NO811257L - FLUIDUM PRESSURE DEVICE. - Google Patents
FLUIDUM PRESSURE DEVICE.Info
- Publication number
- NO811257L NO811257L NO811257A NO811257A NO811257L NO 811257 L NO811257 L NO 811257L NO 811257 A NO811257 A NO 811257A NO 811257 A NO811257 A NO 811257A NO 811257 L NO811257 L NO 811257L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pressure
- chamber
- control
- piston
- valve seat
- Prior art date
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
- F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
- F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
- F15B9/03—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type with electrical control means
-
- 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
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
- F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
- F15B13/0436—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being of the steerable jet type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Servomotors (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører kraftutløsere, spesielt anordninger hvor fluidumtrykk beveger et drivorgan til en stilling som lett kan endres ved hjelp av utvendig styrte organer, fortrinnsvis et magnetfelt. The present invention relates to power releases, in particular devices where fluid pressure moves a drive member to a position which can be easily changed with the help of externally controlled members, preferably a magnetic field.
Oppfinnelsen er spesielt anvendelig ved bruk av hydrauliske trykk som utløser-betjeningskraft og skal beskrives under spesiell henvisning til dette, skjønt oppfinnelsen har bredere og andre anvendelsesmuligheter og kan benyttes i forbindelse med høytrykkgasser, og bevegelsen av drivorganet kan benyttes til styring av mekaniske anordninger av alle slag, som ventiler, motorer og/eller pumper som krever betydelig mekanisk kraft for utløsning eller styring og hvor det elektriske styresignal er forholdsvis svakt. The invention is particularly applicable when hydraulic pressure is used as a trigger operating force and shall be described with special reference to this, although the invention has wider and other application possibilities and can be used in connection with high-pressure gases, and the movement of the drive member can be used to control mechanical devices of all type, such as valves, motors and/or pumps that require considerable mechanical force for release or control and where the electrical control signal is relatively weak.
Det finnes mange tilfelle i industrien, hvor en kraft-utløser må fjernstyres for å utøve tilstrekkelig mekanisk kraft til å bevege en gjenstand over korte avstander til et fastlagt punkt og deretter holde gjenstanden på dette punkt, uansett variasjoner i gjenstandens tilbakevirkende kraft på utløseren. There are many cases in industry where a force trigger must be remotely controlled to exert sufficient mechanical force to move an object over short distances to a fixed point and then hold the object at that point, regardless of variations in the object's reactive force on the trigger.
Gjenstanden kan selvsagt være en hvilken som helst variabel vekt eller kraft, en motor- eller pumpestyring, en ventilstyring eller liknende, og betegnelsen "gjenstand" er her brukt i en meget vid forstand. The object can of course be any variable weight or force, a motor or pump control, a valve control or the like, and the term "object" is used here in a very broad sense.
Elektriske motorer, elektriske solenoider og hydrauliske trykkdrevne anordninger er hittil med vekslende hell blitt brukt for dette formål. Electric motors, electric solenoids and hydraulic pressure driven devices have been used for this purpose with varying degrees of success.
Elektriske motorer og solenoidutløsere har hittil utgjort den enkleste type av fjernstyring, fordi elektriske ledninger er alt som kreves mellom utløseren og styringene, hvilke sistnevnte enten kan være manuelle eller automatiske. Electric motors and solenoid triggers have hitherto constituted the simplest type of remote control, because electrical wiring is all that is required between the trigger and the controls, which latter can be either manual or automatic.
Elektriske motorer må virke via reduksjonsgir og er følgelig omfangsrike, kompliserte, kostbare og har svært lang reaksjonstid. Forøvrig er de ønskelige fordi reduksjonsgiret vanligvis er selvsperrende for å holde gjenstanden i en ønsket innstilt stilling uansett variasjoner i gjenstandens kraftpå-virkning på utløseren. Men fordi de er selvsperrende, foreligger det ingen automatikk for å føre gjenstanden tilbake til sin opprinnelige stilling i tilfelle kraftsvikt. Utløsere som drives av elektrisk motor er vanligvis aktivisert med elektriske kraftpulser som må times nøyaktig for å bestemme den strekning gjenstanden skal beveges. Slike tidsstyringsanord-ninger er kompliserte, kostbare og dermed lite ønskelige. Electric motors must work via reduction gears and are consequently bulky, complicated, expensive and have a very long reaction time. Otherwise, they are desirable because the reduction gear is usually self-locking to keep the object in a desired set position regardless of variations in the object's force effect on the trigger. But because they are self-locking, there is no automatic mechanism to return the object to its original position in the event of a power failure. Triggers powered by an electric motor are usually activated with electrical power pulses that must be precisely timed to determine the distance the object is to be moved. Such time management devices are complicated, expensive and thus not desirable.
Elektriske solenoider har begrenset kraftkapasitet forElectric solenoids have limited power capacity for
en gitt fysisk størrelse og et relativt lavt kraft/elektrisk energiforhold, der energien må tilføres kontinuerlig i form av et analogt elektrisk signal. Mens solenoider reagerer raskt ved en fast aktiviseringsstrøm, er de ikke i stand til å holde gjenstanden i en fast stilling når gjenstandens påvirkning på utløseren varierer. For å oppnå sistnevnte virkning kreves en komplisert feedbackkretsanordning. a given physical size and a relatively low power/electrical energy ratio, where the energy must be supplied continuously in the form of an analogue electrical signal. While solenoids respond quickly at a fixed actuation current, they are unable to hold the object in a fixed position when the object's effect on the trigger varies. To achieve the latter effect, a complicated feedback circuit arrangement is required.
Utløsere som drives med hydraulisk trykk er ideelle for formålet. De er i stand til å utøve meget sterke fysiske krefter ved en minimal størrelse. De holder lett en gjenstand i en ønsket innstilt stilling, selv om gjenstandens kraft på utløseren varierer. Men fjernstyring av en slik utløser har alltid vært et problem. Elektriske motorer eller solenoidbe-tjente ventiler er blitt bruk, men med de ovenfor omtalte vanskeligheter. Dessuten måtte utløseren omfatte en styrestang som forløper gjennom pakningsglander i sitt hus, hvor stangen beveger et organ på innsiden av huset for å utøve den endelige styring av drivorganet. Normalt er innsiden av huset under høyt hydraulisk trykk. I en slik anordning utøver paknings-glanden betydelig friksjon mot styrestangen, slik at det kreves betydelige mekaniske krefter for å bevege stangen. Videre oppretter denne friksjon, især ved en solenoidutløser, en hysteresesløyfe i responskurven. Glanden må også konstrueres slik at den motstår det samlede hydrauliske trykk og det utvikles ofte lekkasjer som krever vedlikeholdsarbeid. Lekkasjene er dessuten alltid forbundet med søl. Triggers operated by hydraulic pressure are ideal for the purpose. They are capable of exerting very strong physical forces at a minimal size. They easily hold an object in a desired set position, even if the object's force on the trigger varies. But remote control of such a trigger has always been a problem. Electric motors or solenoid-operated valves have been used, but with the above-mentioned difficulties. In addition, the trigger had to include a control rod that extends through packing glands in its housing, where the rod moves a member inside the housing to exert the final control of the drive member. Normally, the inside of the housing is under high hydraulic pressure. In such a device, the packing gland exerts considerable friction against the control rod, so that considerable mechanical forces are required to move the rod. Furthermore, this friction, especially in the case of a solenoid release, creates a hysteresis loop in the response curve. The gland must also be constructed so that it resists the overall hydraulic pressure and leaks often develop which require maintenance work. The leaks are also always associated with spills.
Ved hydrauliske utløsere er det følgelig vanlig å lede det hydrauliske høytrykksfluidum gjennom et rør fra en pumpe til et styrepunkt, gjennom manuelt eller automatisk betjente ventiler og deretter tilbake til den hydrauliske utløser. In the case of hydraulic releases, it is therefore common to direct the high-pressure hydraulic fluid through a pipe from a pump to a control point, through manually or automatically operated valves and then back to the hydraulic release.
Ved en slik innretning kan den strekning som det hydrauliske fluidum må tilbakelegge være betydelig. Røranordningen er kost- bar. Installasjon av rør med mange bend er kostbart. Ofte kreves fittings eller slanger for å muliggjøre leddforbind-else av den utløste anordning i forhold til dens støtte. Når det foreligger et stort antall styringer, kreves et stort antall rørledninger. Tverrsnittsarealet av alle disse rør eller ledninger kan bli svært omfattende. Det utvikles lekkasjer både i ledninger, fittings og i styringer. Slike lekkasjer er kostbare i reparasjon og medfører mye søl, som særlig er besværlig når det oppstår lekkasjer i styringene som normalt befinner seg i et førerhus. With such a device, the distance that the hydraulic fluid must travel can be considerable. The pipe arrangement is expensive. Installation of pipes with many bends is expensive. Fittings or hoses are often required to enable articulation of the triggered device in relation to its support. When there are a large number of controls, a large number of pipelines are required. The cross-sectional area of all these pipes or wires can be very extensive. Leaks develop both in cables, fittings and controls. Such leaks are expensive to repair and cause a lot of mess, which is particularly troublesome when leaks occur in the controls that are normally located in a cab.
Fjernstyrte lineære servomotorer har lenge vært kjent.Remotely controlled linear servo motors have long been known.
De omfatter som regel et drivorgan montert i et hus og en drivaksel som strekker seg gjennom huset. En nulltype servoventil er montert i drivorganet og kopler enten trykk- eller suge-kammerettil et tredje kammer med variabélt trykk. They usually comprise a drive member mounted in a housing and a drive shaft extending through the housing. A zero-type servo valve is mounted in the actuator and connects either the pressure or suction chamber to a third chamber with variable pressure.
