CH333301A - Controller for control devices, with power switch and servomotor - Google Patents

Controller for control devices, with power switch and servomotor

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CH333301A
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CH
Switzerland
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lever arm
servomotor
regulator according
torsion bar
actuator
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German (de)
Inventor
Klee Gerhard
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Samson Apparatebau Aktien Ges
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/126Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a diaphragm, bellows, or the like
    • F16K31/1262Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a diaphragm, bellows, or the like one side of the diaphragm being spring loaded

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Description

  

  Regler für Regeleinrichtungen, mit     Kraftschalter    und Stellmotor    Die Erfindung bezieht sieh auf einen Reg  ler, mit einem impulsgesteuerten, insbeson  dere     pneumatiseh    wirkenden Kraftschalter  zur Betätigung eines Stellmotors. Bei einem       solehen    Regler soll die jeweilige Einstellung  des     Stellmotors    genau in Abhängigkeit von       einem        Befehlsimpuls,    z. B. einem     Befehls-          (lruek,    festgelegt werden. Der Stellmotor  kann dann     seinerseits    entsprechend den Be  fehlsimpulsen das zu regelnde Organ, bei  spielsweise ein Ventil, eine Drosselklappe.

    einen     Sehieber    oder ein sonstiges     verstellbares          Regelglied    betätigen.  



       Uin    die. Regelung unabhängig von     etwaigen     auf     den    Stellmotor einwirkenden. Störkräften,  wie     z.    B. Reibungskräften, wechselnden     Ven-          tilbelastungsdrüeken    usw., zu machen, ist, es       he        reits    bekannt., den Stellmotor bzw. dessen       Stellglied    durch ein kraftspeicherndes, vor  zugsweise federndes Kupplungsorgan mit. dem       Messglied    des auf die Befehlsimpulse     anspre-          elienden    Organs zu verbinden.

   Als     Kupplungs-          organ    wird bei den bisher bekannten     Ein-          rielittangen    dieser Art eine Schraubenfeder       verwendet,    die in ein Hebelgestänge     einge-          selialtet    ist, auf welches einerseits das Stell  glied des Stellmotors und anderseits das     1Tess-          glied    der     Impulssteuereorrichtung    wirkt.

   Die  Kraft der Feder, deren Spannung ein Abbild  der     1.Stellmotor;stellung    ist, wird auf diese  Weise stets gegen die Kraft des     l-Iessgliedes       der Impulssteuerung ausgewogen, so dass die  Wirkung der Störkräfte eliminiert wird.  



  Die Verwendung einer Schraubenfeder als  Kupplungsorgan bringt praktisch verschie  dene Nachteile mit sich. Die Unterbringung  dieser Feder im Innern des Kraftschalter  und     Inipulssteuerungsgehäuses    bedingt einen  grossen, toten Gehäuseraum, dessen Herstel  lung einen     unverhältnismässig    grossen Auf  wand erfordert. Wenn aber die Feder ausser  halb dieses Gehäuses angeordnet wird, so wird  zwar der eigentliche Regler wesentlich klei  ner, aber die Schraubenfeder hängt unge  schützt im Freien und kann zum Beispiel  durch Korrosion oder ungewollte Berührun  gen oder dergleichen schwerwiegende Störun  gen hervorrufen.  



  Durch die Erfindung wird bezweckt, diese  Nachteile der bekannten Regeleinrichtungen  zu beseitigen und einen Regler zu schaffen,  welcher den Anforderungen der Praxis besser  als die bisherigen Apparate dieser Art ent  spricht.  



  Die Erfindung besteht darin, dass das  Stellglied des Stellmotors mit dem     Messglied     der Impulssteuer     vorrichtung    über einen Tor  sionsstab gekuppelt ist. Dadurch wird ein sehr  einfacher Aufbau des Reglers ohne unnötigen  Aufwand ermöglicht und ein störungsfreies  Arbeiten desselben gewährleistet.      Die     Verwendung    eines     Torsionsstabes    er  laubt ferner die Anordnung besonders ein  facher Mittel zur Einstellung des Reglers  -und damit. der ganzen Regeleinrichtung. Zu       diesem    Zweck genügt es, an dem     Torsionsstab     einen in verschiedenen Winkelstellungen ein  stellbaren Hebelarm zu befestigen, auf wel  chem der Angriffspunkt des Stellmotors bzw.

    dessen Stellgliedes veränderlich ist. Der Tor  sionsstab selbst kann ohne merklichen Mehr  bedarf an Gehäuseraum zum Beispiel in einem  rohrförmigen Ansatz des     Reglergehäuses    ge  schützt untergebracht werden.  



