SE406631B - Anordning for styrning av tryckfluidflode - Google Patents

Description

1711012-0 g 2 Det elektriska motståndselementet utgörs lämpligen av en motståndstràd och är företrädesvis inrättat att påverka en i servoanordningens fluidkrets ingående fluidventil. Motståndstråden bör vara av en svåroxiderbar typ med stor längd- utvidgningskoefficient. Enligt uppfinningen kan vidare ett elastisk kraft åstad- kommande organ anordnas för att påverka den i servoanordningens fluidkrets in- gående fluidventilen i motsatt riktning mot den påverkan som àstadkoms av den elektriska motståndstràden.

I anordningen enligt uppfinningen kan ingà organ för àstadkommande av en elektrisk ström i form av en serie ströminpulser med jämförelsevis hög strömstyrka genom det elektriska motståndselementet.för ökning av snabbheten hos regleringsförloppet.

Vidare kan organ förefinnas för justering av läget hos motståndstråden med hänsyn till yttre faktorer, framförallt temperaturen.

En anordning enligt uppfinningen utmärker sig framför hittills kända anordningar ' hl. a. av sin enkelhet, kompakthet och prisbillighet samtidigt som den möjliggör noggrann manövrering oberoende av de flesta yttre störfaktorer såsom temperatur, acceleration etc.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas i detalj under hänvisning till de bifo- gade rítningarna, fig. 1 - 6. Fig. 1 och 2 visar en första utföringsform av upp- finningen i längd - resp. tvärsnitt. Fig. 3 visar en annan utföringsform i längd- snitt, medan fig. 4, 5 och 6 visar olika detaljer av utföringsformen enligt fig. 3.

Fig. 7 visar en elektrisk styrkrets i vilken det till anordningen enligt fig 1 och 2 hörande motstàndselementet ingår, och fig. 8 visar en elektrisk styrkrets för anordningen enligt fig. 3 - 6.

Den i fig. 1 visade anordningen innefattar en ventilanordning 1 med ett hölje 3 som har en längsgående utborrning 5 i vilken en ventilslid 7 är förskjutbar.

Ventilslidan har tre sektioner 9, 11 och 13 samverkande med dels en inloppsport 15 för tryckfluid, t.ex tryckolja från en pump, dels två portar 17 och 19 avsedda att förbíndas med förbrukaren.' _ . Inuti ventilsliden sträcker sig en längs- gående , med strypningar 24 utformad, urborrning 25 mellan ytterändarna hos ven- tilslidens yttersektioner 9 och 13 för tillförsel av tryckfluid till ytrymmen 27 i huset 1, vilka gränsar till yttersektionerna 9 och 13 och i vilka tryckfjädrar 29 är anbragta på sådant sätt att de med förspänning håller ventilsliden i det i fig. 1 visade neutralläget. Fjäderns 29 från ventilsliden 7 vända ände anligger mot en platta 31 med ett centralt hål 33 som bildar ventilsäte för-den såsom ventilkropp utformade ena änden av en styrpinne 35. En bladfjäder 39 är påverkbar av an tapp 37 på pinnen 35 för att hålla passagen 33 öppen undr normala förhåll- anden. Passagen 33 förbinder rummet 27 på ena sidan om plattan 31 med ett rum 41 pà andra sidan om nämnda platta. Mellan utrymmet 41 och ventilanordningens utlopp 3 - 7711012-0 21 till tank finns en fluidförbindelse 42 i vilken eventuellt en strypning eller en anordning för upprätthållande av en förutbestämd tryckdifferens mellan utrymmet 41 och utloppet 21 förefinns.

Styrpinnen 35 ooh utrymmet 41 ingår i en enhet 2 för manövrering av den såsom fluidventil fungerande gtyrpinnen-35. Enhetens 2 väsentligaste komponent är en elektrisk motstàndstrád 51 vilken är upplindad såsom en vinda i ett flertal varv omkring företrädesvis roterbara stödtrissor 61 anordnade i var sitt hörn av en kvadrat på en korsformig hållare 49, vilken är anbragt pà en roterbar axel 45 som lämpligen vinkelrätt korsar ventilslidens 7 längdaxel. På axeln 45 är fäst en kort arm 43 mot vilken styrpinnens 35 från fjädern 39 vända ände hålls till anliggning genom verkan av bladfjädern 39.

Den ena änden 53 av motstàndstráden 51, vilken ände utgår från det längst fràn hållaren 49 belägna tràdvarvet, är fäst vid den fria änden 55 av en bladfjäder 54 som vid sin andra ände 56 är fäst vid enhetens 2 stomme. Vid tillräcklig för- längning av tràden 51 kommer bladfjädern 54 till anliggning mot ett anslag i form av en ställskruv 57. På ritningen, fig. 1 visas även ett manuellt förskjutbart stift 59 medelst vilket fjädern 54 kan påverkas.