Styreelementet for servoventilen har en aksel som rager frem fra huset og som plasseres av forskjellige kraftorganer som aktiviseres utenfra. Ettersom en ende av akselen befinner seg ved atmosfæretrykk, må den andre ende ha samme diameter og være luftet mot atmosfæretrykk. Dette krever omhyggelige tetningsanordninger og medfører stor vanskelighet når det gjelder å holde mange porter absolutt konsentrisk på linje, især når de har betydelig innbyrdes avstand. Oppretting på linje blir aldri perfekt, og dette fører til ytterligere friksjon i forbindelse med servoventilens styreelement. Den omhyggelige avtetting medfører også ekstra friksjon når elementet beveges. Dette fører til alvorlig hysterese i servoven-tiler. Jo høyere hysterese desto høyere må aktiviserings-organets kraftegenskaper være ettersom den totale posisjoner-ingsnøyaktighet bare kan være så nøyaktig som den totale hysteresekraft delt med aktiviseringskraften. Denne oppfinnelse overvinner disse problemer, og gir anvisning om forskjellige ytterligere måter å redusere hysteresefriksjon på. The control element for the servo valve has a shaft which projects from the housing and which is positioned by various power means which are activated from the outside. As one end of the shaft is at atmospheric pressure, the other end must have the same diameter and be vented against atmospheric pressure. This requires careful sealing devices and entails great difficulty in keeping many ports absolutely concentrically aligned, especially when they are significantly spaced apart. Alignment is never perfect and this leads to additional friction in connection with the servo valve control element. The careful sealing also causes extra friction when the element is moved. This leads to severe hysteresis in servo valves. The higher the hysteresis, the higher the force characteristics of the actuation means must be, as the total positioning accuracy can only be as accurate as the total hysteresis force divided by the actuation force. This invention overcomes these problems and provides guidance on various additional ways of reducing hysteresis friction.
US patentskriftene 2.930.360 og 3.131.608 beskriver elektrisk styrte servomotorer. Ifølge sistnevnte patentskrift beveger en elektromagnet, som er anordnet i trykkstyrekammeret, et sylindrisk styreelement, slik at dette åpner trykkinnløps- og utløpsporter (i huset) mot styretrykkammeret og varierer trykket der. Dette styreelement er driftsmessig koplet til arbeidsstemplet via en strekkfjær, som beveger styreelementet i det vesentlige tilbake til utgangsstilling for å gjenopprette trykkbalansen. En slik anordning har vist seg upraktisk av forskjellige grunner, f.eks. er den elektriske vikling nedsenket i driftslfLuLdet og dens isolasjon brytes ned i moderne hydrauliske fluider, samtidig som den er vanskelig å skifte ut. Videre arbeider den bare med fjærtilbakeføring og fjæren må ha nokså lav fjæringshastighet. For høye fluidumtrykk hvor det kan utvikle seg sterke krefter, kreves fysisk store fjærer. Det eksisterer videre et betydelig hysterese-problem på grunn av friksjon mellom elementet og huset. US Patents 2,930,360 and 3,131,608 describe electrically controlled servo motors. According to the latter patent document, an electromagnet, which is arranged in the pressure control chamber, moves a cylindrical control element, so that this opens pressure inlet and outlet ports (in the housing) towards the control pressure chamber and varies the pressure there. This control element is operationally connected to the working piston via a tension spring, which moves the control element substantially back to its initial position to restore the pressure balance. Such a device has proven impractical for various reasons, e.g. the electrical winding is immersed in the operating fluid and its insulation breaks down in modern hydraulic fluids, while at the same time it is difficult to replace. Furthermore, it only works with spring return and the spring must have a sufficiently low spring rate. For high fluid pressures where strong forces can develop, physically large springs are required. There is also a significant hysteresis problem due to friction between the element and the housing.
Foreliggende oppfinnelse overvinner alle nevnte vanskeligheter og det tilveiebringes en anordning hvor en fluidumtrykk-utløser eller servomotor kan fjernstyres nøyaktig ved hjelp av en konvensjonell elektrisk ledningsanordning og et analogt elektrisk signal i stedet for en tidsinnstilt puls, og det elektrisk signal kan ha forholdsvis liten elektrisk styrke sammenliknet med den faktiske kraft som utløseren avgir. The present invention overcomes all the aforementioned difficulties and a device is provided where a fluid pressure release or servo motor can be accurately controlled remotely by means of a conventional electrical wiring device and an analog electrical signal instead of a timed pulse, and the electrical signal can have a relatively small electrical strength compared to the actual force emitted by the trigger.
Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes dessuten en utløser eller servomotor som har så liten hysterese og er så presis i sin forskyvning ved en gitt verdi at et elektrisk signal eller andre ytre kraftpåvirkninger at den kan benyttes for nøyaktig styring av fluidumventiler, f.eks. strømnings-, trykk- eller retningsventiler, og også kan benyttes til styring av fluidumpumper og/eller motorer, både når det gjelder hastighet og/eller rotasjonsretning. Med andre ord kan oppfinnelsens gjenstand tas i bruk ikke bare som fjernstyrt fluidumtrykkutløser, men kan også brukes som integrert del av en fjernstyrt ventil, hvor fluidumtrykket for aktivisering av utløseren kommer fra trykket i de fluider som påvirkes av ventilen. According to the invention, a trigger or servo motor is also provided which has such little hysteresis and is so precise in its displacement at a given value that an electrical signal or other external force influences that it can be used for precise control of fluid valves, e.g. flow, pressure or directional valves, and can also be used to control fluid pumps and/or motors, both in terms of speed and/or direction of rotation. In other words, the object of the invention can be used not only as a remote-controlled fluid pressure release, but can also be used as an integral part of a remote-controlled valve, where the fluid pressure for activating the release comes from the pressure in the fluids affected by the valve.
Foreliggende oppfinnelse er spesielt anvendelig for styring av avlastningstrykkene for trykkavlastningsventilene av den type som har forskjellig areal. Slike ventiler har generelt omfattet et stempel som påvirker et ventillegeme og er forskyvbart i et sylindrisk kammer med en lavtrykks ut-løpspassasje i en aksial kammerende og en høytrykks innløps-passasje gjennom kammersiden. Stemplet er i enden forsynt med et ventillukkeorgan som legger seg mot et ventilsete som omgir utløpspassasjen og har større tverrsnittsareal enn ventilsetets areal. Høyt innløpstrykk mot dette større areal når de differensialkrefter som utvikles av trykkene er slik at de overskrider indre fjærkrefter, beveger ventilstemplet og ventillegemet bort fra ventilsetet for å tillate fluidumstrøm-ning gjennom ventilen. The present invention is particularly applicable for controlling the relief pressures for the pressure relief valves of the type that have different areas. Such valves have generally included a piston which acts on a valve body and is displaceable in a cylindrical chamber with a low-pressure outlet passage in an axial chamber end and a high-pressure inlet passage through the chamber side. The piston is provided at the end with a valve closing member which rests against a valve seat which surrounds the outlet passage and has a larger cross-sectional area than the area of the valve seat. High inlet pressure against this larger area when the differential forces developed by the pressures are such that they exceed internal spring forces, moves the valve piston and valve body away from the valve seat to allow fluid flow through the valve.
I slike ventiler er stempeldiameteren nødvendigvis større enn diameteren av ventilsetet, slik at det kan utvikles krefter som beveger stemplet til ventilåpnende stilling. Som sådan har glidetetningen for stemplet, som vanligvis har formen av en O-ring, en betydelig omkrets i kontakt med stempelkammerets vegg og danner således betydelig friksjon mot denne. I tillegg vil innløpstrykkene trykke sammen en slik O-ring i retning bort fra innløpsporten, og ved svært høye fluidumtrykk tenderer disse til å ekstrudere deler av O-ringen inn i klaringen mellom stemplet og dets kammervegg. Ved en slik anordning økes O-ringens friksjon enda mer, særlig når stemplet beveges fra ventilens åpne til den lukkede stilling. Alt dette resulterer i en hysteresesløyfe i trykket overfor strømningskurven og i at ventilen tenderer til å blø for sterkt ved trykk som er noe lavere enn det innstilte trykk. Dette er uønskelig. In such valves, the piston diameter is necessarily larger than the diameter of the valve seat, so that forces can be developed that move the piston to the valve-opening position. As such, the sliding seal for the piston, which is usually in the form of an O-ring, has a significant circumference in contact with the wall of the piston chamber and thus forms significant friction against it. In addition, the inlet pressures will compress such an O-ring in a direction away from the inlet port, and at very high fluid pressures these tend to extrude parts of the O-ring into the clearance between the piston and its chamber wall. With such a device, the O-ring's friction is increased even more, especially when the piston is moved from the valve's open to its closed position. All this results in a hysteresis loop in the pressure versus the flow curve and in the valve tending to bleed too much at pressures that are somewhat lower than the set pressure. This is undesirable.
Et annet problem ved slike ventiler har vært at når ventillegemet beveger seg bort fra stempelsetet, utøver fluidum-strømmen forbi ventilsetet en jetstråleeffekt i motsatt retning av åpningsbevegelsen, med den følge at fluidumstrømningen mot-virker ventilsetets åpningsbevegelse slik at det opptrer et hellende eller kurvet trykk overfor strømningskurven. Another problem with such valves has been that when the valve body moves away from the piston seat, the fluid flow past the valve seat exerts a jet effect in the opposite direction to the opening movement, with the result that the fluid flow opposes the opening movement of the valve seat so that a sloping or curved pressure occurs opposite the flow curve.
Ytterligere en prinsipiell vanskelighet ved slike ventiler har vært at avlastningstrykket vanligvis varieres ved variasjon av sammentrykningen av en innvendig fjær ved hjelp av organer som en styreaksel, som strekker seg gjennom husveggen og beveges lokalt og manuelt eller "fjernpåvirket ved hjelp av en girmotor som mottar en elektrisk puls med variabel lengde. A further principle difficulty with such valves has been that the relief pressure is usually varied by varying the compression of an internal spring by means of means such as a guide shaft, which extends through the housing wall and is moved locally and manually or "remotely actuated by means of a gear motor which receives a electrical pulse of variable length.