  Die Erfindung wird im folgenden an Hand  der Zeichnung durch eine Gegenüberstellung  mit einer bekannten Regeleinrichtung bei  spielsweise veranschaulicht.  



       Fig.1    zeigt     schematisch    einen Regler be  kannter Art mit einer Schraubenfeder und  einem     membranförmigen    Stellmotor zur Be  tätigung eines Ventils.  



       Fig.2    zeigt im Längsschnitt     schematisch     einen Regler gemäss der Erfindung mit einem  Tor     slonsstab.     



       Fig.    3 zeigt einen schematischen Quer  schnitt nach der Linie     A-B    der     Fig.2,    und       Fig.    4 zeigt in abgebrochener Seitenansicht  den Angriff des Stellgliedes an dem Hebel  arm des     Torsionsstabes    gemäss     Fig.    2.  



  Der prinzipielle Aufbau eines Reglers ist  aus     Fig.    1 ersichtlich. Das     Messglied    der Im  pulssteuerungsvorrichtung besteht hierbei aus  einem Federbalg 1, in dessen Innenraum     \?    die  Befehlsimpulse in Form von entsprechend  steigenden oder fallenden Luftdrücken durch  eine     Impulsdruckleitung    3 zugeführt werden.  Der bewegliche Boden 4 des     Federbalges    1 ist  mit einem Hebelarm 5 verbunden, der im  Punkt 6 möglichst reibungsarm gelagert. ist.  



  Das     Messglied    1, 4 bzw. der Hebelarm 5  steuert einen pneumatischen Kraftschalter,  dessen     Auslassdüse    7 über dem     lIebelarm    5  mündet und durch letzteren geschlossen bzw.  mehr oder weniger geöffnet wird, je nach den  dem     lIessglied    zugeführten Befehlsimpulsen.       _11s    Hilfskraft dient Druckluft, die dem  Kraftschalter in konstanter     Hölie    durch eine  Leitung 8 über eine     Vordrossel    9 zugeführt    wird.

   Vom     Kraftschalter    führt eine     Druek-          impulsleitung    10 zu einem pneumatischen       Stelhnotor,    der in an sieh beliebiger Weise  mit einem Kolben, einen     Federbalg,        einer          Membran    oder dergleichen arbeitet und ein  beliebiges zu regelndes Organ betätigen kann.  



  In     Fig.1    besteht der Stellmotor aus einer       Membran    11, die in einem Gehäuse 12 an  geordnet. ist. Der Arbeitsraum 1:, über der       Membran    1.1 ist mit     der    Druckleitung 10 ver  bunden.  



  Der Stellmotor dient. zur Betätigung des       Durehflussventils    1.4. Zu diesem Zweck ist der       Membranteller    15 mit einer Ventilstange 16  verbunden, die den Ventilkegel 17 trägt,     wel-          eher    mit einem Ventilsitz 18 zusammenarbei  tet. Das Ventil wird durch eine Ventilfeder 19  geöffnet, welche gegen den     Membranteller    15  wirkt. Steigt in dem     Raum    13 der     Luftdruck,     so wird die Ventilstange 1.6     entgegen    der Wir  kung der Feder 19 nach unten bewegt, so dass  der Ventilkegel 17 in seine Schliessstellung  gebracht. oder letzterer genähert wird.

   Fällt       da-,egen    der     Luftdruck    in dem Raum 13, so       bewegt    sieh die Ventilstange 16 mit dem Ven  tilkegel 17 unter der Wirkung der Feder 19  nach oben, so dass das Ventil geöffnet     -wird.     



  Die Ventilstange 16 ist durch eine Koppel  20 mit einem im Drehpunkt ?1     gelagerten          Hebelarm         _\?    gekuppelt. Die Enden der Hebel  arme 5 und     22    sind durch eine     ',chrauben-          feder    23 miteinander verbunden.  



  Wenn der     Befehlsdruck    in dem     Innenraun-:     2 des     Messgliedes    1. steigt, so nähert sieh der  Hebel 5 der     Auslassdüse    7,     wodurch    der Luft  druck im Raum 13 des     Stellmotors    ansteigt.  Die Membran 11. bewegt sich mit der Ventil  stange 16 nach unten, wobei die Kupplungs  feder ?3 gespannt     wird,    so dass sie der     Im-          pulskraft    des     Messglied-Federbalges    1, 4 immer  Stärker entgegenwirkt.