Den andra änden 52 av motstàndstràden 51 är ansluten till ena klämman på en medelst en på hàllaren 49 fäst permanentmagnet 69 styrd glasrörsströmställare 67 med tungelement, vars andra klämma är kopplad till en anslutning 73, mellan vilken och en ytterligare anslutning 71, kopplad till bladfjädern 61, elektrisk ström kan tillföras motstàndstràden 51 från en lik- eller växelströmskälla 60 över en brytare 56 och ett manuellt påverkbart, variabelt motstånd 58, som eventuellt kan undvaras, se fig. 7.

Styranordningen enligt fig. 1 och 2 har nedan beskrivennfiunktion. Det antas att en förskjutning av slidan 7 i riktning åt vänster enligt fig. 1 skall åstadkommas.

Ström tillföres motstàndstráden 51 fràn den i fig. 7 visade strömkällan GD, var- vid träden förlängs och fjäderns 54 fria ände 55 rör sig mot och kommer till an- liggning mot ställskruven 57, varefter en ytterligare förlängning hos tråden 51 medför att hållaren 49 vrids medurs enligt fig. 1 på grund av det i utrymmet 27 rådande fluidtrycket som verkar på pinnen 35. Härvid öppnas passagen 33 och fluid=.," _ trycket i utrymmet 27 nedgàr, vilket resulterar i förskjutning åt vänster enligt fig. 1 av ventilsliden 7, eftersom fluidavgàngen från det motsvarande utrymmet 27 vid den motsatta änden av slidloppet icke minskats på motsvarande sätt. '7711012-0 4 - ' På grund av motståndstrâdens 51 värmetröghet erfordras en viss tid innan tråden förlängts till avsedd öppning av passagen 33 vid matning med en jämn ström, med till den önskade öppningen avpassad strömstyrka. Den visade anordningen ger emellertid möjlighet till snabbare styrning vid matning med ström med betydligt högre strömstyrka. Härvid kommer tråden 51 då den genomgâs av den starka strömmen att snabbt förlängas varvid tràdhållaren vrids medurs till dess magneten 69, som i det fig. 1 visade läget håller tungelementen hos glasrörsbrytaren 67 till kontakt med varandra, kommit så långt åt vänster enligt figuren ett tungelementen fri- släpps från varandra, varvid strömmen genom motståndstràden 51 bryts. Dette kan i princip inträffa i varje önskat öppningsläge hos ventilpinnen 35 och anordningen kan avpassas så att det inträffar vid maximal öppning av passagen 33. Då strömmen brutits avsvalnar tråden 51 och hållaren 49 vrids moturs så att magneten Så åter bring- ar tungelementen hos brytaren 67 i kontakt med varandra, varefter förloppet upp- repas. Under hela denna tid hålls ventilpinnen 35 nära avsett (t.ex maximalt) öppningsläge, så att ventilsliden 7 förskjuts med önskad (maximal) hastighet i den avsedda ritningen.

Brytaren 67 fungerar även som värmevakt för motståndstråden eftersom dennas längd står i propdtion till dess temperatur.

Genom variation av den tillförda elektriska effekten, exempelvis medelst det i den elektriska kretsen inkopplade motståndet 56 eller ett fast motstånd kan tiden för regleringen varieras, så att mjuk styrning av ventilsliden kan uppnås.

Medelst exempelvis motståndet 58 kan storleken hos den till värmetråden 51 förda effekten inställas till ett värde motsvarande en förutbestämd öppning av passagen 33 medelst ventilpinnen 35 och därigenom kan ventilsliden ge ventilanordningen funktionen av en riktningsventil eller en mängdregulator.

Eftersom vid öppnad servoventil 33, 35 fluid passerar från rummet 27 via rummet 47 till tank 21, blir ventilslidens 7 förskjutning under regleringen till en del beroende ev pumptrycket, eftersom tryckfallen i de fasta strypningarna 24 relativt strypningarna 33, 35 ändras vid ändringar i pumptrycket. f Detta kan undvikas om fluiden i utrymmet 47 avleds till ett utrymme vars fluid- tryck står i förutbestämt förhållande till pumptrycket, t.ex regulatortrycket vid ett lastkännande hydrauliskt system. Tungelementbrytaren 67 kan eventuellt uteslutas.