Slike girmotorer er plasskrevende og har lang reaksjonstid. Such gear motors take up space and have a long reaction time.
Oppfinnelsen kan også spesielt tas i bruk for styringThe invention can also be used in particular for control
av fluidumstrømningsventiler av den type hvor stemplet har differensialareal, hvor fluidum under høyt trykk mottas og avgis med et styrt trykk til et fluidumaktivisert motorstempel eller liknende, uansett variasjoner i det tilførte trykk eller motorbelastningen. Som sådan må ventilen reagere kontinuerlig, åpne og lukke raskt ved alle endringer. Også denne ventil bør lett kunne fjernstyres. Elektriske motorer og solenoider er uønsket for dette formål av grunner som er omtalt ovenfor. of fluid flow valves of the type where the piston has a differential area, where fluid under high pressure is received and released with a controlled pressure to a fluid-activated engine piston or similar, regardless of variations in the applied pressure or the engine load. As such, the valve must respond continuously, opening and closing quickly to any changes. This valve should also be easily controlled remotely. Electric motors and solenoids are undesirable for this purpose for reasons discussed above.
Et annet problem ved slike ventiler, når fluidet er en olje, er at strømnings- eller utgangstrykket varierer med temperaturen og/eller viskositeten av fluidumet, hvilket nød-vendiggjør en komplisert tilbakemeldingskrets for registrering av slike endringer og korrigering i avhengighet av dem. Hittil er det anordnet kostbare innretninger for oppvarming eller avkjøling av fluidet for at dets temperatur skal holdes konstant . Another problem with such valves, when the fluid is an oil, is that the flow or outlet pressure varies with the temperature and/or viscosity of the fluid, necessitating a complicated feedback circuit for recording such changes and correcting in dependence on them. Until now, expensive devices have been installed for heating or cooling the fluid so that its temperature is kept constant.
Oppfinnelsen er også spesielt anvendelig for styring av to- eller fireveis retningsstyreventiler. Hittil krevde slike ventiler ved fjernstyring enten to pilotventiler, en i hver ende, eller en stor solenoid som var i stand til å utøve en større kraft enn de trykkrefter som utvikles på ventilens side av de trykk som styres. I tillegg krevde slike ventiler hittil alltid en eller flere aksler som forløper gjennom høytrykks-tetningene for utløsning av ventilarmaturen på innsiden. The invention is also particularly applicable for controlling two- or four-way directional control valves. Until now, remote control valves of this type required either two pilot valves, one at each end, or a large solenoid capable of exerting a greater force than the pressure forces developed on the valve side by the pressures being controlled. In addition, such valves to date have always required one or more shafts that extend through the high-pressure seals to release the valve armature on the inside.
Oppfinnelsen kan også benyttes til betjening av en flui-dumtrykkforsterker som må fjernstyres. The invention can also be used to operate a fluid pressure amplifier that must be remotely controlled.
Såvidt søkeren vet har ingen hittil vært i stand til med hell (kommersielt sett) å styre stillingen, av utløsnings-organet for en fluidumutløser eller åpning, lukking eller strømning gjennom en fluidumventil elektrisk, uten at en mekanisk styrestang strekker seg gjennom en høytrykkstetning og/ eller bruk av et analogt signal med forholdsvis lav effekt, f.eks. mindre enn to watt og ofte mindre enn fem watt. Såvidt søkeren vet har heller ikke noen hittil benyttet en portforsynt stang som er omgitt av en hylse som styreelement i en lineær servomotor. To the applicant's knowledge, no one has yet been able to successfully (commercially speaking) control the position of the actuating member of a fluid actuator or the opening, closing or flow through a fluid valve electrically, without a mechanical control rod extending through a high pressure seal and/ or use of an analogue signal with relatively low power, e.g. less than two watts and often less than five watts. As far as the applicant knows, no one has so far used a gate-equipped rod which is surrounded by a sleeve as a control element in a linear servomotor.
Foreliggende oppfinnelse vedrører en ny og forbedret innretning for styring av stillingen til utgangsorganet for en fluidumtrykkaktivisert anordning, hvor man unngår samtlige ovenfor omtalte vanskeligheter og en enkel fjernstyring av nevnte stilling muliggjøres ved hjelp av elektriske signaler med lav effekt, spesielt analoge elektriske signaler. Innretningen kan innlemmes i en mangfoldighet av fluidumtrykkaktivi-serte anordninger som krever en styrt mekanisk kraft, som fluidumventiler og andre fluidumdrevne anordninger. The present invention relates to a new and improved device for controlling the position of the output member for a fluid pressure-activated device, where all the above-mentioned difficulties are avoided and a simple remote control of said position is made possible by means of low-power electrical signals, especially analogue electrical signals. The device can be incorporated into a variety of fluid pressure-activated devices that require a controlled mechanical force, such as fluid valves and other fluid-driven devices.
Ifølge det bredeste aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes en fluidumtrykkaktivisert utløser eller servomotor som i kombinasjon omfatter: et hus med et generelt lukket styretrykk-kammer og et drivorgankammer, et drivorgan i sitt kammer med en overflate utsatt for trykket i styrekammeret og bevegelig i drivorgankammeret, innløps- og utløpspassasjer tilpasset for å sette styretrykkammeret i kommunikasjon med høy- henholdsvis lavtrykk, hvor minst en av passasjene er bevegelig sammen med drivorganet, et styreelement som er fullstendig opptatt i styretrykkameret og påvirkes når drivorganet beveger den ene passasje i forhold til elementet for å åpne eller lukke den ene passasje i forhold til den andre, hvor styreelementet i det minste delvis er fremstilt av et slikt materiale at det kan beveges av et magnetfelt og et styrbart magnetorgan for bevegelse av styreelementet til styrte, faste stillinger i forhold til huset. According to the broadest aspect of the invention, a fluid pressure-activated trigger or servo motor is provided which in combination comprises: a housing with a generally closed control pressure chamber and a drive member chamber, a drive member in its chamber with a surface exposed to the pressure in the control chamber and movable in the drive member chamber, inlet and outlet passages adapted to put the control pressure chamber in communication with high and low pressure respectively, where at least one of the passages is movable together with the drive member, a control element which is completely occupied in the control pressure chamber and is affected when the drive member moves the one passage in relation to the element to open or close one passage in relation to the other, where the control element is at least partially made of such a material that it can be moved by a magnetic field and a controllable magnetic means for moving the control element to controlled, fixed positions in relation to the housing.
Magnetorganet er normalt utvendig i forhold til og/eller innlemmet som en del av huset og kan være en permanentmagnet, en vekselstrøms- og/eller likestrømsmagnetisert elektromagnet eller flerfase-veksélstrøms-elektromagneter. Når det dreier seg om en eller flere permanentmagneter, må de(n) være anordnet utenfor og bevegelige i forhold til huset, og huset må bestå av et magnetisk, ikke permeabelt materiale for å tillate flukspassasje gjennom det. Styreelementet vil normalt være en permanentmagnet. The magnet body is normally external to and/or incorporated as part of the housing and can be a permanent magnet, an alternating current and/or direct current magnetized electromagnet or multiphase alternating current electromagnets. In the case of one or more permanent magnets, they must be arranged outside and movable relative to the housing, and the housing must consist of a magnetic, non-permeable material to allow flux passage through it. The control element will normally be a permanent magnet.
Normalt vil styreelementet være forspent til en fast stilling i huset ved hjelp av en forspenningsfjær basert på huset, og styreelementet beveges mot fjærens forspenning en strekning som er direkte proporsjonal med styrken og lokali-seringen av magnetfeltet som fremkalles av et elektrisk signal av analogtype. Normally, the control element will be biased to a fixed position in the housing by means of a biasing spring based on the housing, and the control element is moved against the spring bias a distance that is directly proportional to the strength and location of the magnetic field induced by an electrical signal of analog type.
Styreelementet som er fullstendig opptatt i styretrykk-kammeret har balansert trykkrefter mot sine ender og er egent~A lig flytende i forhold til slike trykk. Styreelementet som er fremstilt av et materiale som gjør det mulig å bevege elementet ved hjelp av et elektrisk felt, kan plasseres i forhold til drivorganet ved hjelp av et magnetfelt som enten opprettes utvendig eller i kammeret og således kan bevege styreelementet uten behov for et mekanisk element, som er tilkoplet styreelementet og strekker seg gjennom tetningsglander i husets side. The control element which is completely occupied in the control pressure chamber has balanced pressure forces towards its ends and is inherently fluid in relation to such pressures. The control element, which is made of a material that makes it possible to move the element by means of an electric field, can be placed in relation to the drive element by means of a magnetic field that is either created externally or in the chamber and can thus move the control element without the need for a mechanical element , which is connected to the control element and extends through sealing glands on the side of the housing.
Ved et annet hovedaspekt av oppfinnelsen har i det minste en del av drivorganet formen av et sylindrisk stempel som er forskyvbart i et avtettet forhold til sitt kammers vegger. In another main aspect of the invention, at least part of the drive member has the form of a cylindrical piston which is displaceable in a sealed relationship to the walls of its chamber.
En ende av stemplet danner en av flatene som begrenser trykk-kammeret. Denne ende har en langstrakt, portforsynt stang som strekker seg aksialt inn i styrekammeret og omfatter innløps-(og/eller utløps-) porten(e) som munner radialt i kammeret fra en eller flere indre passasjer. Denne stang med sine porter beveges med stemplet som respons på ytre kraftvariasjoner i et delvis avtettet forhold til styreelementet for variabel innbyrdes innsnevering av passasjene. One end of the piston forms one of the faces that limit the pressure chamber. This end has an elongated, port-provided rod which extends axially into the control chamber and comprises the inlet (and/or outlet) port(s) which open radially into the chamber from one or more internal passages. This rod with its ports moves with the piston in response to external force variations in a partially sealed relationship to the control element for variable mutual narrowing of the passages.