   Wenn die von der       Kupplungsfeder    ?3 ausgeübte Kraft     nahezu     gleich der übersetzten Kraft- des     1Iessglied-          Federbalges    1, 4 ist, beginnt zum Beispiel der       Ilebel    5 sieh von der     Auslassdüse    7 abzuheben.

    Dadurch sinkt der Druck in der Leitung 10  des Kraftschalters und damit. in dem Raum 13           (les        Stellmotors    auf einen solchen Wert,     wel-          (#her    notwendig ist, um die Kraft der     Kupp-          Inngsfeder    23 gerade gegen die Kraft des       3lessglied-Federbalges    1, 4     auszuwiegen.     



  Wenn nun beispielsweise der Befehlsdruck       iii    dein Federbalg 1, 4 konstant bleibt, aber  eine Störkraft zum Beispiel in Form eines       stei-enden    Druckes auf den Ventilkegel 17       des\    Ventils 1.4 auftritt, so möchte sich der  Ventilkegel 17 mit der Ventilstange 16 nach  oben bewegen. Durch diese Aufwärtsbewegung       wird    aber die Kupplungsfeder 23 etwas     ent-          cl>annt,    so dass die     Auslassdüse    7 des Kraft  seha.lters wieder geschlossen wird.

   Dadurch  erhöht sieh wiederum der Druck in dem Ar  beitsraum 13 des Stellmotors so lange, bis die  Kraft. der Kupplungsfeder 23 wieder der       l@raft    des     Messglied-Federbalges    1, 4 ent  spricht. Das     Membranventil    hat daher, ob  gleieh der     Gegendrnek    auf den Ventilkegel 17  0,     weeliselt    hat, praktisch keine Bewegung     ge-          macht,    so dass die Störkraft ohne Einfluss       -eblieben    ist.

   Tatsächlich wird sich also die  Stellung des     Membranventils    nur dann verän  dern, wenn sich der Befehlsdruck im Innen  raum     \?    des Federbalges 1, 4 verändert. Durch       eine    Veränderung der Längen der Hebelarme  5 bzw. 22     und/oder    der     Hebellagerpunkte    6       bzw.    21.

   kann eingestellt werden, dass eine be  stimmte     Änderung    des Befehlsdruckes in dem       Raum    2 des Federbalges 1, 4 eine kleinere       oder    grössere Ventilbewegung verursacht, oder       (1a11    ein zum Beispiel steigender     Befehlsdrucl#.     eine Schliessung oder     öffnung    des Ventils  herbeiführt.  



  Die eingangs erwähnten Nachteile der Ver  wendung einer Schraubenfeder 23 als Kupp  lungsorgan hinsichtlich der räumlichen     Un-          t        erbringung    usw. sind aus     Fig.1    erkennbar.  Es wird daher anstelle der     Sehraubenfeder     ein     Torsionsstab    zur Abbildung der Stellung  des Stellmotors bzw. des zu regelnden Organs,  im     vorlie-enden    Falle des Ventils, verwendet.

         1)i9        Fig.    2 bis 4     veranschaulichen    eine solche       Einriehtung,    wobei der nicht näher     darge-          siellte    Stellmotor und das von letzterem     be-          iätigte    Ventil im wesentlichen entsprechend       Fig.1    ausgebildet ist.    Von dem Stellmotor bzw. Ventil ist ledig  lieh das Stellglied in Form der Ventilstange!  24 in     Fig.    2 und 4 dargestellt, die der Ventil  stange 16 der     Fig.1    entspricht.

   Die Ventil  stange 24 kann sich also senkrecht zur     Zei-,          ehenebene    auf- und abwärts bewegen. Das       221essglied    der     Impulssteuerungsvorrichtung     besteht ähnlich     Fig.l    aus einem Federbalg  25 mit einem     Balgboden    26. Dem Innenraum  27 des Federbalges 25, 26 wird der wechselnde  Befehlsdruck durch eine Leitung 28     zuge=     führt. Das     Messglied    ist in einem Gehäuse 29  untergebracht, in welches die     Auslassdüse    30  des Kraftschalters ragt. Letzterem wird ein  konstanter Luftdruck durch eine Leitung 31.  über eine     Vordrossel    32 zugeführt.

   Die Druck  leitung 33 des Kraftschalters führt entspre  chend der Druckleitung 10 der     Fig.    1 zu dem  Stellmotor, beispielsweise in den     Arbeitsraiun     einer     Stellmembran.     