Genom anordningen enligt uppfinningen har en enkel positionsreglering utan åter- föring möjliggjorts. Regleranordningen blir genom värmetrådsstyrningen även stabil ooh opåverkbar av störande yttre magnetfält och kan icke, genom magnetkrafter, störa andra i anläggningen ingående komponenter. Den är som synes mycket enkel till S 7711012-o sin uppbyggnad och är inte känslig För påverkan från atmosfären om oxidations- beständigt material, t.ex av typen Kanthal, används i värmetràden. Dylik träd har även hög tidsbeständighet. I motsats till styranordningar med elmagneter som ventilpàverkende organ utmärker sig enordningen enligt uppfinningen även av kompakthet och aooelerationsokänslighet.

Om brott skulle uppstå på tråden 51 kommer bladfjädern 39 att omedelbart täppa till passagen 33 så att ventilkroppen automatiskt återgår till neutralläget och för- hindrar oavsiktlig styrning av de ti1l_venti1en kopplade Fluidförbrukarna.

I stället för att utgå från strömstyrkan noll vid början av styrningsförloppet och -sedan öka strömstyrkan såsom enligt utförningsformen kan man lätt utföra anord- ningen så att tråden 51 vid stängd servoventil 33, 35 genomflytes av ström med en förutbestämd strömstyrka vilken sedan minskas För öppnande av ventilfunktionenv 33, Om värmetrådens 51 reglerområde i tmperaturhänseende förläggs avsevärt ovanför omgivningstemperaturen, t.ex vid c:a 300° C blir ventilfunktionene 33, 35 öppningsläge nära proportionellt mot till värmetràden tillförd elektrisk effekt.

I sådant fall kan tungelementbrytaren 67 eventuellt undvaras.

Den i-fig. 3 - 6 visade utföringsformen är avsedd för styrning av en i ett ventilhus 101 anordnad ventilkropp för inställning av ett fluidflöde exempelvis till en fluidpump ansluten inloppsport 105 och en utloppsport 107. Ventilkroppen har en exiell ur- borrning 111 som förbinder fluidinloppet 105 med ett utrymme 113 vid den från inloppet 105 vända änden av en med ventilkroppen förbunden kolv 109 som har en exiell kugg- F stång 119 som står i ingrepp med ett roterbart kugghjul 121 kopplat till ett i fig. 8 visat variabelt motstånd 203. Mellan en feat platta 115 och kolven 109 är insatt en tryokfjäder 117. ' K Fluidventilkroppen 103 kan förskjutas genom ändring av fluidtrycket i utrymmet 113. Ändringen sker i enheten 129 ingående i att till stommen 101 ansluten styrdon 125.

Enheten 129 innefattar en ventil som beskrivs närmare i samband med fig. 5 och reglerar en flödespassage mellan ett inlopp 131 från utrymmet 113 ooh ett utlopp anslutet till en_kanal 133 som kan vara ansluten till fluidsystemets tank eller ett kärl i vilket en konstant tryckskillnad relativt tryoket i inloppsporten 103 upprätthålls. ' s Enheten 129 uppvisar en i dess kropp 130 upptagen urborrning 133 i vilken en propp 135 är insatt, vilken har en urborrning 137. I denna är en kolv 139 med en axiell kanal 141 insatt. Kolvens undre yta 143 bildar tillsammans med urborrningens 133 bottenyte en ventilfunktion för i kanalen 131 förefintlig fluid. En tryckfjäder 144 strävar att öppna ventilen medan en arm 147 på en vridbar axel styr ventilens _ 7v11o12fo 6 öppnande och slutande.

Axeln 149 passerar genom enheten 129 ooh en montageplatta 127 och är förbunden med en arm 151 uppbärande en elkontakt 153 samverkande med en väsentligen fast elkontakt 155. Till armen är mekaniskt kopplad ena änden 157 av en elektrisk mot- stàndstrâd 159 som löper över ett antal bryttrissor 163 och har sin motsatta ände 161 kopplad till en kropp 169 inställbart anbragt i en urborrning 167 i stommen 165 till en enhet för automatisk kompensation av trädens 159 längd med avseende på varierande omgivningstemperatur, särskilt vid styranordningens ibruktagande.

Mellan urborrningens 167 botten och kroppen 169 är insatt en tryckfjäder 168 som håller kroppen 169 till anliggning mot undre änden av en tapp 171 vars höjdläge' kan justeras genom en inställningsskruv 173.

V Anordningen enligt fig. 3 - 6 är inrättad att styras med hjälp av den elektriska kopplingskretsen enligt fig. 8. Denna visar ett variabelt motstånd 203 som är kopplat till kugghjulet 121 enligt fig.3', ett annat variabelt motstånd 205 som är manuellt inställbart och exempelvis installerat på en manöverpulpet eller i enbärbar manöverutrustning. Kopplingsschemat visar även en jämförare 201 anordnad att medelst kontaker 209 hålla en strömkrets, innefattande en strömkälla 207 och värmetràden 159 sluten endast så länge värdet hos motståndet 205 är mindre än eller lika med värdet hos motståndet 203.