Den portforsynte stang kan være utført i ett med, men er fortrinnsvis festet til drivorganet på en slik måte at den er litt radialt bevegelig i forhold til det. Dette hindrer fast-kjøring eller sterk friksjon i den type anordning hvor alle klaringer er redusert til et minimum, toleranser er meget små, og/eller nøyaktig oppretting av alle glideflater på line med hverandre er ytterst vanskelig å oppnå. Festemetoden er videre slik at den portforsynte stang har en høytrykksflate som vender i én retning og har halvparten av arealet av en styretrykkflate som vender i den andre retning, slik at stangen er i et trykkbalansert forhold. The gate-provided rod can be made in one with, but is preferably attached to the drive member in such a way that it is slightly radially movable in relation to it. This prevents jamming or strong friction in the type of device where all clearances are reduced to a minimum, tolerances are very small, and/or exact alignment of all sliding surfaces in line with each other is extremely difficult to achieve. The attachment method is further such that the gate-equipped rod has a high-pressure surface that faces in one direction and has half the area of a control pressure surface that faces in the other direction, so that the rod is in a pressure-balanced relationship.
For oppnåelse av radial trykkutlikning på styreelementet ifølge oppfinnelsen, er portene spor i omkretsretning i side-flaten det portutstyrte element, og styreelementet er en hylse som omgir det portutstyrte element med sin innerflate i det i det minste delvis avtettet forhold med elementets øvrige overflate. To achieve radial pressure equalization on the control element according to the invention, the ports are grooves in the circumferential direction in the side surface of the port-equipped element, and the control element is a sleeve that surrounds the port-equipped element with its inner surface in the at least partially sealed relationship with the other surface of the element.
Hylsens ende kan være åpen eller begrense en port i det portutstyrte element eller det kan anordnes et spor i dets innerflate i kommunikasjon med ytterflaten for å begrense en av portene i forhold til de øvrige og forbinde det resulterende trykk i sporet med styretrykkammeret når de to beveges i forhold til hverandre. The end of the sleeve may be open or restrict a port in the ported element or a groove may be provided in its inner surface in communication with the outer surface to restrict one of the ports relative to the others and to connect the resulting pressure in the groove to the control pressure chamber when the two are moved in relation to each other.
Det antas at kombinasjonen av en hylse som omgir det portutstyrte element i en fluidumtrykk servomekanisme i seg selv er ny, har bedrede driftsegenskaper og er en oppfinnelse uansett hvordan den anbringes i trykkammeret. Det kan således benyttes konvensjonelle organer som forløper til husets utside for justering av hylsens stilling i kammeret. Slike konvensjonelle organer omfatter en skyve/trekkstang, et strekkorgan, tannstang med tannhjul eller en gjengeinngrep mellom hylsen og dens hus, hvor styretrykkammerets hus er dreibart i forhold til drivorganets hus. It is believed that the combination of a sleeve surrounding the ported element in a fluid pressure servo mechanism is in itself novel, has improved operating characteristics and is an invention regardless of how it is placed in the pressure chamber. Conventional devices can thus be used which extend to the outside of the housing for adjusting the position of the sleeve in the chamber. Such conventional means include a push/pull rod, a tension member, toothed rack with gears or a threaded engagement between the sleeve and its housing, where the housing of the control pressure chamber is rotatable in relation to the housing of the drive member.
I et noe snevrere, men viktig aspekt av oppfinnelsen er det således tilveiebrakt en fluidumtrykk-servomekanisme, hvor styreelementet er en hylse som omgir en portutstyrt stang snarere enn en spole med spor som er bevegelig i tettet forhold til drivorganet eller huset av kjent type. Hylsen beveges på valgfri måte, f.eks. av et magnetfelt eller en utvendig mekanisk forbindelse. In a somewhat narrower but important aspect of the invention, a fluid pressure servomechanism is thus provided, where the control element is a sleeve that surrounds a gate-equipped rod rather than a coil with a groove that is movable in close relation to the drive member or housing of a known type. The sleeve is moved in any way, e.g. of a magnetic field or an external mechanical connection.
Det portforsynte element ifølge oppfinnelsen har forholdsvis liten diameter (f.eks. 6,35 mm) i forhold til diameteren av det tilordnede stempel. Ved samme klaring mellom hylsen og det portutstyrte element blir nullekkasjen redusert og betydelig mindre enn ved hittil kjente servomotorer hvor det benyttes en spole eller sylinder til styreelement, og hvor diameteren av portene nødvendigvis måtte bli mye større og dermed ved en gitt klaring hadde langt større areal for null lekkasje. The port-equipped element according to the invention has a relatively small diameter (e.g. 6.35 mm) in relation to the diameter of the associated piston. With the same clearance between the sleeve and the gate-equipped element, the zero leakage is reduced and significantly smaller than with previously known servomotors where a coil or cylinder is used as a control element, and where the diameter of the gates necessarily had to be much larger and thus with a given clearance had a much larger area for zero leakage.
Under drift og i begge tilfelle vil drivorganet bevege sin passasje eller port i forhold til styreelementet, uan sett dets stilling, slik at trykkene i trykkammeret som ut-øver en kraft på drivorganet vil svare nøyaktig til hverandre også når utvendige krefter utøves. Hvis de andre, f.eks. utvendige krefter økes eller reduseres, vil drivorganet og dets passasje beveges i forhold til styreelementet for åpning henholdsvis lukking av de to passasjer. Trykket i trykkammeret vil automatisk endres for kompensasjon av slike endringer i de ytre krefter. Forsåvidt som trykkendringen mellom trykk-kammeret og passajen som påvirkes av styreelementet kan variere innen forholdsvis vide grenser med ytterst små relativbevegelser, er resultatet at store variasjoner i ytre krefter på drivorganet vil føre til store variasjoner i kammertrykket ved ekstremt små relativbevegelser av de to delene. During operation and in both cases, the drive member will move its passage or gate in relation to the control element, regardless of its position, so that the pressures in the pressure chamber which exert a force on the drive member will correspond exactly to each other even when external forces are exerted. If the others, e.g. external forces are increased or decreased, the drive member and its passage will move in relation to the control element for opening and closing the two passages. The pressure in the pressure chamber will automatically change to compensate for such changes in the external forces. Insofar as the pressure change between the pressure chamber and the passage affected by the control element can vary within relatively wide limits with extremely small relative movements, the result is that large variations in external forces on the drive element will lead to large variations in the chamber pressure with extremely small relative movements of the two parts.
Dersom styreorganet deretter beveges til en ny stillingIf the governing body is subsequently moved to a new position
i kammeret, vil drivorganet raskt beveges for å gjenopprette balansen mellom de ytre krefter og kammertrykkene på organet. in the chamber, the drive member will quickly move to restore the balance between the external forces and the chamber pressures on the member.
I realiteten følger drivorganet nøyaktig styreorganet når dette beveges i forhold til huset. In reality, the drive member exactly follows the control member when this is moved in relation to the housing.
Ifølge oppfinnelsen kan styreelementet og passasjen anordnes slik at relativ bevegelse medfører at en av passasjene åpnes eller lukkes uavhengig av de andre, eller utløps-passasjen kan begrenses i forhold til innløpspassasjen og styreelementet åpner eller lukker bare innløpspassasjen eller styreelementet åpner en passasje mens det lukker den andre. I sistnevnte situasjon kan drivorganet beveges like raskt i en av retningene.I de to tidligere situasjoner kan drivorganet beveges raskere i en retning enn i den andre. According to the invention, the control element and the passage can be arranged so that relative movement means that one of the passages opens or closes independently of the others, or the outlet passage can be limited in relation to the inlet passage and the control element only opens or closes the inlet passage or the control element opens a passage while closing it second. In the latter situation, the drive member can be moved equally quickly in one of the directions. In the two former situations, the drive member can be moved faster in one direction than in the other.
I begge tilfelle vil ifølge oppfinnelsen porten for passasjen som styres av styreelementet åpne i en retning perpendikulært på styreelementets bevegelsesretning, slik at styreelementet til enhver tid befinner seg i en trykkutliknet situasjon, ikke bare i retninger parallelt med dets bevegelseslinje, men også i retninger perpendikulært på dets bevegelseslinje. Dette oppnås ved at den styrte port er åpen i minst to motstående retninger, perpendikulært på styreelementets bevegelseslinje. In both cases, according to the invention, the gate for the passage controlled by the control element will open in a direction perpendicular to the direction of movement of the control element, so that the control element is at all times in a pressure equalized situation, not only in directions parallel to its line of movement, but also in directions perpendicular to its line of motion. This is achieved by the controlled gate being open in at least two opposite directions, perpendicular to the control element's line of motion.
Bortsett fra tyngdekraft, friksjon og/eller forspenningsfjær er styreelementet således i en flytende tilstand i kammeret og kan dermed lett beveges med minimal friksjon av et hvilket som helst utvendig styrt organ. Apart from gravity, friction and/or bias spring, the control element is thus in a fluid state in the chamber and can thus be easily moved with minimal friction by any externally controlled body.
Drivorganets bevegelse kan hensiktsmessig utnyttes for å utøve en mekanisk kraft mot en gjenstand eller styre en ventil, betjene en bryter, styre en annen fluidumtrykkanordning, som en pumpe eller motor, forspenne fjæren for en annen mekanisk anordning og/eller betjene en pumpe. The movement of the drive member can be suitably utilized to exert a mechanical force against an object or control a valve, operate a switch, control another fluid pressure device, such as a pump or motor, bias the spring for another mechanical device and/or operate a pump.
Ved ytterligere et hovedaspekt av oppfinnelsen er det anordnet organer for forspenning av stemplet mot styrekammeret i form av et stempel av differensialarealtypen, hvor dets ende som vender bort fra styrekammeret begrenser en flate inklusive en første flate som er utsatt for lavtrykk og en andre flate med mindre areal (fortrinnsvis det halve) enn det areal som vender mot styrekammeret, utsatt for høyt trykk. Stemplet vil bevege seg i den ene eller den andre retning bestemt av forskjellene i trykkreftene som skapes av de forskjellige trykk på hver ende av stemplet som påvirker forskjellige arealer. Når mikroskopiske endringer i begrensningen av en port i forhold til den andre fremkaller store endringer i trykkfallet gjennom begrensningen, resulterer ytterst nøyaktig innstilling av stemplet i forhold til styreorganet. In a further main aspect of the invention, means are arranged for biasing the piston against the control chamber in the form of a piston of the differential area type, where its end facing away from the control chamber limits a surface including a first surface which is exposed to low pressure and a second surface with less area (preferably half) than the area facing the control chamber, exposed to high pressure. The piston will move in one direction or the other determined by the differences in the pressure forces created by the different pressures on each end of the piston affecting different areas. When microscopic changes in the restriction of one port relative to the other cause large changes in the pressure drop through the restriction, extremely accurate adjustment of the piston relative to the control means results.
Ved et annet aspekt av oppfinnelsen er utløpspassasjen permanent begrenset i forhold til innløpspassasjen med et forhold i overkant av 1000:1, og ventilelementet begrenser ut-løpsporten for innløpspassasjen slik at stemplet beveger ut-løpsporten i forhold til styreelementet til et sted hvor strømningen gjennom begrensningen nøyaktig svarer til strøm-ningen gjennom den begrensede utløpspassasje. In another aspect of the invention, the outlet passage is permanently restricted relative to the inlet passage by a ratio in excess of 1000:1, and the valve element restricts the outlet port of the inlet passage such that the piston moves the outlet port relative to the control element to a location where the flow through the restriction exactly corresponds to the flow through the restricted outlet passage.
Ved et annet aspekt av oppfinnelsen består den innsnevrede utløpspassajse av et flertall omkretsspor i den sylindriske flate av stemplet og ett enkelt langsgående spor fra styretrykkflaten til lavtrykksflaten fra et flertall skarpkantede åpninger mellom kammeret og lavtrykket. Trykkfallet gjennom hver åpning er generelt viskositetsufølsomt og strømningen er proporsjonal med kvadratroten av trykkdifferensialet. Ved bruk av et flertall slike åpninger kan det langsgående spor være bredere for samme volum av fluidumstrømningen, og dermed er det mindre fare for at det skal bli tilstoppet av medfølg-ende smusspartikler i fluidumet. På denne måten kan det oppnås ytterst lave strømningshastigheter med en forholdsvis bred langsgående passasje og fremstillingen av et flertall åpninger blir sterkt forenklet. In another aspect of the invention, the narrowed outlet passage consists of a plurality of circumferential grooves in the cylindrical surface of the piston and a single longitudinal groove from the control pressure surface to the low pressure surface from a plurality of sharp-edged openings between the chamber and the low pressure. The pressure drop through each orifice is generally viscosity insensitive and the flow is proportional to the square root of the pressure differential. By using a plurality of such openings, the longitudinal track can be wider for the same volume of fluid flow, and thus there is less danger of it being clogged by accompanying dirt particles in the fluid. In this way, extremely low flow rates can be achieved with a relatively wide longitudinal passage and the production of a plurality of openings is greatly simplified.
Huset for styretrykkammeret består av to (eller flere) partier med innbyrdes avstand av magnetisk permeabelt materiale og mellomliggende parti(er) av magnetisk ikke-permeabelt materiale, hvor de magnetisk permeable partier danner magnet-polene for en (eller flere) elektrisk spole eller solenoid som omgir de(t) magnetisk ikke-permeable parti(er) . En hylse av magnetisk permeabelt materiale omgir spolen og ender butt-i-butt med partiene i innbyrdes avstand for dannelse av en lukket fluksbane bortsett fra de mellomliggende partier, hvor banen delvis fullføres av det magnetisk permeable styreelement som er anbrakt i kammeret. The housing for the control pressure chamber consists of two (or more) spaced parts of magnetically permeable material and intermediate part(s) of magnetically non-permeable material, where the magnetically permeable parts form the magnet poles for one (or more) electric coil or solenoid which surrounds the magnetically non-permeable part(s). A sleeve of magnetically permeable material surrounds the coil and ends butt-in-butt with the spaced portions to form a closed flux path except for the intermediate portions, where the path is partially completed by the magnetically permeable control element located in the chamber.
Dersom det bare benyttes en spole, er den magnetiske polaritet av spolen ikke viktig. Benyttes to spoler er de elektriske forbindelser til spolene slik at de nærliggende ender av de to spolene har samme magnetiske polaritet. If only one coil is used, the magnetic polarity of the coil is not important. If two coils are used, the electrical connections to the coils are such that the adjacent ends of the two coils have the same magnetic polarity.
Ifølge oppfinnelsen er innløpet til trykkammerets inn-løpspassasje anbrakt nær basis av en skål av magnetisert materiale, slik at fluidet som strømmer inn i innløpet beveges gjennom en snodd bane forbi skålen og eventuelt suspenderte partikler i fluidet tiltrekkes av skålen og hindres fra å passere inn i trykkammeret. Skålens kanter danner fortrinnsvis et ventilsete og strømningen inn i skålen er nær ved og i retning av setet, slik at eventuelt oppfangede partikler vil befinne seg nær setet og spyles bort når ventilen åpnes. According to the invention, the inlet to the pressure chamber's inlet passage is placed near the base of a bowl of magnetized material, so that the fluid flowing into the inlet is moved through a tortuous path past the bowl and any suspended particles in the fluid are attracted by the bowl and prevented from passing into the pressure chamber. The bowl's edges preferably form a valve seat and the flow into the bowl is close to and in the direction of the seat, so that any particles that are collected will be close to the seat and flushed away when the valve is opened.
Ifølge oppfinnelsen er styreelementet en hylse som er forspent av en fjær (fortrinnsvis spiralfjær) mot en første stilling nær et magnetisk permeabelt parti når spolen ikke er magnetisert og trekkes mot fjærens forspenning forbi et magnetisk ikke-permeabelt parti mot et annet magnetisk permeabelt parti når spolen er magnetisert, hvor forkanten av hylsen smalner av for å begrense det minste magnetiske luftgap når styreelementet nærmer seg det andre magnetisk permeable particog opprette en generelt konstant kraftfortrengningskurve på hylsen ved en gitt spole magnetiseringsstrøm over bevegel-sesområdet. Ettersom en spiralfjær har en hellende kraftfortrengningskurve , vil de to kurvene skjære hverandre i et bestemt punkt, slik at den faktiske fortrengning av hylsen mot fjærens forspenning blir sterkt følsom overfor variasjoner i magnetiseringsstrømmen. According to the invention, the control element is a sleeve that is biased by a spring (preferably a coil spring) towards a first position near a magnetically permeable part when the coil is not magnetized and is pulled against the spring's bias past a magnetically non-permeable part towards another magnetically permeable part when the coil is magnetized, where the leading edge of the sleeve tapers to limit the smallest magnetic air gap as the control element approaches the second magnetically permeable partic and creates a generally constant force displacement curve on the sleeve at a given coil magnetizing current over the range of motion. As a coil spring has a sloping force-displacement curve, the two curves will intersect at a certain point, so that the actual displacement of the sleeve against the spring bias becomes highly sensitive to variations in the magnetizing current.
Styreelementet har ifølge oppfinnelsen en ytre diameter som gir en fastsatt minsteklaring mot de magnetisk permeable vegger av styretrykkammeret, og ytterflaten av styreelementet har et lag eller belegg av magnetisk ikke-permeabelt materiale med en tykkelse som i det minste utgjør det dobbelte av minsteklaringen, slik at selv om eksentriske magnetkrefter trekker styreelementet radialt, vil forholdet mellom det maksimale magnetiske luftgrep og minste luftgap mellom den ytre magnetisk permeable flate av styreelementet vanligvis være mindre enn 2:1. According to the invention, the control element has an outer diameter that provides a fixed minimum clearance against the magnetically permeable walls of the control pressure chamber, and the outer surface of the control element has a layer or coating of magnetically non-permeable material with a thickness that is at least twice the minimum clearance, so that even if eccentric magnetic forces pull the control element radially, the ratio between the maximum magnetic air grip and the minimum air gap between the outer magnetically permeable surface of the control element will usually be less than 2:1.
Det er kjent at tiltrekningskreftene stiger asyptotisk til et maksimum ved null når det magnetiske luftgap nærmer seg null. Ved å holde forholdet for luftgapet over 2:1 begrenses de uheldige virkninger av et luftgap på null. Dermed kan styretrykkammerets vegger virke slik at de fysisk styrer styreelementet uten utvikling av for sterke sidekrefter og statisk friksjon som alltid er høyere enn bevegelig friksjon ved de samme trykkrefter mellom delene. Ifølge oppfinnelsen er laget av magnetisk ikke-permeabelt materiale på ytterflaten av styreelementet Teflon eller et tilsvarende materiale. It is known that the attractive forces rise asymptotically to a maximum at zero as the magnetic air gap approaches zero. By keeping the air gap ratio above 2:1, the adverse effects of an air gap of zero are limited. Thus, the walls of the control pressure chamber can act in such a way that they physically control the control element without the development of too strong side forces and static friction which is always higher than moving friction with the same pressure forces between the parts. According to the invention, the outer surface of the control element is made of magnetically non-permeable material Teflon or a similar material.
I en hydraulisk strømningsstyreventil har stempelenden på motsatt side av trykkammeret ifølge oppfinnelsen, et avsmalnende ventilsete som får kontakt med en flate som mottar høyt trykk gjennom ventilsetearealet, og en solenoidspole som omfatter mangfoldige omganger av elektrisk tråd, er anordnet for å bevege styreelementet til stillinger, hvor ventilen åpnes for styrte mengder i kombinasjon med organer for å holde solenoidspolen ved i det vesentlige samme temperatur som det hydrauliske fluidum. Dette fører til en temperaturkompensert strømningsstyreventil. Slike anordninger kan omfatte varmeisolasjon eller et innelukket luftrom som omgir spolen. In a hydraulic flow control valve, the piston end opposite the pressure chamber of the invention has a tapered valve seat which contacts a surface which receives high pressure through the valve seat area, and a solenoid coil comprising multiple turns of electrical wire is arranged to move the control element to positions, wherein the valve is opened to controlled amounts in combination with means to maintain the solenoid coil at substantially the same temperature as the hydraulic fluid. This leads to a temperature compensated flow control valve. Such devices may include thermal insulation or an enclosed air space surrounding the coil.
Ved en gitt åpning av ventilen, vil gjennomstrømnings-volumet således øke etterhvert som fluidet får økt temperatur og dets viskositet avtar. Ved en gitt eller fast magneti-seringsspenning på spolen vil dens motstand og dermed strømmen som passerer gjennom den samtidig avta med temperaturøkning, slik at styreelementet beveges en kortere strekning og ventilen således åpnes mindre, men opprettholder samme gjennom-strømningsvolum på grunn av oljens lavere viskositet. Ved hensiktsmessig tilmåling av spolens motstand ved omgivelses-temperatur eller bruk av trådmateriale som har en passende temperaturkoeffisient for motstanden, kan det oppnås så å si fullstendig temperaturkompensasjon for ventilen, især ved små ventilåpninger, hvor problemet i forbindelse med strømnings-temperaturvariasjoner er mest iøyenfallende. At a given opening of the valve, the flow-through volume will thus increase as the fluid's temperature increases and its viscosity decreases. At a given or fixed magnetizing voltage on the coil, its resistance and thus the current passing through it will simultaneously decrease with an increase in temperature, so that the control element is moved a shorter distance and the valve thus opens less, but maintains the same flow-through volume due to the oil's lower viscosity . By suitably measuring the resistance of the coil at ambient temperature or using wire material that has a suitable temperature coefficient for the resistance, complete temperature compensation for the valve can be achieved, so to speak, especially with small valve openings, where the problem in connection with flow temperature variations is most conspicuous.
Ifølge oppfinnelsen er strømningsstyreventilens avsmalnende nese videre konkav for å opprette en avtagende variasjon i ventilåpningen overfor økende lineær fortrengning av den flate som får kontakt med ventilsetet,bort fra dette sete. Graden av konkavitet er proporsjonal med kjente lekkasjer i en fluidummotor til hvilken fluidum ledes som kompensasjon for lekkasjene. Slike lekkasjer har stor virkning på motoren ved lave fluidumstrømningshastigheter og lave rotasjonshastig-heter. Den nøyaktige verdi av konkaviteten må utformes i forhold til motorens lekkasjekarakteristikk. According to the invention, the tapered nose of the flow control valve is further concave to create a decreasing variation in the valve opening in the face of increasing linear displacement of the surface that contacts the valve seat, away from this seat. The degree of concavity is proportional to known leaks in a fluid engine to which fluid is directed as compensation for the leaks. Such leaks have a major effect on the engine at low fluid flow rates and low rotational speeds. The exact value of the concavity must be designed in relation to the engine's leakage characteristics.
I en trykkutlikningsventil er det videre ifølge oppfinnelsen, anordnet et ventilstempel med en ventilsetekontakt-flate som er tilpasset for å utsettes for høyt trykk gjennom ventilsetearealet. Ventilstemplet er variabelt forspent mot ventilens lukkede stilling ved variabel sammentrykning av en fjær mellom ventilstemplet og det styretrykkbetjente stempel som resultat av passende plassering av styreelementet. Furthermore, according to the invention, in a pressure equalization valve, a valve piston is arranged with a valve seat contact surface which is adapted to be exposed to high pressure through the valve seat area. The valve piston is variably biased towards the valve's closed position by variable compression of a spring between the valve piston and the control pressure operated piston as a result of suitable positioning of the control element.
Ifølge oppfinnelsen har ventilstemplet for en trykkutlikningsventil en stang med mindre diameter enn ventilsetets diameter med en pakning i ytterflaten i forskyvbart, avtettet forhold til en tilpasset sylinder i styretrykkammerstemplet. Friksjonen av en slik pakning som trykkes sammen mot ventilsetet av det høye trykk den tetter mot, blir således redusert når ventilstemplet lukker, slik at ventilens hysteresekurve reduseres. According to the invention, the valve piston for a pressure equalization valve has a rod with a smaller diameter than the diameter of the valve seat with a gasket on the outer surface in displaceable, sealed relation to a suitable cylinder in the control pressure chamber piston. The friction of such a gasket, which is pressed against the valve seat by the high pressure it seals against, is thus reduced when the valve piston closes, so that the valve's hysteresis curve is reduced.
I en retningsstyreventil er drivorganet ifølge oppfinnelsen tilordnet en ende av styresleiden, hvor styresleiden har et stempel i motsatt ende som utsettes for innløpstrykket og en innvendig passasje som mater det høye innløpstrykk til stempeltrykkammeret og drivorganets styretrykkammer. In a directional control valve, the drive element according to the invention is assigned to one end of the guide slide, where the guide slide has a piston at the opposite end which is exposed to the inlet pressure and an internal passage that feeds the high inlet pressure to the piston pressure chamber and the drive element's control pressure chamber.
Ved en slik anordning kan sleidventilen lett beveges fra en nøytral eller midtstilling til en av sine øvrige stillinger uten at et mekanisk organ strekker seg gjennom sidene av sleid-ventilhuset, enten med eller uten trykktetninger. With such a device, the slide valve can easily be moved from a neutral or middle position to one of its other positions without a mechanical organ extending through the sides of the slide valve housing, either with or without pressure seals.
Ifølge oppfinnelsen er den flate for denne trykkutlikn-ningsventil som får kontrakt med ventilsetet videre buet og ventilsetet er konisk, slik at det oppstår en jevn fluidum-strømning når flaten beveges bort fra ventilsetet. According to the invention, the surface of this pressure equalization valve, which contracts with the valve seat, is further curved and the valve seat is conical, so that a uniform fluid flow occurs when the surface is moved away from the valve seat.
Ifølge oppfinnelsen betjener utgangsorganet et stempelAccording to the invention, the output means operates a piston
i et kammer som har mindre diameter enn utgangsorganets kammer, hvilket stempel deretter virker som en trykkforsterker for an-ordningens utløsningstrykk. in a chamber that has a smaller diameter than the output member's chamber, which piston then acts as a pressure booster for the device's release pressure.
Fluidumtrykkbetjente servomekanismer er selvsagt velkjente, men såvidt vites har styreelementet alltid hatt formen av en spole med spor som er bevegelig i forhold til innløps- og utløpsporter i husets vegger, og hvor spolen har en drivaksel som er utført i ett med spolen og strekker seg gjennom huset til et sted hvor utvendige styrekrefter kan utøves mot akselen. Fluid pressure-operated servo mechanisms are of course well known, but as far as is known, the control element has always had the form of a coil with grooves that are movable in relation to inlet and outlet ports in the walls of the house, and where the coil has a drive shaft that is made in one with the coil and extends through the housing to a location where external steering forces can be exerted against the axle.
Det er nå, ifølge oppfinnelsen, tilveiebrakt en fluidum-trykkbetjent servomekanisme hvor styreelementet er fullstendig opptatt i og trykksvevende i et styretrykkammer og kan forskyves i kammeret ved hjelp av et magnetfelt, uten å ha en utvendig mekanisk forbindelse. It is now, according to the invention, provided a fluid pressure-operated servo mechanism where the control element is completely occupied in and pressure suspended in a control pressure chamber and can be displaced in the chamber by means of a magnetic field, without having an external mechanical connection.
"Høytrykk" er i foreliggende tekst benyttet om ethvert fluidumtrykk som er høyere enn atmosfæretrykk, opp til og over 120 bar, som kan forekomme i ledningene fra en trykkilde "High pressure" in this text is used for any fluid pressure that is higher than atmospheric pressure, up to and above 120 bar, which may occur in the lines from a pressure source
til en anordning som representerer oppfinnelsen.to a device representing the invention.
"Lavtrykk" betyr ethvert trykk under høytrykk, inklusive atmosfæretrykk, som kan forekomme i en ledning fra anordningen, f.eks. til en sump eller til trykkdrevet utstyr som innretningen ifølge oppfinnelsen styrer. "Low pressure" means any pressure below high pressure, including atmospheric pressure, which may occur in a line from the device, e.g. to a sump or to pressure-driven equipment that the device according to the invention controls.
"Styrekammertrykk" betyr ethvert trykk mellom høytrykk"Control chamber pressure" means any pressure between high pressure
og lavtrykk som kan forekomme i styretrykkammeret og danner kraften på stemplet som utfører innretningens utgangsarbeid. and low pressure that can occur in the control pressure chamber and forms the force on the piston that performs the device's output work.
"Forholdsvis uhindret passasje" betyr en passasje med"Relatively unobstructed passage" means a passage with
et tverrsnittsareal gjennom hvilket fluidum under trykk kan strømme fritt, f.eks. ved et trykkdifferensial på 140.614 kp/ cm 2 ved en hastighet på minst 3,8 l/min. Bortsett fra dette vil endog en forholdsvis begrenset passasje begrense fluidum-strømningen i overensstemmelse med kjente prinsipper og formler. a cross-sectional area through which fluid under pressure can flow freely, e.g. at a pressure differential of 140,614 kp/cm 2 at a speed of at least 3.8 l/min. Apart from this, even a relatively limited passage will limit the fluid flow in accordance with known principles and formulas.
"Forholdsvis begrenset passasje" betyr en passasje med et tverrsnittsareal (eller en åpning eller flere åpninger i en uhindret passasje) som er lite nok til at den frie gjennom-strømning av fluidum hemmes. Normalt vil begrensningen være slik at strømningen ved et trykkdifferensial på 140,614 kp/ "Relatively restricted passage" means a passage with a cross-sectional area (or an opening or openings in an unobstructed passage) that is small enough that the free flow through of fluid is inhibited. Normally, the limitation will be such that the flow at a pressure differential of 140.614 kp/
cm 2 vil ligge mellom 4,1 og 819 cm 3/min. skjønt den kan være større. cm 2 will lie between 4.1 and 819 cm 3/min. although it may be larger.
Graden av begrensning av den begrensede passasje vil styre hastigheten av stemplets tilbakevenden til en tilbaketrukket stilling og kan variere over videre grenser enn de som er angitt sålenge den alltid er mer enn begrensningsverdien i den relativt uhindrede passasje når styreelementet har maksi-mal åpning av den uhindrede passasjes, utløpsport til trykkammeret. The degree of restriction of the restricted passage will control the rate of return of the piston to a retracted position and may vary over wider limits than those indicated as long as it is always more than the restriction value in the relatively unobstructed passage when the control element has maximum opening of the unobstructed passage, outlet port to the pressure chamber.
Under drift begrenser styreelementet selvsagt utløpet av en passasje i forhold til den andre for å fremkalle et trykk i styretrykkammeret, slik at gjennomstrømningshastigheten blir nøyaktig lik i begge passasjer. Når styreelementet beveges i forhold til en passasje når stemplet beveges i forhold til huset og styreelementet kan beveges til faste stillinger i kammeret, vil det sees at stemplet til enhver tid beveger seg i forhold til styreelementets stilling slik at disse strøm-ningsbetingelser foreligger. During operation, the control element naturally limits the outlet of one passage in relation to the other to induce a pressure in the control pressure chamber, so that the flow rate is exactly the same in both passages. When the control element is moved in relation to a passage when the piston is moved in relation to the housing and the control element can be moved to fixed positions in the chamber, it will be seen that the piston at all times moves in relation to the position of the control element so that these flow conditions exist.
Hvis utløpsåpningen og styreelementet har skarpe, dvs. rettvinklede., motstående hjørner som danner begrensningen, vil det bare være en nøyaktig avstand mellom hjørnene som gir nøy-aktig like strømningshastigheter. Stemplet og dets tilordnede utløpsport vil nøyaktig følge styreelementet som befinner seg i en fullstendig utbalansert stilling forsåvidt angår både radiale og aksiale trykkrefter mot det, og som er beveget til en stilling hvor de magnetiske og forspenningsfjærkreftene er utliknet. Redusert følsomhet kan oppnås ved avrunding av hjørnene eller ved å la tetningsflåtene nær hjørnene smalne av. If the outlet opening and the control element have sharp, i.e., right-angled, opposing corners forming the restriction, there will only be an exact distance between the corners that gives exactly equal flow rates. The piston and its associated outlet port will precisely follow the control element which is in a fully balanced position as far as both radial and axial thrust forces against it are concerned, and which has been moved to a position where the magnetic and bias spring forces are balanced. Reduced sensitivity can be achieved by rounding the corners or by allowing the sealing rafts near the corners to taper.
"Magnetisk permeabelt materiale" betyr et materiale som har større magnetisk permeabilitet enn luft, dvs. større enn 1. Slike materialer er vanligvis legeringer av jern, f.eks. stål og noen av de rustfrie ståltypene. De kan ha en permeabilitet på 150-20.000 eller mer. Slike materialer tiltrekkes av et magnetfelt. "Magnetically permeable material" means a material which has a greater magnetic permeability than air, i.e. greater than 1. Such materials are usually alloys of iron, e.g. steel and some of the stainless steel types. They can have a permeability of 150-20,000 or more. Such materials are attracted by a magnetic field.
"Magnetisk ikke-permeabelt materiale" betyr et materiale som har samme magnetiske permeabilitet som luft og omfatter noen rustfrie ståltyper, aluminium, kobber, plast, hydraulisk fluidum og liknende. Slike materialer er upåvirket av nærværet av en magnetfluks. "Magnetic non-permeable material" means a material that has the same magnetic permeability as air and includes some stainless steel types, aluminum, copper, plastic, hydraulic fluid and the like. Such materials are unaffected by the presence of a magnetic flux.
"Magnetisk luftgap" betyr et gap i en magnetisk krets eller sløyfe som er fylt med et magnetisk ikke-permeabelt materiale. "Magnetic air gap" means a gap in a magnetic circuit or loop that is filled with a magnetically non-permeable material.
"Styreelement" betyr i foreliggende tekst et organ eller et sett av organer som er i stand til forholdsvis begrensning, f.eks. åpning eller lukking, av kommunikasjonen mellom en passasje til kammeret i forhold til den andre. Bortsett fra i korte øyeblikk vil kommunikasjonen mellom passasjene aldri lukkes eller åpnes helt. "Control element" in the present text means an organ or a set of organs which are capable of relative restriction, e.g. opening or closing, of the communication between one passage to the chamber in relation to the other. Except for brief moments, the communication between the passages will never close or open completely.
"Drivorgan" betyr et stempel, en skive, en membran eller et annet mekanisk organ som beveges i sin helhet eller delvis som respons på styrekammer-trykkvariasjoner mot det. "Actuator" means a piston, disc, diaphragm or other mechanical member which moves in whole or in part in response to control chamber pressure variations against it.
"Magnetisk følsomt materiale" betyr enten et magnetisk permeabelt materiale eller et magnetisk ikke-permeabelt materiale som kan magnetiseres permanent, som barium- eller strontiumferritter og liknende, som har en magnetisk permea- "Magnetically sensitive material" means either a magnetically permeable material or a magnetically non-permeable material that can be permanently magnetized, such as barium or strontium ferrites and the like, which has a magnetic permea-
bilitet på ca. 1, men kan magnetiseres og i magnetisert tilstand vil tiltrekkes eller frastøtes av et magnetfelt eller et elektrisk ledende organ i nærvær av et beveget, f.eks. multifase-magnetfelt. Det er viktig at styreelementet i det minste påvirkes av et magnetfelt. bility of approx. 1, but can be magnetized and in the magnetized state will be attracted or repelled by a magnetic field or an electrically conducting body in the presence of a moving, e.g. multiphase magnetic field. It is important that the control element is at least affected by a magnetic field.
"Fullstendig opptatt i kammeret" betyr at ingen del av styreelementet eller noe som er fast forbundet med dette for-løper gjennom en trykkammervegg for å utsette for forskjellig trykkpåvirkning. Elementet er således allsidig utsatt for trykk i styrekammeret og flyter i realiteten i fluidumet. "Completely occupied in the chamber" means that no part of the control element or anything firmly connected to it extends through a pressure chamber wall to expose it to different pressure influences. The element is thus exposed to pressure in the control chamber on all sides and actually floats in the fluid.
"Trykkventiler" omfatter alle fluidumventiler hvor kraft benyttes for å bestemme et trykk. Vanligvis utøves kraften av en fjær. Disse omfatter avlastningsventiler, sekvensven-tiler, trykkreduksjonsventiler, utlikningsventiler og over-senterventiler. En spesiell utførelse av denne ventiltype er en strømningsdelingsventil som styrer strømning, men gjør dette ved å registrere trykkfall gjennom en åpning og reagerer via forspenningsfjærer. Skjønt den styrer strømning er dette egentlig en ventil av trykktypen. "Pressure valves" include all fluid valves where force is used to determine a pressure. Usually the force is exerted by a spring. These include relief valves, sequence valves, pressure reduction valves, balancing valves and over-center valves. A special embodiment of this type of valve is a flow dividing valve which controls flow, but does so by sensing pressure drop through an opening and reacts via bias springs. Although it controls flow, this is actually a pressure type valve.
"Retningsstyreventiler" omfatter toveis på-av ventiler, to-stiIlings-treveisventiler, to-stillings-fireveisventiler med ensidig fjærbelastning og tre-stillings-fireveisventiler. Alle disse ventiler kan ha målespoler eller ikke-målende spoler og kan lett utformes slik at en, ingen eller alle porter kan åpnes eller blokkeres i en gitt stilling. "Directional control valves" include two-way on-off valves, two-position three-way valves, two-position four-way valves with one-sided spring loading and three-position four-way valves. All these valves can have metering coils or non-metering coils and can be easily designed so that one, none or all ports can be opened or blocked in a given position.
Alle ovennevnte betegnelser er vanlig brukt innen fluidum-kraftindustrien idag. For korthets skyld vil bare en ventil av hver type bli beskrevet nedenfor, men fagfolk vil lett kunne tillempe oppfinnelsen på samtlige ovenfor angitte ventiler . All of the above designations are commonly used within the fluid power industry today. For the sake of brevity, only one valve of each type will be described below, but those skilled in the art will easily be able to apply the invention to all of the above-mentioned valves.
De mekanismer som her beskrives i forbindelse med driften av dem omfatter hovedsakelig bruk av et forholdsvis ukompri-merbart fluidum (olje). Fagfolk vil dog uten vanskelighet med mindre endringer kunne drive disse anordninger med et kompri-merbart medium (luft). The mechanisms described here in connection with their operation mainly include the use of a relatively incompressible fluid (oil). Professionals will, however, be able to operate these devices with a compressible medium (air) without difficulty with minor changes.
Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse er tilveie-bringelse av en ny og bedret fluidumtrykkaktivisert utløser-innretning som lett kan styres av et analogt elektrisk lav-effektsignal og hvor ingen del av de bevegelige deler av ut-løseren, bortsett fra utgangsakselen forløper gjennom til ut-løserhusets utside. The main purpose of the present invention is to provide a new and improved fluid pressure-activated release device which can be easily controlled by an analogue low-power signal and where no part of the moving parts of the release, apart from the output shaft, extends through to the release housing's exterior.