  In einem Rohransatz 34 des     Reglergehäu-          ses    29 ist ein     Torsionsstab    35 angeordnet. Der       Torsionsstab    35 ist mit seinem     gehäuseseiti-          gen    Ende in einem möglichst reibungsarmen  Lager 36 gelagert, welches zweckmässig als  Federgelenk ausgebildet sein kann. Das andere  Ende des     Torsionsstabes    35 ist in     einem     Spannstück 37 befestigt, das in dem freien  Ende des Rohransatzes 34 drehbar gelagert  Ist.  



  Auf dem gehäuseseitigen Ende des Tor  sionsstabes 35 ist ein Hebelarm 38 befestigt,  der im Mittelpunkt 39 des     Federbalgbodens     26 festgelegt ist.  



  Am andern Ende des     Torsionsstabes    35 ist  an dem Spannstück 37 ein Hebelarm 40 mit  Hilfe eines Gewindezapfens 41 und einer Mut  ter 42 derart befestigt, dass er nach Lösung  der Matter 42 gegenüber dem     Einspannstüek     37 verdreht und in verschiedenen Winkelstel  lungen wieder fixiert werden kann.  



  An der Ventilstange 24 ist mit Hilfe einer  Schelle 43 oder dergleichen eine Führungs  bahn, z. B. in Form eines     Winkelstückes    44,  befestigt. Das Winkelstück 44 wirkt auf eine  Rolle 45, die auf einer Achse 46 gelagert ist.  Die Achse 46 mit der Rolle 45 ist zum Bei  spiel     mittels    eines Längsschlitzes 47 an dem      Hebelarm 40     lä.ngsversehiebbar    gelagert und  mittels einer Mutter 48 in einer     Entfernung     von der Achse des     Torsionsstabes    35 feststell  bar; welche dem gewünschten Angriffspunkt  des     Stellgliedes,    im vorliegenden Falle der  Ventilstange 24 an dem Hebelarm 40, ent  spricht.  



  Wenn in dem     Balginnenraurn    27 des     Mess-          -lied-Feder#balges    25, 26 der Befehlsdruck an  steigt, so bewegt sich der     Balgboden    26 in       Fig.    3 nach oben bzw. in     Fig.    2     aus    der Zei  chenebene nach oben heraus, wodurch sich der  Hebelarm 38 der Mündung der     Auslassdüse     30 des Kraftschalters nähert.

   Bewegt, sieh nun  unter der Wirkung des steigenden Druckes in  dem Stellmotor des Ventils (ähnlich     Fig.l)     die Ventilstange 24 nach unten, so wird der       Hebelarm    40 über das Winkelstück 44 und die  Rolle 45 ebenfalls nach unten verdreht, wobei  der     Torsionsstab    35 gespannt wird. Das Dreh  moment des     Torsionsstabes    35 wird entspre  chend über den Hebelarm 38 auf den     Mess-          gliedbalg    25, 26 übertragen. Die Stellung des  Hebelarmes 40 bedingt also die Kraft, mit der  im Angriffspunkt 39 von dem Hebelarm 38  senkrecht nach unten auf den     Messglied-Feder-          balg    25, 26 gedrückt wird.

   Somit ist diese  im Punkte 39 wirkende Kraft eine Abbildung  der Stellung der Ventilstange 24. Auf diese       1Veise    werden, ähnlich wie oben an Hand der       Fig.l    näher beschrieben, die auf das Stell  glied des Stellmotors wirkenden Störkräfte  ausgeschaltet, wie z. B. die auf das Ventil       wirkenden    wechselnden Drücke des durch das  Ventil strömenden Mediums, an Stopfbuchsen  auftretende     Reibungskräfte    oder dergleichen.  



  Durch eine Verschiebung der Rolle 45 auf  dem Hebelarm 40 kann gleichen Druckdiffe  renzen im     hlessgliedbalg    25, 26 eine kleinere  oder grössere Bewegung der Ventilstange 24  zugeordnet. werden. Ferner kann durch ein  fache     Verdrelr-Lang    des Hebelarmes 40 gegen  über dem     Einspannstück    37 festgelegt werden,  ob der Beginn einer     Ventilstangenbewegung     heim Befehlsdruck von der Grösse 0 in dem       Messgliedbalg    25, 26 oder bei     irgendeinem    an  dern Punkt     bzw.    Druck liegen soll.

