SE514848C2 - Styranordning för inställning av ett ställdon - Google Patents

Description

20 25 30 i a s t1..r4st* st»4ts 2 I styranordningen enligt US 5,654,885 har antalet rörliga mekaniska delar reducerats jämfört med den ovan beskrivna styranordningen med mekanisk balansstyrning .

Styranordningen enligt US 5,654,885 har emellertid en del allvarliga brister. De ingående magnetventilema kan kärva och även fastna, vilket medför att styranordningen ej fungerar.

Avgivna styrsignal till magnetventilema tär ej avsedd effekt. Även en styranordning enligt US 5,654,884 kräver därför mycket underhåll för tillfredsställande fimktion.

Genom föreliggande uppfinning har åstadkommits en förbättrad styranordning som kräver mindre underhåll.

Styranordningen enligt uppfinningen kännetecknas av att en styrventil är anordnad att styra flödet av drivmedia, såsom vätska eller gas, för inställning av ställdonet, att en elektrisk styrkrets är anordnad för reglering av styrventilen, när ärvärdet avviker från börvärdet, varvid organet för övervakning av ärvärdet är kopplat till styrkretsen, att i styrventilen ingår en magnetventil som regleras genom pulsmodulation eller trepunktsstyrning, att till styrkretsen är kopplat ett första larm, vilket är avsett att aktiveras om inte avvikelsen från börvärdet är åtgärdat inom viss tid, att styrkretsen är anordnad att efter utlösande av nämnda larm starta en pulssekvens avsedd att påverka styrventilen i syfie att frigöra eventuella fastlåsta ventiler, och att i anordningen ingår en reservenhet innefattande ett batteri, vilket är avsett att vid bortfall av drifispärining, drivfludium eller styrsignaler avge en puls till styrventilen för inställning av ställdonet i ett förvalt läge, öppet eller stängt.

Genom att nämnda pulssekvens kan knacka loss ventiler som kärvar eller fastnat krävs mindre underhåll.

Enligt en speciellt lämplig utföringsforrn kännetecknas uppfinningen av att styrventilen är försedd med handmanöverorgan, medelst vilka ingående ventiler kan styras manuellt och helt mekaniskt för inställning av ställdonet i önskat läge.

Tack vare denna konstruktion kan styranordningen nödköras helt manuellt vid strömavbrott. Detta är ej möjligt vidtidigare-kända styranordningar. 10 15 20 25 30 118413 i 3 Handmanöverorganen möjliggör även nödköming vid signalbortfall, vilket medför att styranordningen kan regleras manuellt vid utbyte eller reparation av elektriska komponenter.

En väsentlig fördel med handmariöverorgan för reglering av styrventilen är att en anläggning vid uppstart kan provköras redan innan styrelektronik är inkopplad. Drifistopp i samband med felsökning, underhåll eller reparation kan ofta undvikas när möjligheten finns att manuellt styra en process medelst handmanöverorganen.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till ett utföringsexempel, som visas på bifogade ritningar, varå figur 1 schematiskt visar en styranordning enligt uppfinningen för inställning av ett ställdon, som styr en flödesventil.

Figur 2 visar ett blockschema, som schematiskt illustrerar i anordningen enligt uppfinningen ingående delar.

Figur 3 visar ett utföiingsexernpel på nâgra i blockschemat enligt ñgur 2 ingånde detaljer.

Styrenheten 1 har ett hölje 2, innanför vilket är anbragt en styrventil, innefattande en magnetventil, samt ett kretskort med elkomponenter för styming av anordningen enligt uppfinningen efter inkommande styrsígnaler. Höljet l är anbragt på ett ställdon 3, vilket reglerar vridningen av en kraftövertöringsaxel 4, som är vridfast förbunden med en tallriksventil 5, vilken i sin tur reglerar flödet A i ett processmatningsrör 6. Ställdonets inställning styrs medelst ett diivmediurn, vilket i det visade utföringsexemplet är trycklufi.

Denna matas från en tryckkälla via ledningen 7 till Styrenheten 1, där magnetventilen styr flödet av tryckluft till och från ställdonet. Tryckluftsledningarna från styrenheten 1 till ställdonet har i figur 1 markerats med hänvisningsbeteckningama 8 och 9.

Styrenheten 1 är strömmatad och styming av magnetventilen sker medelst styrsignaler från en manövercentral. Ställdonets inställning är således normalt fjärr-styrd. 10 15 20 25 30 i? reas 4 I anordningen enligt uppfinningen ingår även ett nödstyrssystem, medelst vilket ställdonet kan styras manuellt och helt mekaniskt vid bortfall av strömförsörjning och/eller styrsignaler.

Nödstyrsystemet är föredömligt enkelt. På utsidan av hölj et 1 är anordnade tryckkriappar 10, 11, medelst vilka magnetventilen kan direktstyras mekaniskt för reglering av tryckluft till ställdonet. Styrenheten 1 är även försedd med en lägesindikator 12, vars visare är mekaniskt direktkopplad till krafiöverfciringsaxeln 4 så att lägesindikatom alltid visar ventilens 5 läge och storleken på processflödet A. Med hjälp av, tryckknapparna 10, 11 och lägesindikatorn kan ställdonet enkelt nödköras manuellt vid spännings- eller signalbortfall.

Normalt fungerar styranordningen såsom schematiskt visas i figur 2.

En potentiometer avkärmer ställdonets ärvärde 13, vilket sänds till en komparator 14 i styrenheten 1 samt i form av en utsignal för fjärravläsning av ärvärdet. Till komparatorn matas ett börvärde 15. Vid avvikelse mellan är- och börvårde utsändes styrsignaler 17 till styrventilen 18. I denna ingår en magnetventil, som beskrivs närmare i anslutning till figur 3. Styming av magnetventilen sker antingen genom pulsmodulation eller 3-punktsstyming.

Pulsmodulation ger större noggrannhet vid reglering av magnetventilen for inställning av ställdonet.

Vid tung belastning i ställdonet och vid långsamt flöde är 3-punktsstyrning lämpligt.

I styranordningen ingår ett första larm 19. Detta är tidsstyrt och utlöses efier viss tid om en registrerad avvikelse mellan är- och börvärde ej har konigerats. Larmet påverkar en pulsgenererande krets 19' som utsänder en pulssekvens till magnetventilen för att knacka loss ventiler som fastnatOm registrerad avvikelse mellan är- och börvärde ej har korrigerats en viss tid efter utsändandet av nämnda pulssekvens aktiveras ett andra larm 19”. 10 15 20 25 30 » 8248 5 Om önskat ärvärde ej kan uppnås med styrenheten kan en operatör manuellt köra styrventilen för reglering av ställdonet tills felet har lokaliserats och åtgärdats. Såsom nämnts i anslutning till figur l kan ställdonets ärvärde alltid avläsas på en lägesindikator ' 12 på styrenheten 1, vilket möjliggör rent manuell styrning av magnetventilen för inställning av ställdonet vid bortfall av drifiström och styrsignaler. För ökad säkerhet har ställdonet två mekaniska gränslägesbrytare 20,21, varav den ena exempelvis kan ange helt stängd ventil 5 i processmatningsröret och den andra exempelvis helt öppen ventil.

Gränslägesbrytarna 20, 21 är steglöst inställbara för godtyckligt val av önskade gränslägen.

Med hjälp av gränslägesbrytarna fås en klar indikation att ställdonet är i ett valt gränsläge.

Om drifispänning och därmed strömmatning 22 bortfaller inkopplas ett i en reservenhet 23 ingående batteri, vilket ger en puls till magnetventílen för inställning av ställdonet i ett önskat förvalt läge, exempelvis helt öppet eller stängt. Även vid signal- eller luftbortfall styr reservenheten 23 ställdonet till nämnda förvalda läge. Tryckmatriing 24 av drivmedium för ställdonet, vilket i det visade uttöringsexemplet utgöres av tryckluft, sker medelst en ej visad kompressor.

I figur 3 visas ett modifierat utförande av ett ställdon 3' och en av denna styrd ventil 5' i ett processmatningsrör 6'.

Ställdonet 3' består av en cylinder och en i denna anbragt kolv 25 som är förbunden dels med ventilen 5' för styrning av denna dels med en lägesindikator 26, som visar kolvens 25 och därmed ventilens 5' ärvärde. Lägesindikatom 26 utgöres lämpligen av en potentiometer som kontinuerlig avger en analog ärvärdæsigrial till styrenheten 1. Magnetventilen, vilken i sin helhet betecknats med 27, styr flödet av tryckluft för reglering av kolven 25 i ställdonet 3'. Magnetventilen har tre olika inställningslägen. I ett läge inmatas tryckluft via ledningen 28 till cylinderutrymmet till vänster om kolven, varvid kolven förflyttas till höger och medbringar ventilen 5' i öppningsriktningen. lO 15 20 25 30 §s14”s4à 6 I ett andra inställningsläge på magnetventilen matas tryckluften i omvänd riktning till cylindern, dvs. tryckluft inmatas via ledningen 29 till cylinderutryrnmet till höger om kolven 25, varvid denna förflyttas till .vänster och medbringar ventilen 5' i stängningsriktriingen. Tilloppskanalen har i figur 3 markerats med 30 och avluftningskanalerna med 31 och 32.

I ñgur 3 visas magnetventilen i sitt tredje läge, mittläget. I detta läge är magnetventilen stängd och ingen tryckluft kan matas till eller från cylinderutryrnrnet utan kolven kvarstår i inställt läge. Tack vare denna utformning förbrukas tryckluñ endast när ställdonet skall fórflyttas för ändring av ventilens 5' inställning.

Såsom nämnts ovan kan magnetventilen genom pulsmodulation pendla mellan sina inställningslägen i beroende av den pålagda pulsfrekvensen. Även trepunktsstyming kan ibland vara lämpligt.

Ställdonets hastighet kan enkelt regleras medelst strypventiler 33,34 i avluftninskanalema 31 och32.