Då ventilen 103 skall öppnas påverkar operatören motståndet 205 så att dess mot- stàmusvärum blir mindre än det has motståndet eos, varvid ström :införs värmetràaem - 159 på nyss beskrivet sätt. Härvid kommer vid start i kall väderlek den första delen a\ trådens 159 förlängning att upptas av fjädern 168 till dess proppen 169 kommer till anliggning mot den inställbara tappen 171. Härigenom uppnås kompensation för variationer i omgivningstemperaturen.

Vid Fortsatt utvidgning av tråden kommer armen 151 och därmed axeln 109 att vridàs så att kolvtappen 139 tillåts röra sig uppåt genom verkan av Fjädern 144. Kolv- tappens underkant lämnar därvid en passage för tryekfluid fri från anslutningen ,131, som står i förbindelse med utrymmet 113 och kanalen 145 som är ansluten till kanalen 133 i vilken företrädesvis konstant tryck, lägre än det i porten 105 rådande s pumptrycket, upprätthålls. Det tryckfall som härigenom uppstår i rummet 113 medför att kolven 109 rör sig åt vänster ooh ventilen 103 öppnas, varvid kugghjulet 121 roterar och ändrar inställningsvärdet hos motståndet 203 till dess detta värde överensstämmer med värdet hos motståndet 205.

För att uppnå en snabb reglering kan strömmen genom värmetråden ges ett så högt värde att tråden snabbt förlängs till Fullt öppnande av servoventilen 129, varvid kontakterna 153 och_155 sluts så att motståndet 203 kortslutes. Därvid bryter jäm- föraren 201 strömmen till värmatråden 159, varvid tråden svalnar. Kontakten 153 - 7 7711012-o 155 bryts, tråden 159 får åter ström etc. Under hela denna tid rör sig kolven 109 åt avsett håll. Dä motståndet 203 blivit lika eller mindre än motståndet 205 levererar jämföraren 201 inte längre någon ström till tråden 159, men den åter- upptar strömleveransen så snart kolven rört sig så att motståndet 203 ånyo är större än motståndet 205. Kortslutningsströmmen över motstånd 203 är minimal ::a 2mA. Det är viktigt att öppning- stängning av servoventilen sker vid relativt hög temperatur, detta för att avsvalningen av tråden från öppet läge till stängt läge av servoventilen skall ske snabbt.

De visade och beskrivna utföringsformerna är endast exempel på uppfinningrn.

Alternativa utföranden som Faller inom ramen för uppfinningen är möjliga. Det viktigaste elementet i anordningen, nämligen värmetråden, kan eventuellt ersättas med en anna typ av element inrättat att vid strömgenomgång undergé sådana dimensionsändringar som kan utnyttjas För âstadkommande av den erforderliga mekaniska påverkan av fluidventilen.

Claims (6)

7711012-0 ö P A T E N T K R A v

1. Anordning för styrning av tryckfluidflöde innefattande Ven ventilanordning med ett ventilhus och en rörlig ventilkropp' (7, 103), som är omställbar medelst en med tryckfluid arbetande Servoanordning, k ä n n e t e c k n a d av att servoanordningen är inrättad att manövreras i beroende av volymförändfingar hos ett elektriskt motståndselement (51, 159) Som är inrättat att påverka en i servoanordningens fluidkrets ingående fluidventil (33,35; l33,l39) och är inkopplat i en ebktrisk manövreringskrets som medger reglering av den elektriska strömstrykan genom motstånds- elementet.

2. Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av att det elektriska motståndselementet utgörs av en motstånds- tpåd (51, 159).

3. Anordningenligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av medel (39, 144) inrättade att påverka den i servoanordningens fluidkrets ingående ventilen (33, 35; 133, 139) i motsatt rikt- ning mot den påverkan som åstadkommesev det elektriska motstånds- elementet.

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av organ (27, 117) för att vid strömgenomgång och expansion av det elektriska motståndselementet (51, 159) åstad- komma förskjutning av ventilkroppen (7,103) i önskad riktning från ett förutbestämt viloläge genom öppnande av servoanordningens fluidventil.

5. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n azi av att motståndselementet (51, 159) är en värme- tråd som är upplindad på en stödanordning (49, l63) för möjlig- görande av elementetszmbyggnad i små utrymmen.

6. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att motståndselementet är an värmetråd (51), vars ena ände är direkt eller indirekt kopplad till servoanord- ningens fluidventil och vars andra ände är fixerad eller förbunden med en fjädrande anordning (55) inrättad att kompensera för om- givningstemperaturens inverkan på motståndselementet och samtidigt möjliggöra öppning och stängning av servoventilen vid en vald temperatur över omgivningstemperaturen. ANFURDA PUBLIKATIONER: