SE530486C2 - Pneumatic control system - Google Patents

Pneumatic control system

Info

Publication number
SE530486C2
SE530486C2 SE0601321A SE0601321A SE530486C2 SE 530486 C2 SE530486 C2 SE 530486C2 SE 0601321 A SE0601321 A SE 0601321A SE 0601321 A SE0601321 A SE 0601321A SE 530486 C2 SE530486 C2 SE 530486C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
valve
control
piston
compressed air
actuator
Prior art date
Application number
SE0601321A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0601321L (en
Inventor
Stig-Erling Gustavsson
Original Assignee
Parker Hannifin Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Parker Hannifin Ab filed Critical Parker Hannifin Ab
Priority to SE0601321A priority Critical patent/SE530486C2/en
Priority to PCT/SE2007/050425 priority patent/WO2007145590A1/en
Publication of SE0601321L publication Critical patent/SE0601321L/en
Publication of SE530486C2 publication Critical patent/SE530486C2/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/044—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the return line, i.e. "meter out"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • F15B11/15—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor with special provision for automatic return
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30525—Directional control valves, e.g. 4/3-directional control valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/315—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit
    • F15B2211/3157—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line
    • F15B2211/31576—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line having a single pressure source and a single output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/329—Directional control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40507—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with constant throttles or orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41572—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and an output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/42—Flow control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/421—Flow control characterised by the type of actuation mechanically
    • F15B2211/424—Flow control characterised by the type of actuation mechanically actuated by an output member of the circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/455—Control of flow in the feed line, i.e. meter-in control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/47—Flow control in one direction only
    • F15B2211/473—Flow control in one direction only without restriction in the reverse direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

20 25 30 530 485 leras genom ett väsentligen obehindrat utlopp. Detta innebär att trycket på den drivande sidan på arbetskolven är ganska lågt så länge som motståndet för kolvrörelsen är lågt, men ökar automatiskt hela vägen upp till maximum tryck tillgängligt ifall motståndet för kolvrörelsen blir högre. l det ovan beskrivna användningsområdet för pneumatiska manöverorgan, är skorpskikten mycket tunna och resulterar i mycket tunna och mycket låga kolvbelastningar i mer än 90% av samtliga skorpbrytande cykler. I mindre än 1% av samtliga cykler är skorporna tjocka nog för att för att kräva en hel kraftinverkan. Detta innebär att i de allra flesta av de skorpbrytande cyklerna, är det erforderliga luftrycket bakom arbetskolven mycket lågt, som är tryck- luftsvolymen matad in i manöverorganscylindern. Den ovan beskrivna be- gränsade luftmatningen till manöverorganet innebär en viss reducering av den förbrukade tryckluftsvolymen jämfört med tidigare använda hela tryck- manöverorgansoperationer, och naturligtvis innebär det en väsentlig kost- nadsbesparing för industrin. En förutsättning för detta är dock att kolven tillåts att återgå till sitt startläge omedelbart efter att den nått sitt utsträckta ändläge, annars kommer det fortfarande vara en hel tryckuppbyggnad i manövercylin- dern och en resulterande lufttrycksförlust. 530 485 clay through a substantially unobstructed outlet. This means that the pressure on the driving side of the working piston is quite low as long as the resistance of the piston movement is low, but automatically increases all the way up to the maximum pressure available if the resistance of the piston movement becomes higher. In the above-described application area for pneumatic actuators, the crust layers are very thin and result in very thin and very low piston loads in more than 90% of all crust-breaking cycles. In less than 1% of all cycles, the crusts are thick enough to require a full force action. This means that in most of the crust-breaking cycles, the required air pressure behind the work piston is very low, which is the volume of compressed air fed into the actuator cylinder. The limited air supply to the actuator described above entails a certain reduction in the volume of compressed air consumed compared with previously used entire compressed actuator operations, and of course this means a significant cost saving for the industry. A prerequisite for this, however, is that the piston is allowed to return to its starting position immediately after it has reached its extended end position, otherwise there will still be an entire pressure build-up in the control cylinder and a resulting loss of air pressure.

