 155 _ _ 10 Patentkrav 1. Regleranordning av slidtyp för att reglera och leda luft från en luftkälla (28) till endera sidan av ett pneu- matiskt dubbelmembranstyrsystem (20), som är drivbart anslutet till en styrrulle (16) för sådan förflyttning och inställning av styrrullen, att över densamma passerande material (10), såsom en vira- eller filtbana, rätt styres av styrrullen, varvid regleranordningen innefattar A. en ventil (15) med en stomme (36), en däri rörligt monterad slid (37) samt en luftinloppsport (40), ett par luftutloppsportar (50,51) och en avloppsport (52) utforma- de i stommen, varvid varje utloppsport är anordnad att vara i kommunikationshänseende ansluten till det pneumatiska styrsystemet, II' J B. en belastningsanordning (36,38,39,41,42), som är driv- bart samordnad med ventilsliden (37) för att belasta den- samma i riktning mot ett valt läge inom ventilstommen (36), C. en slidpåverkningsanordning (18,45) avsedd att medelst belastningsanordningen (36c,38,39,41,42) hållas i ingrepp med en kant på det över styrrullen (16) passerande mate- rialet (10) och att förflytta ventilsliden (37) fram och åter inuti ventilstommen (36) i beroende av omställning_i sidled av nämnda material, när det passerar över styrrul- len (16), varvid rörelsen av ventilsliden som resultat av rörelsen i sidled av nämnda material resulterar i att styrsystemet så omställer läget av styrrullen (16), att löpvinkeln hos det över denna styrrulle passerande mate- rialet omställes, varvid D. slidpâverkningsanordningen (18,45-48) innefattar en svängarm (45), som är direkt kopplad till ventilsliden (37), för att förflytta denna slid fram och åter inuti ventilstommen (36), när svängarmen förflyttas fram och åter, varvid svängarmen har en inre ände-(47,48), som är rörligt monterad i ventilsliden och sträcker sig därifrån, och vidare innefattar en motsatt ände med en därpå fästad följare (18) för att så ingripa med kanten på det över 10 15 20 25 30 35 451 155 11' styrrullen (16) passerande materialet (10), att svängar- men påverkar och förflyttar ventilsliden (37) fram och åter inuti ventilstommen (35) i beroende av omställning i sidled av det över styrrullen passerande materialet, varvid E. ventilsliden (37) och svängarmen (45) är anordnade att intaga ett första, neutralt läge och varvid svängarmen kan svänga frân nämnda neutralläge till andra och tredje extremlägen på motsatta sidor om neutralläget, k ä n n e t e c k n a t av att ventilen (15) med tillhörande slid (37) innefattar organ (31,31a,33,35) för att öppna nämnda utloppsportar (50,51) och exponera desamma för luft under tryck samt stänga nämnda luftavloppsport (52), när ventilsliden (37) och svängarmen (45) intager nämnda neutralläge, för att däri- genom hindra ventilen (15) från överrörelse eller pend- ling, och av att belastningsanordningen (36c,38,39,41,42) utgöres av organ för att alstra en tryckskillnad mellan motsatta ändar av ventilsliden (37), så att denna på grund av förekomsten av tryckskillnaden belastas i riktning mot nämnda valda läge, varvid nämnda organ för alstring av tryckskillnaden innefattar ett par kamrar (41,42), som är belägna vid motsatta ändar av sliden (37) och står i kom- munikation med inloppsporten (40) för att mottaga och in- rymma från nämnda luftkälla (18) kommande tryckluft däri, och varvid den ena änden av sliden har en större effektiv ytarea exponerad för den komprimerade luften i den närber lägna kammaren (42) än den andra änden av sliden, för att därigenom ge upphov till nämnda tryckskillnad mellan de motsatta ändarna av sliden, varvid sliden (37) belastas av differenstrycket i riktning mot den slidände som är mot- satt änden med den för den närbelägna kammaren exponerade större arean.

2. Regleranordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att ett mellan ventilsliden (37) och svängarmen (45) inkopplat kopplingsaggregat (47,48) innefattar en i 10 15 20 25 30 35 '7. Regleranordning enligt krav 2, 451 155 L _ - 12 ventilsliden (37) utformad hålighet och en åtkomst där- till medgivande öppning samt ett rörligt organ (48), som inrymmes i denna hålighet och är operativt så kopplat till svängarmen (45), att när svängarmen föres fram och åter, ventilsliden likaså förflyttas via kopplingsaggregatet (47,48).

3. Regleranordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att den dessutom innefattar en svängtapp (46), som förbinder svängarmen (45) med ventilstommen (36) invid kopplingsaggregatet (47,48), som omvandlar svängrörelse till glidrörelse.

4. Regleranordning-enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d av att den innefattar en i ventilstommen (36) ut- formad svängarmsöppning, genom vilken svängarmen (45) sträcker sig, varvid det finns en böjlig bälg (49), vil~ ken är fästad vid ventilstommen invid svängarmsöppningen och vilken omgiver ett från ventilen (15) sig sträckande parti av svängarmen (45).

5. Regleranordning enligt något av krav 1-4, t e c k n a d k ä n n e - av att den innefattar ett par membran (13, 39), som är fästade över motsatta ändar av ventilsliden (37) på sådant sätt, att de bildar motsatta kamrar (40,41) invid vardera änden av ventilsliden och avtätar de bildade motsatta kamrarna från den sliden omgivande arean.

6. Regleranordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k - av att det finns fästanordningar (36a,36b,43,44) för sådan fästning av varje membran (38,39) på ventilstom- n a d men 136) och direkt på änden av ventilsliden (37), att membranet rullar fram och åter tillsammans med sliden, när denna påverkas. k ä n n e t e c k - n å d av att den innefattar organ för förflyttning av kopp- 10 451 155 13 lingsaggregatet (47,48) fram och äter inuti ventilen (15) i en riktning, som är vinkelrät mot nämnda slids (37) längdaxel, när svängarmen (45) svänger fram och åter. k ä n n e - av att organen (36c,38,39,41,42) för alstring av en tryckskillnad mellan motsatta ändar av 8. Regleranordning enligt något av krav 1-7, t e c k n a d ventilsliden (37) innefattar en i ventilstommen (36) ut- formad förbigångsport (360), varvid förbigångsporten sträcker sig genom ventilstommen och runt ventilsliden (37) för ledning av luft till motsatta ändar av sliden.