I figur 3 visas även tryckknapparna 10 och ll. Vid bortfall av drifispärining eller styrsignaler kan magnetventilen styras manuellt och helt mekaniskt medelst tryckknappama 10, 1 1. Magnetventilen är av typ 5 kanals 3 vägsventil med stängt mittläge.

En magnetventil av detta slag förflyttas mellan sina inställningslägen medelst trycklufi, vars flödesriktning för inställning av ventilen styrs medelst solenoidreglerade sätesventiler.

Dessa sätesventiler kan även regleras manuellt med nämnda tryckknappar 10,11.

Vid intryckning av tryckknappen 10 mot verkan av en i tryckknappen anbragt ljäder intar magnetventilen sitt första läge, där inmatning av tryckluft sker via ledningen 28. När tryckknappen släpps återgår magnetventilen genom verkan av en i magnetventilen ingående ej visad fjäder till sitt stängda mittläge. På motsvarande sätt styr man tillflödet via ledningen 29 med tryckknappen ll. t:s14;s4s çvr;a ö Uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna uttöringsexempel, utan ett flertal modifikationer är möjliga inom ramen for efterföljande patentkrav.

Styranordningen enligt uppfimiingen är givetvis ej begränsad till ovan beskrivna ställdon.

Dessa kan vara av godtyckligt slag, såsom enkel och dubbelverkande ställdon med gas eller vätska som drivmedium. I figur 3 har visats ett clubbelverkande ställdon av cylíndertyp . Ställdonet enligt figur 3 kan ersättas av ett enkelverkande ställdon av cylíndeityp med fiäderverkan. I anslutning till ñgur l har beskrivits ett ställdon i form av en vridanordníng. Alternativt kan ställdonet vara av membrantyp.

Claims (8)

X' PATENTKRAV

1. Styranordning för inställning av ett ställdon (3), avsett för styrning av en process, såsom ventilinställriing i ett processmatningsrör (6), i vilken anordning ingår organ för övervakning av ställdonets ärvärde samt organ för korrigering av detta till önskat börvärde, kännetecknad av, att en styrventil (18) är anordnad att styra flödet av drivmedia, såsom vätska eller gas, för inställning av ställdonet (3), att en elektrisk styrkrets är anordnad för reglering av styrventilen, när ärvärdet avviker från börvärdet, varvid organet för övervakning av ärvärdet är kopplat till styrkretsen, att i styrventilen (18) ingår en magnetventil 27, som regleras genom pulsmodulation eller trepunktsstyrning, att till styrkretsen är kopplat ett första larm (19), vilket är avsett att aktiveras om inte avvikelsen från börvärdet är åtgärdat inom viss tid, att styrkretsen är anordnad att efter utlösande av nämnda larm starta en pulssekvens avsedd att påverka styrventilen i syfte att fiigöra eventuella fastlåsta ventiler, och att i anordningen ingår en reservenhet innefattande ett batteri (23), vilket är avsett att vid bortfall av driftspänning, drivfludiurn eller styrsignaler avge en puls till styrventilen (18) för inställning av ställdonet (3) i ett förvalt läge, öppet eller stängt.

2. Styranordning enligt kravet 1, kännetecknad av, att styrventilen (18) är försedd med handmanöverorgan (10,11) medelst vilka ingående ventiler, kan styras manuellt och helt mekaniskt för inställning av ställdonet (3) i önskat läge.

3. Styranordning enligt kravet 2, kânnetecknad av, att handmanöverorganen (10,1 1) utgöres av tryckknappar, vilka mot verkan av en fiäder är intryckbara för öppnande av resp. ventil.

4. Styranordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av, att i anordningen ingår fjärravläsningsorgan för övervakning av anordningens drifttillstånd. f “ 9

5. Styranordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av, att en indikator (12; 26) är mekaniskt kopplad till ställdonet (3:3') för angivande av dettas inställningsläge, ärvärde.

6. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av, att i anordningen ingår två mekaniska gränslägesbrytare (20, 21), som markerar när valda gränslägen uppnåtts och som eventuellt är avsedda att bryta tillförsel av drivmedia när ställdonet når valda gränslägen.

7. Anordning enligt kravet 1, kännetecknad av, att i styrkretsen ingår ett andra larm (19”), vilket är avsett att aktiveras om inte börvärdet uppnås en viss tid efter utsändandet av närrmda pulssekvens avsedd att frigöra eventuellt fastlåsta ventiler.

8. Styranordning enligt något av föregående krav, för inställning av ett ställdon (3), avsett för styrning av en process, såsom en ventilinställriing i ett processmatningsrör (6), i vilken anordning ingår organ för övervakning av ställdonets ärvärde sarnt organ för korrigering av detta till ett önskat börvärde, kännetecknad av, att ett handmanöverorgan (10,11) vilket är utformat att vid bortfall av elektriska styrsignaler och/eller driftspänriing helt mekaniskt nödstyra nonnalt automatiskt styrda ventiler (18), vilka ventiler är avsedda för flödesreglering av ett drivmedium, såsom vätska eller gas, för inställning av ett ställdon (3), vilket i sin tur styr en process, såsom ventiliristälhiing i sagda processmatningsrör (6).