På grund av skäl såsom kundkrav och en långsam signalöverföring mellan lägesavkännande organ vid den elektrolytiska degeln och en styrenhet, har kolven i tidigare manöverorgan bibehållits under en tid i sitt utsträckta ändlä- ge, vilket innebär att även om man använder matande fiödesbegränsningar för att hålla nere driftstrycket på kolven under kolvrörelsen, kommer det fort- farande att vara en tryckuppbyggnad i manövercylindern efter kolven har full- bordat sina slag. Det finns ingen användning för sådana tryckuppbyggnader utan är en förlust av dyr tryckluft. l DE 42 01 464 beskrivs en tryckvätskekolvcylinderanordning försedd med ändlägessensorer och en styrenhet för styrning av tryckvätsketillförseln till cylindern. Denna anordning är dock baserad på elektromagnetiska lägessen- 10 15 20 25 30 530 486 sorer och en kombinerad elektriskt aktiverad riktnings- och flödesjusterande ventil för fullbordande av arbetskolvens hastighetsstyrning. Detta är en helt och hållen annan typ av system jämfört med uppfinningen eftersom elektriska komponenter är känsliga för tuffa omgivningar och är en del av ett komplice- rat styrorgan vilket står i kontrast till de icke känsliga mekaniska till- /frånventilerna som beskrivs i de bifogade kraven.Due to reasons such as customer requirements and a slow signal transmission between position sensing means at the electrolytic crucible and a control unit, the piston in previous actuators has been retained for a time in its extended end position, which means that even if feed feed restrictions are used to hold down the operating pressure of the piston during the piston movement, it will still be a pressure build-up in the control cylinder after the piston has completed its strokes. There is no use for such compressed structures but is a loss of expensive compressed air. DE 42 01 464 describes a pressure fluid piston cylinder device provided with end position sensors and a control unit for controlling the pressure fluid supply to the cylinder. However, this device is based on electromagnetic position sensors and a combined electrically actuated direction and fate adjusting valve for completing the speed control of the work piston. This is a completely different type of system compared to the invention because electrical components are sensitive to harsh environments and are part of a complicated control means which is in contrast to the non-sensitive mechanical on / off valves described in the appended claims. .

I WO 02/14698 A1 beskrivs ett pneumatiskt manöverorganssystem för skal- brytandeoperationer vari ändlägeskänsliga ventiler är anordnade för fullbor- dande av ett automatiskt stopp för tryckluftstillförselntill den drivande sidan på kolven när arbets- eller returslag fullbordas. Detta innebär att inga onödi- ga hela tryckuppbyggnaderframkallas vid slutet av kolvslagen.WO 02/14698 A1 describes a pneumatic actuator system for shell breaking operations in which end position sensitive valves are arranged to complete an automatic stop for compressed air supply to the driving side of the piston when working or return strokes are completed. This means that no unnecessary whole pressure build-up is induced at the end of the piston stroke.

Det finns dock fortfarande ett annat problem förknippat med denna typ av utrustning, nämligen att för att minska kostnaderna vid operationens styrsida är ett antal manöverorgan styrda av en enkel aktiveringssignal, och att denna aktiveringssignal måste upprätthàllas tills manöverorganet bearbetande det tjockaste skorpskiktet har fullbordat sitt arbetsslag. Detta innebär att de andra manöverorganen bearbetande tunnare och lättare skorpskikt har slutfört sina arbetsslag tidigare och att dess kolvar bibehålls vid sina främre ändlägen under en bestämd tidsperiod i väntan på att manöverorganet med den tyngs- ta lasten ska slutföra sitt arbetsslag. Detta innebär att ett kostnadskrävande helt tryck fortfarande byggs upp i de lätt belastade manöverorganen.However, there is still another problem associated with this type of equipment, namely that to reduce the cost at the control side of the operation, a number of actuators are controlled by a simple actuation signal, and that this actuation signal must be maintained until the actuator processing the thickest crust layer has completed its work. This means that the other actuators processing thinner and lighter crust layers have completed their work strokes earlier and that its pistons are maintained at their front end positions for a certain period of time while waiting for the actuator with the heaviest load to complete its work stroke. This means that a costly full pressure is still built up in the lightly loaded actuators.

Huvudändamålet hos den föreliggande uppfinningen är att fullborda ett pneumatisktmanöverorganssystem med vilket tryckluftskonsumtionen mins- kas till ett minimum så att inte mer tryckluft än absolut nödvändigt förbrukas vid manöverorganets drift medan automatiskt åstadkommande av maximalt tryck och toppeffektskapacitet när helst det krävs.The main object of the present invention is to complete a pneumatic actuator system with which the compressed air consumption is reduced to a minimum so that no more compressed air than absolutely necessary is consumed during the operation of the actuator while automatically providing maximum pressure and peak power capacity whenever required.

Ett annat ändamål hos uppfinningen är att möjliggöra drift av mer än ett ma- növerorgan med en enkel aktiveringssignal. 10 15 20 25 30 530 485 Andra ändamål och fördelar med uppfinningen kommer att framgå från be- skrivningen nedan innehållande en detaljerad beskrivning av uppfinningens föredragna utföringsformer med hänvisning till de bifogade ritningarna.Another object of the invention is to enable operation of more than one actuator with a simple activation signal. Other objects and advantages of the invention will become apparent from the description below containing a detailed description of the preferred embodiments of the invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

På ritningarna visar: Fig. 1 ett schematiskt snitt genom ett elektrolytiskt bad i en aluminiumpro- ducerande fabrik, innefattande ett pneumatiskt manöverorgan för skorpbrytandeändamål, och Fig. 2 ett schematiskt manöverstyrsystem i enlighet med uppfinningen.In the drawings: Fig. 1 shows a schematic section through an electrolytic bath in an aluminum-producing factory, comprising a pneumatic actuator for crust-breaking purposes, and Fig. 2 shows a schematic control system in accordance with the invention.

Som beskrivits ovan är det pneumatiska manöversystemet i enlighet med uppfinningen lämpligt för skorpbrytandeoperationer i aluminiumtillverkade industri. En typ av aluminiumproducerande fabriker innefattar ett antal elekt- rolytiska deglar, och i Fig. 1 visas en sådan elektrolytisk degel 10 innehållan- de ett elektrolytiskt bad 11 och med en nedre katod 12 och två anoder 13.As described above, the pneumatic control system in accordance with the invention is suitable for crust breaking operations in aluminum fabricated industries. One type of aluminum producing plant includes a number of electrolytic crucibles, and in Fig. 1 such an electrolytic crucible 10 is shown containing an electrolytic bath 11 and having a lower cathode 12 and two anodes 13.

Anoderna 13 är rörligt uppburna på en överliggande struktur 15 (visas ej i detalj), och ett enda pneumatiskt manöverorgan 14 monterat på samma struktur 15. Överst på elektrolyten 11 bildas oundvikligen ett skorpskikt 16 innehållande restmaterial från aluminiumoxidreduktionsprocessen.The anodes 13 are movably supported on an overlying structure 15 (not shown in detail), and a single pneumatic actuator 14 mounted on the same structure 15. On top of the electrolyte 11, a crust layer 16 containing residual material from the alumina reduction process is inevitably formed.

När en elektrolytisk reduktionsprocess pågår bildas kontinuerligt ett skorp- skikt ovanpå badet, och för att kunna tillföra mer aluminiumoxid till badet un- der processen måste skorpskiktet brytas gång på gång. Således är det pneumatiska manöverorganet 14 monterat vertikalt och försett med ett skorpbrytande arbetsverktyg 17, och när det är bestämt att åstadkomma ett hål i skorpskiktet 16, aktiveras manöverorganet 14 för att tvinga arbetsverk- tyget 17 rakt genom skorpskiktet. För tillförsel av aluminiumoxid till badet är det anordnat en så kallad punktmatningsanordning med vilken aluminiumoxid tillförs rätt genom hålet åstadkommet av arbetsverktyget 17. Den aluminium- 10 15 20 25 30 530 485 oxidmatande anordningen är inte del av uppfinningen och beskrivs därför inte i detalj.When an electrolytic reduction process is in progress, a crust layer is continuously formed on top of the bath, and in order to be able to add more alumina to the bath during the process, the crust layer must be broken again and again. Thus, the pneumatic actuator 14 is mounted vertically and provided with a crust-breaking working tool 17, and when it is determined to make a hole in the crust layer 16, the actuator 14 is activated to force the working tool 17 straight through the crust layer. For supplying alumina to the bath, a so-called point feeding device is provided with which alumina is supplied right through the hole provided by the working tool 17. The alumina feeding device is not part of the invention and is therefore not described in detail.

I Fig. 2 visas ett manöversystem för ett manöverorgan som beskrivits ovan och innefattar en manöverorgansenhet A och en styrenhet B. Manöveror- gansenheten A innefattar själva kolvcylindermanöverorganet 14 och två mo- nostabila avstängningsventiler 5 och 6, påverkade vid kolvändlägena, in- byggda i manöverorganet 14. Dessa avstängningsventiler 5, 6 skiftas meka- niskt av manöverorganskolven och står i förbindelse med styrenheten B. En av dessa ventiler 6 är en ändlägesavkännandeventil för arbetsslag, medan den andra ventilen 5 är en ändlägesavkännandeventil för returslag.Fig. 2 shows an operating system for an actuator as described above and comprises an actuator unit A and a control unit B. The actuator unit A comprises the piston-cylinder actuator 14 itself and two monostable shut-off valves 5 and 6, actuated at the piston reversing positions, built into the actuator 14. These shut-off valves 5, 6 are mechanically shifted by the actuator piston and are connected to the control unit B. One of these valves 6 is an end position sensing valve for working stroke, while the other valve 5 is an end position sensing valve for return stroke.

Styrenheten B, vilket lämpligen är formad som en separat struktur anpassad för att monteras direkt på manöverorgansenheten A, står i förbindelse med en tryckluftskälla P och med en pneumatisk startsignalsavgivande krets.The control unit B, which is suitably shaped as a separate structure adapted to be mounted directly on the actuator unit A, is connected to a compressed air source P and to a pneumatic starting signal emitting circuit.

Styrenheten B innefattar en monostabil riktningsventil 3 som har en enda styrport 3a och två flödesbegränsare 3b och 3c för reducering av luftflödet till manöverorganet 14. Styrenheten B innefattar även en monostabil avstäng- ningsventil 4 aktiverad av en av de kolvlägesreglerande ventilerna 5 för att stoppa ytterligare lufttillförsel till den returslagsdrivande sidan på kolven när kolven har nått sitt bakre ändläge.The control unit B comprises a monostable directional valve 3 having a single control port 3a and two fate limiters 3b and 3c for reducing the air flow to the actuator 14. The control unit B also comprises a monostable shut-off valve 4 activated by one of the piston position regulating valves 5 to stop additional air supply to the reciprocating side of the piston when the piston has reached its rear end position.

Styrenheten B innefattar vidare en bistabil övervakningsventil 2 med två styr- portar 2a och 2b och är anordnade att blockera eller släppa igenom en start- signal till riktningsventilens 3 styrport 3a. En monostabil återställningsventil 1 är inställbar med startsignalen och anordnad att släppa igenom eller blockera tryckluft från tryckluftskällan P till en av styrportarna 2a i övervakningsventi- len 2. Övervakningsventilens 2 andra styrport 2b är förbunden med den kolv- lägespåverkande ventilen 6, vilken är inställd i ett öppet läge med kolven vid slutet av ett fullt arbetsslag. 10 15 20 25 30 530 486 Funktionen hos manöverorganssystemet beskrivs nedan med hänvisning till Fig. 2, vilken visar manöverorganet 14 i dess tillbakadragna bakre ändläge och utan startsignal närvarande. I detta läge intar återställningsventilen dess stabila öppna läge och släpper igenom tryckluft från tryckluftskällan P till en av styrportarna 2a i Övervakningsventilen 2. Övervakningsventilen 2 är där- igenom öppen för att släppa igenom en startsignal, när anbringad, till fördel- ningsventilens 3 styrport 3a. I detta tillstånd för styrenheten B tillförs tryckluft kontinuerligt till avstängningsventilen 4, men på grund av faktumet att manö- verkolven intar sitt bakre ändläge och av att den ändlägesreagerandeventilen 5 ställs in till sitt öppna läge ställs avstängningsventilen 4 in till sitt ostabila stängda läge och förhindrar ytterligare tryckluft från att tillföras till returslagets drivande sida på kolven. Tryckluft tillförs även kontinuerligt till den lägesrea- gerandeventilen 6 vid den främre änden på manövercylindern, men eftersom denna ventil 6 inte aktiveras av manöverkolven intar den sitt stabila stängda läge.The control unit B further comprises a bistable monitoring valve 2 with two control ports 2a and 2b and is arranged to block or let a start signal to the control port 3a of the directional valve 3. A monostable reset valve 1 is adjustable with the start signal and arranged to let through or block compressed air from the compressed air source P to one of the control ports 2a in the monitoring valve 2. The second control port 2b of the monitoring valve 2 is connected to the piston position actuating valve 6, which is set in a open position with the piston at the end of a full work stroke. The function of the actuator system is described below with reference to Fig. 2, which shows the actuator 14 in its retracted rear end position and without the start signal present. In this position, the reset valve assumes its stable open position and lets compressed air from the compressed air source P to one of the control ports 2a in the monitoring valve 2. The monitoring valve 2 is thereby open to let a start signal, when attached, to the control valve 3a of the distribution valve 3. In this state of the control unit B, compressed air is supplied continuously to the shut-off valve 4, but due to the fact that the control piston assumes its rear end position and that the end position reacting valve 5 is set to its open position, the shut-off valve 4 is set to its unstable closed position and further prevents compressed air from being supplied to the driving side of the return stroke on the piston. Compressed air is also supplied continuously to the position-reacting valve 6 at the front end of the control cylinder, but since this valve 6 is not activated by the control piston, it assumes its stable closed position.

När en startsignal anbringas till systemet ställs återställningsventilen 1 in till sitt ostabila stängda läge för att avbryta trycksättningen av övervakningsven- tilens 2 styrport 2a. Övervakningsventilen förblir dock i sitt övre läge och släp- per igenom startsignalen till fördelningsventilens 3 styrport 3a, varigenom fördelningsventilen 3 ställs in till sitt ostabila läge förbindande tryckluftskällan med den övre änden på manövercylindern via flödesbegränsaren 3b. När kolven börjar röra på sig i sin arbetsslagsriktning avaktiveras den lägesreage- randeventilen 5 och intar sitt stängda läge. Detta resulterar i en tryckminsk- ning för avstängningsventilens 4 styrport, varigenom avstängningsventilen ställs in till sitt öppna läge för att möjliggöra utlopp av luft från den främre än- den på manövercylindern. Nu startas manöverorganet 14 i ett framåt riktat arbetsslag. På grund av flödesbegränsaren 3b hålls tryckuppbyggnaden i manövercylindern, och således, luftåtgången, automatiskt så låg som möjligt beroende på det verkliga motståndet från skorpskiktet som ska krossas. 10 15 20 25 30 530 485 Vid slutet av det fulla arbetsslaget slås den lägesreagerandeventilen 6 till av manöverkolven och ställs in till sitt ostabila öppna läge, och förbinder därige- nom tryckluftskällan med övervakningsventilens 2 övre styrport 2b för att stäl- la in den senare till sitt stängda läge förhindrande startsignalen från att kom- ma fram till fördelningsventilens 3 styrport 3a. Sedan ställs fördelningsventi- len 3 in till sitt stabila läge, som visas i Fig. 2, vari tryckluftskällan är avstängd från arbetsslagets drivande sida på manöverkolven. Istället öppnar fördel- ningsventilen 3 upp en förbindelse mellan tryckluftskällan och den främre änden på manövercylindern för att påbörja ett returslag för manöverkolven.When a start signal is applied to the system, the reset valve 1 is set to its unstable closed position to interrupt the pressurization of the control valve 2a of the monitoring valve 2. However, the monitoring valve remains in its upper position and passes the start signal to the control port 3a of the distribution valve 3, whereby the distribution valve 3 is set to its unstable position connecting the compressed air source to the upper end of the control cylinder via the fate limiter 3b. When the piston begins to move in its working stroke direction, the position-reacting valve 5 is deactivated and assumes its closed position. This results in a pressure reduction for the control port of the shut-off valve 4, whereby the shut-off valve is set to its open position to enable air to escape from the front end of the control cylinder. The actuator 14 is now started in a forward-directed working stroke. Due to the fate limiter 3b, the pressure build-up in the control cylinder, and thus, the air consumption, is automatically kept as low as possible due to the actual resistance of the crust layer to be crushed. At the end of the full working stroke, the position reacting valve 6 is switched on by the control piston and set to its unstable open position, thereby connecting the source of compressed air to the upper control port 2b of the monitoring valve 2 to set the latter to its closed position prevents the start signal from reaching the control port 3a of the distribution valve 3. Then the distribution valve 3 is set to its stable position, as shown in Fig. 2, in which the compressed air source is switched off from the driving side of the working stroke on the control piston. Instead, the distribution valve 3 opens up a connection between the compressed air source and the front end of the control cylinder to start a return stroke for the control piston.

Den övre änden på cylindern avleds till atmosfären via fördelningsventilen 3 och flödesbegränsaren 3b.The upper end of the cylinder is diverted to the atmosphere via the distribution valve 3 and the fate limiter 3b.

Det bör observeras att den ovan beskrivna manöverorgansoperationen, inne- fattande ett arbetsslag och ett efterföljande returslag, sker medan startsigna- len är kontinuerligt anbringad. Detta innebär att om ett antal manöverorgan är förbundna med samma startsignalsavgivande krets och startsignalen bibe- hålls så länge som det tyngst belastade manöverorganet inte har fullbordat sitt arbetsslag, återgår de andra manöverorganen vilka har fullbordat sina arbetsslag tidigare automatiskt till sina tillbakadragna bakre ändlägen trots en bibehållen startsignal. Detta på grund av att övervakningsventilen 2 ställs in till sitt nedre läge med hjälp av tryckluft tillfört via den ändlägesreagerande- ventilen 6 när manöverkolven har nått sitt främre ändläge, och avbryter där- igenom tryckluftstillförseln till fördelningsventilens 3 styrport 3a och tillåter fördelningsventilen att ställas in till sitt stabila läge där tryckluft är riktad mot den returslagsdrivande sidan på manöverkolven.It should be noted that the actuator operation described above, comprising a working stroke and a subsequent return stroke, takes place while the start signal is continuously applied. This means that if a number of actuators are connected to the same start signal emitting circuit and the start signal is maintained as long as the heaviest actuator has not completed its work stroke, the other actuators which have previously completed their work strokes automatically return to their retracted rear end positions despite a retained start signal. This is because the monitoring valve 2 is set to its lower position by means of compressed air supplied via the end position reacting valve 6 when the control piston has reached its front end position, thereby interrupting the compressed air supply to the control port 3a of the distribution valve 3 and allowing the distribution valve to be set to its stable position where compressed air is directed towards the reciprocating side of the control piston.

Skulle startsignalen av något skäl bli avbruten före manöverkolven har nått sitt främre ändläge, dvs. före ett helt arbetsslag har fullbordats, skulle fördel- ningsventilen 3 omedelbart återgå till sitt stabila läge, som visas i Fig. 2, och därigenom koppla om trycklufttillförseln från manöverkolvens arbetsslagsdri- vande sida till den returslagsdrivande sidan på densamma. Manöverkolven kommer omedelbart att starta på ett returslag. 10 15 530 486 I ett pneumatiskt manöversystem i enlighet med uppfinningen är tryckluftför- brukningen reducerad till ett minimum, eftersom inte endast de ändlägesrea- gerandeventilerna och flödesbegränsningarna tjänar till att sänka den nöd- vändiga luftvolymen utan tryckluflstillförseln kommer alltid att avbrytas vid kolvens arbetsslagsdrivande sida snarast vid det främre ändläget för kolven, och ett returslag kommer automatiskt att påbörjas därefter, oberoende av varaktigheten av den anbringade startsignalen. Detta innebär att en hel tryckuppbyggnad i cylindern kommer att undvikas i de allra flesta av samtliga skorpbrytande operationer, och att tryckluftsförbrukningen och kostnaderna minskas till ett minimum.Should the start signal for some reason be interrupted before the control piston has reached its front end position, ie. before a complete work stroke has been completed, the distribution valve 3 would immediately return to its stable position, as shown in Fig. 2, thereby switching the compressed air supply from the actuating side of the control piston to the return stroke driving side thereof. The control piston will immediately start on a return stroke. In a pneumatic control system in accordance with the invention, the compressed air consumption is reduced to a minimum, since not only the end position reacting valves and the limitations of use serve to lower the required air volume but the compressed air supply will always be interrupted at the side of the piston. at the front end position of the piston, and a return stroke will be automatically started thereafter, regardless of the duration of the applied start signal. This means that an entire pressure build-up in the cylinder will be avoided in the vast majority of all crust-breaking operations, and that compressed air consumption and costs will be reduced to a minimum.

En ytterligare fördel ästadkommen av uppfinningen är att äldre styrsystem i drift i dag i aluminiumframställande fabriker även kan användas i detta nya manöversystem, eftersom detta nya manöversystem innefattarkolvlägesav- kännande organ och ett automatiskt returslagssärdrag vilket inte kräver någ- ra som helst ytterligare styrsignaler.An additional advantage achieved by the invention is that older control systems in operation today in aluminum-producing factories can also be used in this new control system, since this new control system includes piston position sensing means and an automatic return stroke feature which does not require any additional control signals.

Claims (2)

10 15 20 25 30 530 485 PATENTKRAV10 15 20 25 30 530 485 PATENT REQUIREMENTS 1. Pneumatiskt manöversystem innefattande åtminstone ett manöver- organ (14) av kolvcylindertyp för utförande av framåt riktade arbetsslag och bakåt riktade returslag, innefattande en monostabil riktningsventil (3) som har en enda styrport (Sa) och är förbunden med en tryckluftskälla (P), varvid rikt- ningsventilen (3) är anordnad att ställas in av en pneumatisk startsignal till- förd till styrporten (Sa) från dess stabila läge när tryckluft matas till arbetssla- gets drivande sida på manöverkolven till dess ostabila läge när tryckluft ma- tas till returslagets drivande sida på manöverkolven, ändlägesavkännande- ventiler (5, 6) för detektering av arbetsslagets och returslagets ändlägen i manöverkolven, en avstängningsventil (4) är förbunden med returslagets ändlägesavkännande ventil (5) för avbrytande av ytterligare lufttillförsel till returslagets drivande sida på manöverkolven när manöverkolven har nått sitt bakre ändläge k ä n n e t e c k n at a v att en bistabil övervakningsventil (2), för kommunikation av en startsignal, har en första styrport (2a) och en andra styrport (2b) och är inställbar mellan ett första läge för genomsläppan- de av startsignalen till riktningsventilens (3) styrport (Sa) och ett andra läge för blockering av startsignalen från att nå fram till styrporten (Sa), och en mo- nostabil återställningsventil (1) vilken i sitt stabila läge förbinder övervak- ningsventilens (2) första styrport (2a) med tryckluftskällan (P) för att därige- nom läta övervakningsventilen (2) inta det första läget, och återställningsven- tilen (1) ställs in av startsignalen till dess ostabila läge, och därigenom avbry- tande förbindelsen mellan tryckluftskällan (P) och övervakningsventilens (2) första styrport (2a), varvid arbetsslagets ändlägesavkännande ventil (6) är förbunden med övervakningsventilens (2) andra styrport (2b) och anordnad att ställa in övervakningsventilen (2) till ett läge där startsignalen är förhind- rad från att nå fram till den riktande ventilens (3) styrport (Sa) när manöver- kolven har nått slutet på sitt arbetsslag, varigenom riktningsventilen (3) au- tomatiskt intar sitt stabila läge förbindande returslagets drivande sida på ma- növerkolven med tryckluftskällan (P). 530 486 10A pneumatic control system comprising at least one piston-cylinder type actuator (14) for performing forward-directed working strokes and reverse-directed return strokes, comprising a monostable directional valve (3) having a single control port (Sa) and connected to a source of compressed air (P) , the directional valve (3) being arranged to be set by a pneumatic start signal supplied to the control port (Sa) from its stable position when compressed air is supplied to the driving side of the working stroke on the control piston to its unstable position when compressed air is supplied to the return stroke driving side of the control piston, end position sensing valves (5, 6) for detecting the end positions of the working stroke and return stroke in the control piston, a shut-off valve (4) is connected to the return stroke end position sensing valve (5) for interrupting additional air supply to the return actuator side the control piston has reached its rear end position, characterized in that a bistable monitoring valve (2), for communicating a start signal, has a first control port (2a) and a second control port (2b) and is adjustable between a first position for transmitting the start signal to the control port (Sa) of the directional valve (3) and a second position for blocking the start signal from reaching the control port (Sa), and a monostable reset valve (1) which in its stable position connects the first control port (2a) of the monitoring valve (2) to the compressed air source (P) to thereby allowing the monitoring valve (2) to assume the first position, and the reset valve (1) is set by the start signal to its unstable position, thereby interrupting the connection between the source of compressed air (P) and the first control port (2a) of the monitoring valve (2), end position sensing valve (6) is connected to the second control port (2b) of the monitoring valve (2) and arranged to set the monitoring valve (2) to a position where the start signal is prevented from reaching the directing valve. (3) control port (Sa) when the control piston has reached the end of its working stroke, whereby the directional valve (3) automatically assumes its stable position connecting the driving side of the return stroke on the control piston with the compressed air source (P). 530 486 10 2. Manöverorgansystem i enlighet med krav 1, vari manöverorganet (14) och de ändlägesavkännande ventilerna (5, 6) bildar en manöverorgans- enhet (A), och fördelningsventilen (3), övervakningsventilen (2) och återställ- ningsventilen (1) är innefattade i en styrenhet (B), vari styrenheten (B) bildar en separat struktur förbunden med manöverorgansenheten (A). iActuator system according to claim 1, wherein the actuator (14) and the end position sensing valves (5, 6) form an actuator unit (A), and the distribution valve (3), the monitoring valve (2) and the reset valve (1) are included in a control unit (B), wherein the control unit (B) forms a separate structure connected to the actuator unit (A). in
SE0601321A 2006-06-16 2006-06-16 Pneumatic control system SE530486C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0601321A SE530486C2 (en) 2006-06-16 2006-06-16 Pneumatic control system
PCT/SE2007/050425 WO2007145590A1 (en) 2006-06-16 2007-06-15 Pneumatic actuator system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0601321A SE530486C2 (en) 2006-06-16 2006-06-16 Pneumatic control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0601321L SE0601321L (en) 2007-12-17
SE530486C2 true SE530486C2 (en) 2008-06-24

Family

ID=38832009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0601321A SE530486C2 (en) 2006-06-16 2006-06-16 Pneumatic control system

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE530486C2 (en)
WO (1) WO2007145590A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102562721A (en) * 2012-03-14 2012-07-11 北京岳能科技有限公司 Pneumatic long-stroke actuating mechanism and control method thereof
WO2015011665A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Aluminerie Bécancour Inc. Intelligent aluminum electrolyse drilling system and method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4201464C2 (en) * 1992-01-21 1995-08-24 Festo Kg Device for damping a piston displaceable in a cylinder in at least one of its end position areas
SE517901C2 (en) * 2000-08-15 2002-07-30 Parker Hannifin Ab Control system for pneumatic drive devices

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007145590A1 (en) 2007-12-21
SE0601321L (en) 2007-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1311767B1 (en) Pneumatic actuator system
US20130255244A1 (en) Hydraulic system for construction machine including emergency control unit for electric hydraulic pump
US10851809B2 (en) Hydraulic system
US10247207B2 (en) Industrial vehicle
SE530486C2 (en) Pneumatic control system
EP3859168B1 (en) Fluid circuit
SE1550461A1 (en) Actuator for axial displacement of an object
US9835185B2 (en) Industrial vehicle
US10107310B2 (en) Hydraulic drive system
US20170037600A1 (en) Drive control device for construction equipment and control method therefor
WO2018178960A1 (en) Hydraulic system
JP2011149509A (en) Hydraulic circuit for construction machine and control method for the same
EP2821361B1 (en) Industrial vehicle
KR101762952B1 (en) Hydrualic system for construction machinery
EP3882472B1 (en) Fluid control device
JP2009097579A (en) Hydraulic circuit of construction machine
JPH05254796A (en) Control device for forklift
CN109268352A (en) Hydraulic control system and corresponding mobile working equipment
JPH03189404A (en) Hydraulic circuit
KR20030058377A (en) apparatus for controlling hydraulic pumps in an excavator
KR20090069696A (en) Controllability improvement apparatus for construction machinery
JP2011153466A (en) Hydraulic drive unit of working machine