   Die     ausser-          c,rclelatliell    einfache, raumsparende und ge-         sellützte        Arror#clrrung    der     rrrit    dem     Tor:

  sionsstab          3r    arbeitenden     Regeleinrichtung    ist ans     Fig.2     bis 4 der     Zeielrnun-    erkennbar und bedarf  keiner weiteren     Erläuterung.    Im übrigen     be-          sehränkt    sich die Erfindung selbstverständlich  nicht auf die nur     schematisch    und beispiels  weise     dargestellte    und beschriebene     Ausfüh-          run@sfornl,    sondern sie     umfasst    alle Varian  ten im Rahmen des     niesentliehen    Erfindungs  gedankens.

   Insbesondere kann der Kraftschal  ter     auch    abweichend, z. B. mit alternativ öff  nenden und schliessenden Düsen ausgebildet  sein. Ebenso kann der von dem Kraftschalter  betätigte Stellmotor beliebig, z. B. als Kolben  motor,     ausgeführt,    sein, und anstelle eines Ven  tils     können    beliebige andere zu regelnde Or  gane     von    dem Stellmotor betätigt werden.



  Regulator for regulating devices, with power switch and servomotor The invention relates to a Reg ler, with a pulse-controlled, in particular pneumatically acting power switch for actuating a servomotor. With such a controller, the respective setting of the servomotor is to be precisely dependent on a command pulse, e.g. B. a command (lruek, set. The servomotor can then in turn according to the Be miss pulses the organ to be controlled, for example a valve, a throttle valve.

    actuate a slide valve or some other adjustable control element.



       Uin the. Regulation independent of any acting on the servomotor. Disturbing forces, such as B. frictional forces, changing valve load pressures, etc., is, it is already known., The servomotor or its actuator by a force-storing, preferably resilient coupling member with. to the measuring element of the organ responding to the command impulses.

   In the previously known single rod rods of this type, a helical spring is used as the coupling element, which is incorporated into a lever linkage on which the actuator of the servomotor acts on the one hand and the test element of the pulse control device on the other.

   In this way, the force of the spring, the tension of which is a reflection of the 1st actuator position, is always balanced against the force of the measuring element of the pulse control, so that the effect of the disturbing forces is eliminated.



  The use of a coil spring as a coupling member brings practically various disadvantages with it. The placement of this spring inside the power switch and Inipulssteuerungsgehäuses requires a large, dead housing space, whose production requires a disproportionately large expenditure. But if the spring is arranged outside this housing, the actual controller is much smaller, but the helical spring hangs unprotected outdoors and can cause serious disturbances, for example through corrosion or unwanted touching or the like.



  The aim of the invention is to eliminate these disadvantages of the known control devices and to create a controller which meets the requirements of practice better than the previous apparatus of this type.



  The invention consists in that the actuator of the servomotor is coupled to the measuring element of the pulse control device via a gate sion bar. This enables a very simple structure of the controller without unnecessary effort and ensures trouble-free operation of the same. The use of a torsion bar he also allows the arrangement of a particularly simple means for setting the controller -and thus. the whole control system. For this purpose, it is sufficient to attach a lever arm adjustable in various angular positions to the torsion bar, on which the point of application of the servomotor or

    whose actuator is variable. The Tor sion bar itself can be housed protected without any noticeable additional housing space, for example in a tubular extension of the controller housing.



  The invention is illustrated below with reference to the drawing by a comparison with a known control device in example.



       Fig.1 shows schematically a controller be known type with a helical spring and a membrane-shaped servomotor for loading actuation of a valve.



       Fig.2 shows in longitudinal section schematically a controller according to the invention with a gate slonsstab.



       Fig. 3 shows a schematic cross section along the line A-B of Fig. 2, and Fig. 4 shows a broken side view of the engagement of the actuator on the lever arm of the torsion bar according to FIG.



  The basic structure of a controller can be seen in FIG. The measuring element of the pulse control device consists of a bellows 1, in the interior of which \? the command pulses in the form of correspondingly rising or falling air pressures are fed through a pulse pressure line 3. The movable bottom 4 of the spring bellows 1 is connected to a lever arm 5, which is supported at point 6 with as little friction as possible. is.



  The measuring element 1, 4 or the lever arm 5 controls a pneumatic power switch, the outlet nozzle 7 of which opens above the lever arm 5 and is closed or more or less opened by the latter, depending on the command pulses supplied to the connecting element. _11s auxiliary power is used for compressed air, which is fed to the power switch in constant Hölie through a line 8 via a throttle 9.

   A pressure pulse line 10 leads from the power switch to a pneumatic actuating motor which works in any way with a piston, a bellows, a membrane or the like and can actuate any organ to be controlled.



  In Figure 1, the servomotor consists of a membrane 11, which is arranged in a housing 12 to. is. The working space 1: above the membrane 1.1 is connected to the pressure line 10 a related party.



  The servomotor is used. to operate the flow valve 1.4. For this purpose, the diaphragm plate 15 is connected to a valve rod 16 which carries the valve cone 17, which cooperates with a valve seat 18. The valve is opened by a valve spring 19 which acts against the diaphragm plate 15. If the air pressure rises in the space 13, the valve rod 1.6 is moved downward against the action of the spring 19, so that the valve cone 17 is brought into its closed position. or the latter is approached.

   If the air pressure in the space 13 falls, the valve rod 16 with the valve cone 17 moves upwards under the action of the spring 19, so that the valve is opened.



  The valve rod 16 is by a coupling 20 with a lever arm mounted in the pivot point? 1 _ \? coupled. The ends of the lever arms 5 and 22 are connected to one another by a helical spring 23.



  When the command pressure in the inner space: 2 of the measuring element 1 rises, the lever 5 approaches the outlet nozzle 7, whereby the air pressure in the space 13 of the servomotor rises. The membrane 11 moves downwards with the valve rod 16, the clutch spring 3 being tensioned so that it counteracts the pulse force of the measuring element bellows 1, 4 ever more strongly.

   When the force exerted by the clutch spring 3 is almost equal to the translated force of the 1-limb bellows 1, 4, the ilebel 5, for example, begins to lift off the outlet nozzle 7.

    As a result, the pressure in line 10 of the power switch and thus decreases. in the space 13 (les servomotor to a value that is necessary to balance the force of the coupling spring 23 against the force of the three-member bellows 1, 4.



  If, for example, the command pressure iii of your bellows 1, 4 remains constant, but a disturbing force occurs, for example in the form of an increasing pressure on the valve cone 17 of the valve 1.4, the valve cone 17 would like to move upwards with the valve rod 16. By this upward movement, however, the coupling spring 23 is slightly declined, so that the outlet nozzle 7 of the force is closed again.

   This again increases the pressure in the work chamber 13 of the servomotor until the force is increased. the clutch spring 23 again corresponds to the raft of the measuring element bellows 1, 4. The diaphragm valve has therefore made practically no movement, regardless of whether the counter-pressure on the valve cone 170 was whistling, so that the disturbing force remained without any influence.

   In fact, the position of the diaphragm valve will only change if the command pressure in the interior \? of the bellows 1, 4 changed. By changing the lengths of the lever arms 5 or 22 and / or the lever bearing points 6 or 21.

   can be set so that a certain change in the command pressure in the space 2 of the bellows 1, 4 causes a smaller or larger valve movement, or (1a11 an increasing command pressure, for example, causes the valve to close or open.



  The above-mentioned disadvantages of using a helical spring 23 as a coupling element with regard to the spatial accommodation, etc., can be seen from FIG. A torsion bar is therefore used instead of the very cube spring to map the position of the servomotor or the organ to be controlled, in the present case the valve.

         1) i9 FIGS. 2 to 4 illustrate such a device, the servomotor, not shown in detail, and the valve actuated by the latter being designed essentially in accordance with FIG. From the servo motor or valve is only borrowed the actuator in the form of the valve rod! 24 shown in Figs. 2 and 4, which corresponds to the valve rod 16 of Fig.1.

   The valve rod 24 can move up and down so perpendicular to the line, marriage plane. The 221ess member of the pulse control device consists, similar to Fig.l, of a bellows 25 with a bellows base 26. The interior 27 of the bellows 25, 26 is supplied with the changing command pressure through a line 28. The measuring element is accommodated in a housing 29 into which the outlet nozzle 30 of the power switch protrudes. A constant air pressure is fed to the latter through a line 31 via a throttle 32.

   The pressure line 33 of the power switch leads accordingly to the pressure line 10 of FIG. 1 to the servomotor, for example in the Arbeitsraiun an operating diaphragm.



  A torsion bar 35 is arranged in a pipe extension 34 of the regulator housing 29. The torsion bar 35 is mounted with its housing-side end in a low-friction bearing 36 which can expediently be designed as a spring joint. The other end of the torsion bar 35 is fastened in a clamping piece 37, which is rotatably mounted in the free end of the pipe socket 34.



  On the housing-side end of the goal sion rod 35, a lever arm 38 is attached, which is set in the center 39 of the bellows base 26.



  At the other end of the torsion bar 35, a lever arm 40 is attached to the clamping piece 37 with the help of a threaded pin 41 and a nut 42 so that it can be rotated after releasing the matter 42 relative to the Einspannstüek 37 and fixed in various angular positions again.



  On the valve rod 24 with the help of a clamp 43 or the like, a guide track, for. B. in the form of an elbow 44 attached. The angle piece 44 acts on a roller 45 which is mounted on an axle 46. The axis 46 with the roller 45 is, for example, mounted longitudinally displaceably by means of a longitudinal slot 47 on the lever arm 40 and can be locked by means of a nut 48 at a distance from the axis of the torsion bar 35; which corresponds to the desired point of application of the actuator, in the present case the valve rod 24 on the lever arm 40, ent.



  If the command pressure rises in the bellows interior 27 of the measuring-song spring bellows 25, 26, the bellows base 26 moves upwards in FIG. 3 or upwards out of the drawing plane in FIG. 2, whereby the lever arm 38 approaches the mouth of the outlet nozzle 30 of the power switch.

   Moved, see now under the effect of the increasing pressure in the servomotor of the valve (similar to Fig.l) the valve rod 24 downwards, the lever arm 40 is also rotated downwards via the angle piece 44 and the roller 45, whereby the torsion bar 35 is tensioned becomes. The torque of the torsion bar 35 is accordingly transmitted to the measuring element bellows 25, 26 via the lever arm 38. The position of the lever arm 40 thus determines the force with which, at the point of application 39, the lever arm 38 is pressed vertically downward onto the measuring element spring bellows 25, 26.

   Thus, this force acting at point 39 is an illustration of the position of the valve rod 24. In this 1Veise, as described in more detail above with reference to Fig.l, the disruptive forces acting on the actuator of the servomotor are switched off, such. B. the acting on the valve changing pressures of the medium flowing through the valve, frictional forces occurring at packing glands or the like.



  By shifting the roller 45 on the lever arm 40, the same pressure differences can be assigned to a smaller or larger movement of the valve rod 24 in the hollow member bellows 25, 26. will. Furthermore, it can be determined by a multiple twist length of the lever arm 40 with respect to the clamping piece 37 whether the start of a valve rod movement at the command pressure of size 0 in the measuring element bellows 25, 26 or at any other point or pressure.

   The exceptionally simple, space-saving and supported Arror #clrrung der rrrit the gate:

  Sion rod 3r working control device can be seen in Fig. 2 to 4 of the Zeielrnun and needs no further explanation. In addition, the invention is of course not limited to the embodiment shown and described only schematically and by way of example, but it encompasses all variants within the framework of the concept of the invention borrowed from it.

   In particular, the power switch ter can also differ, for. B. be designed with alternatively öff nenden and closing nozzles. Likewise, the actuating motor operated by the power switch can be used as desired, e.g. B. as a piston engine, be, and instead of a Ven valve, any other organs to be controlled can be operated by the servomotor.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Regler für Regeleinrielrtungen, mit einem impulsgesteuerten Kraftselralter zur Betäti gung eines Stellmotors, dessen Stellglied über ein federndes Kupplungsorgan mit, dem Mess- glied der Impulssteuerungsvorrielrtung ver bunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied des Stellmotors mit dem Messglied der Trnpulssteuerungsvorrielltung über einen Torsionsstab gekuppelt ist. UN TERAN SPRCCIIE 1. PATENT CLAIM Controller for Regeleinrielrtungen, with a pulse-controlled Kraftselralter for the actuation of a servomotor, the actuator of which is connected via a resilient coupling member with the measuring element of the pulse control device, characterized in that the actuator of the servomotor is coupled to the measuring element of the Trnpulssteuerungsvorrielltung via a torsion bar is. UN TERAN SPRCCIIE 1. Regler nach Patentanspruelr, dadurch -ekennzeiehnet, dass der Torsionsstab (35<B>)</B> drehbar gelagert und all seinen beiden Enden mit je einem Hebelarm (38 bzw. 40) verbun den ist, von denen der eine Hebelarm (38) an dem hlessglied der Impulssteuervorrichtung rlr#reift, während an dem. andern Hebelarm (40) der Stellmotor angreift. 2. Regulator according to patent claim, characterized in that the torsion bar (35 <B>) </B> is rotatably mounted and all of its two ends are connected to a lever arm (38 or 40), one of which is lever arm (38) rlr # matures on the pulse control device, while on the. the other lever arm (40) engages the servomotor. 2. Regler nach Patentanspruch, dadurch ,(Trekenrxzeiellnet, dass das Messglied der Impuls- steuervorriclrtung # aus einem unter der Wir kung der Befehlsdruekimpulse eines Mediums sich verstellenden Organs, z. B. einem Feder balg (25, 26), einer Membran, einem Kolben besteht, welches die Befehlsdruekimpulse auf das freie Ende des Hebelarmes (38) am Tor- siorlsstab (35) überträgt. 3. Controller according to patent claim, characterized in that the measuring element of the pulse control device consists of an organ that adjusts itself under the action of the command pressure pulses of a medium, e.g. a spring bellows (25, 26), a diaphragm, a piston which transmits the command pressure impulses to the free end of the lever arm (38) on the torrent rod (35). Regler nach Patelltarxspruch, dadurch g@ ekenrlzeiehllet, dass der all dem Messglied, z. B. einem Pederbalg (25, ?6) angreifende 1lebelarin (38) mit der oder den Düsen (30) eines pneumatischen Kraftschalters zusam menarbeitet, welcher einen pneumatischen Stellmotor, z. B. die Arbeitsmembran (l.1) eines Ventils (14) einstellt. 4. Regler nach Patentanspruch, dadurch (rekennzeiehnet, dass der Hebelarm (40) des '('orsioitsstabes (35), an welchem das Stell glied, z. B. eine Ventilstange (24), angreift, in seiner wirksamen Länge veränderlich ist. 5. Regulator according to Patelltarxspruch, thereby g @ ekenrlzeiehllet that all the measuring element, z. B. a Pederbalg (25,? 6) attacking 1lebelarin (38) with the nozzle or nozzles (30) of a pneumatic power switch men works together, which a pneumatic servomotor, z. B. sets the working diaphragm (l.1) of a valve (14). 4. Regulator according to claim, characterized in that the lever arm (40) of the '(' orsioitsstabes (35), on which the actuator, e.g. a valve rod (24), acts, is variable in its effective length. 5. Regler nach Patentanspruch und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Angriffspunkt des Stellgliedes, z. B. der Ven- lilstange (?4.), auf dem Hebelarm (40) längs- verschiebbar ist. 6. Regler nach Patentanspruch und Unter- ansprueli 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied, z. B. die Ventilstange (24), eine Führungsbahn (44) trägt, welche auf eine ;in dem Hebelarm (40) längsverschiebbar ge lagerte Rolle (45) wirkt. 7. Regulator according to claim and sub-claim 4, characterized in that the point of application of the actuator, z. B. the valve rod (? 4.), on the lever arm (40) is longitudinally displaceable. 6. Regulator according to claim and sub-claims 5, characterized in that the actuator, for. B. the valve rod (24) carries a guide track (44) which acts on a roller (45) which is longitudinally displaceable in the lever arm (40). 7th Regler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Hebelarme des Torsionsstabes (35), an welchem der Stell motor angreift, um die Achse des Torsions- stabes drehbar und. einstellbar an letzterem befestigt ist. B. Regler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss das eine Ende des Tor sionsstabes (35) mit einem Spannstück (37) verbunden ist, an welchem der Hebelarm (40) befestigt ist, während das andere Ende des Torsionsstabes (35) drehbar gelagert ist. 9. Regulator according to patent claim, characterized in that one of the lever arms of the torsion bar (35), on which the servomotor acts, is rotatable about the axis of the torsion bar and. adjustable on the latter. B. Regulator according to claim, characterized in that one end of the gate sion bar (35) is connected to a clamping piece (37) to which the lever arm (40) is attached, while the other end of the torsion bar (35) is rotatable is stored. 9. Regler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (35) in einem Rohransatz (34) des Reglergehäuses (,?9) verläuft, in dessen äusserem Ende er ver mittels des Spannstückes (37) drehbar ge lagert ist. Regulator according to patent claim, characterized in that the torsion bar (35) runs in a tubular extension (34) of the regulator housing (13, 9), in the outer end of which it is rotatably supported by means of the clamping piece (37).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3087468A (en) * 1959-09-10 1963-04-30 Fisher Governor Co Valve actuator
US3087470A (en) * 1960-05-31 1963-04-30 Gen Controls Co Proportional positioning system
WO2009007442A1 (en) * 2007-07-11 2009-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Valve

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