En slik innretning skal være enkelt konstruert og fremkalle en i det vesentlige lineær bevegelse av drivorganet i forhold til et analogt elektrisk styresignal. Such a device must be simply constructed and induce an essentially linear movement of the drive member in relation to an analogue electrical control signal.
Det skal videre tilveiebringes en ny og bedret elektrisk styrt fluidumtrykk-utløsningsinnretning hvor forholdet mellom utgangskraften og den elektriske styrekraft er forholdsvis høyt. Furthermore, a new and improved electrically controlled fluid pressure release device is to be provided where the ratio between the output force and the electrical control force is relatively high.
Det skal tilveiebringes en ny og bedret fluidumtrykk-utløsningsinnretning som ikke krever fluidumtrykkledninger fra utløseren til et fjernt styrepunkt. A new and improved fluid pressure release device is to be provided which does not require fluid pressure lines from the release to a remote control point.
Den nye og bedrede fluidumtrykk-utløsningsinnretning skal plassere utløserens drivelement nøyaktig ved en gitt elektrisk aktiviseringsstrøm. The new and improved fluid pressure release device must accurately position the release drive element at a given electrical actuation current.
Det skal tilveiebringes en ny og bedret fluidumtrykk-utløser som styres av et analogt elektrisk styresignal med minimal hysterese. A new and improved fluid pressure release is to be provided which is controlled by an analogue electrical control signal with minimal hysteresis.
Oppfinnelsen går ut på å tilveiebringe en ny og bedret servomotor av den type som er beskrevet, hvor det er redusert nullekkasje ved samme klaring mellom styreelementet og tilordnede deler. Det skal videre tilveiebringes en ny og bedret anordning av omtalte type hvor det portforsynte element er festet slik til stemplet at det ikke forårsakes fastkjøring i husene når klaringene er meget små. The invention is to provide a new and improved servomotor of the type described, where there is reduced zero leakage at the same clearance between the control element and associated parts. Furthermore, a new and improved device of the mentioned type must be provided where the gate-equipped element is attached to the piston in such a way that jamming is not caused in the housings when the clearances are very small.
Det skal tilveiebringes en ny og forbedret servomotor, hvor styreelementet har formen av en hylse som omgir et organ, der det foreligger en port som forbinder trykk med styretrykk-kammeret. A new and improved servo motor is to be provided, where the control element has the form of a sleeve that surrounds an organ, where there is a port that connects pressure with the control pressure chamber.
Den nye servomotor skal ha minimal hysterese.The new servo motor must have minimal hysteresis.
I den nye servomotor skal styreelementet kunne beveges til enhver stilling med utøvelse av minimal kraft mot det. In the new servo motor, the control element must be able to be moved to any position with the application of minimal force against it.
Den nye servomotors styreelement trenger ingen reguler-ingsaksel som er forskyvbar gjennom en avtettet åpning i huset. The new servomotor's control element does not need a regulating shaft which can be moved through a sealed opening in the housing.
Det skal tilveiebringes en ny og bedret elektrisk styrt servomotor, hvor motorens styreelement er fjærforspent på en slik måte i sitt styretrykkammer at det kreves en fin bevegelse av de elektriske styringer før elementet begynner å beveges. A new and improved electrically controlled servomotor is to be provided, where the motor's control element is spring biased in such a way in its control pressure chamber that a fine movement of the electric controls is required before the element starts to move.
Ifølge oppfinnelsen skal det tilveiebringes en elektrisk styrt fluidumstrømningsventil som muliggjør variabel styring av forholdsvis store fluidumvolumer med forholdsvis små mengder elektrisk kraft. According to the invention, an electrically controlled fluid flow valve is to be provided which enables variable control of relatively large fluid volumes with relatively small amounts of electrical power.
Oppfinnelsen går videre ut på å tilveiebringe en ny og bedret elektrisk styrt servomotor, hvor de elektriske styringer er anordnet slik at styreelementet presses mot sin sent-rerende eller nøytrale fjær av en kraft som er såvidt mindre enn fjærens opprinnelige forspenningskraft, slik at en følsom styring av innretningen oppnås. The invention further aims to provide a new and improved electrically controlled servomotor, where the electrical controls are arranged so that the control element is pressed against its centering or neutral spring by a force which is somewhat less than the spring's original biasing force, so that a sensitive control of the device is achieved.
Oppfinnelsen går ut på å tilveiebringe en ny og bedret fluidumtrykk-utløsningsinnretning med organer for oppfanging av magnetiske partikler som måtte bli ført med fluidet til styretrykkammeret. The invention is to provide a new and improved fluid pressure release device with means for capturing magnetic particles which have to be carried with the fluid to the control pressure chamber.
Det skal tilveiebringes en ny og bedret elektrisk styrt fluidumventil som lett kan installeres i en ledningsblokk for styring av gjennomstrømningen. A new and improved electrically controlled fluid valve is to be provided which can be easily installed in a conduit block to control the flow.
Ytterligere en hensikt med oppfinnelsen er tilveiebring-elsen av en måte å feste og trykkforsegle et portutstyrt element til dets drivstempel på, hvor elementet befinner seg i et trykkutliknet forhold og lett kan beveges i forhold til stemplet. A further purpose of the invention is the provision of a way to attach and pressure seal a gate-equipped element to its drive piston, where the element is in a pressure equalized relationship and can be easily moved in relation to the piston.
En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en ny og bedret fluidumtrykk-utløsningsinnretning, hvor pilot-styreelementet er fullstendig opptatt i et trykkammer og har utliknende fluidumtrykkrefter rettet mot seg, slik at det kun kreves en minimal kraft, magnetisk eller annen, for å bevege det fra en stilling til en annen. Another object of the invention is to provide a new and improved fluid pressure actuation device, where the pilot control element is completely enclosed in a pressure chamber and has equalizing fluid pressure forces directed against it, so that only a minimal force, magnetic or otherwise, is required to move that from one position to another.
Ifølge oppfinnelsen skal det tilveiebringes en ny og bedret servomotor som har redusert nullekkasje. According to the invention, a new and improved servo motor is to be provided which has reduced zero leakage.
Det skal videre tilveiebringes en ny og bedret fluidum-trykkutløsningsinnretning eller servomotor av omtalte type, hvor minst en av fluidumportene til styretrykkammeret befinner seg i siden av en stang med liten diameter og hvor styreelementet som åpner og lukker denne port er en hylse som omgir stangen tett. A new and improved fluid pressure release device or servo motor of the type mentioned must also be provided, where at least one of the fluid ports of the control pressure chamber is located in the side of a rod with a small diameter and where the control element that opens and closes this port is a sleeve that tightly surrounds the rod .
Det skal tilveiebringes en ny og bedret fluidumtrykk-utløst servomotor som er fysisk liten for en gitt kraftutgang og kan produseres økonomisk. A new and improved fluid pressure-triggered servo motor is to be provided which is physically small for a given power output and can be produced economically.
Det skal videre tilveiebringes en ny og forbedret servomotor som lett kan benyttes til styring av fluidumventiler, motorer og pumper. A new and improved servo motor will also be provided which can easily be used to control fluid valves, motors and pumps.
Oppfinnelsen går videre ut på å tilveiebringe en ny og bedret servomotor, hvor i det minste en av passasjene oppretter kommunikasjon mellom styrekammeret og utvendige trykk via og bevegelig med driftsorganet. The invention further aims at providing a new and improved servo motor, where at least one of the passages establishes communication between the control chamber and external pressure via and movable with the operating member.
Oppfinnelsen har til hensikt å tilveiebringe en fluidumtrykkaktivisert servomotor, hvor styreelementet blir flyttet ved fjernt anordnede, variable elektriske motstandsstyringer, hvor fjærforspenningen av styreelementet mot nøytral stilling er slik at følelsen av den manuelle drift av de elektriske styringer vil være lik følelsen av de tidligere kjente manuelle fluidumstyringer. The invention aims to provide a fluid pressure-activated servomotor, where the control element is moved by remotely arranged, variable electric resistance controls, where the spring bias of the control element towards the neutral position is such that the feeling of the manual operation of the electric controls will be similar to the feeling of the previously known manual fluid controls.
Det skal tilveiebringes en ny og bedrer innretning for opprettelse av et flertall skarpkantede åpninger for inn-snevring av fluidumstrømningen, med enkel og rimelig konstruksjon. A new and better device is to be provided for creating a plurality of sharp-edged openings for narrowing the fluid flow, with simple and reasonable construction.
Det skal tilveiebringes en ny og bedret plunger som kan beveges i en solenoidspole og er anordnet og konstruert slik at de ubalanserte radiale magnetiske krefter på den og dermed for stor friksjon med en ytterflate begrenses. A new and improved plunger is to be provided which can be moved in a solenoid coil and is arranged and constructed so that the unbalanced radial magnetic forces on it and thus excessive friction with an outer surface are limited.
Det skal tilveiebringes en ny plunger til bruk i en solenoidspole hvor plungerens ender er utformet slik at de begrenser det minimale magnetiske luftgap og sørger for en generelt konstant kraftfortrengningskurve på organet, hvor kraftfortrengningskurven for en forspenningsfjær vil skjære nevnte kurve i et skarpt avgrenset punkt. A new plunger is to be provided for use in a solenoid coil where the ends of the plunger are designed to limit the minimum magnetic air gap and provide a generally constant force displacement curve on the member, where the force displacement curve for a bias spring will intersect said curve at a sharply defined point.
Ifølge oppfinnelsen skal det videre tilveiebringes en ny og forbedret fluidumstrømningsstyreventil, hvor ventilsetet og den flate som går til anlegg mot ventilsetet er utformet slik at det oppnås en jevn fluidumstrømning forbi ventilen når denne åpnes. According to the invention, a new and improved fluid flow control valve is to be provided, where the valve seat and the surface that abuts the valve seat are designed so that a uniform fluid flow past the valve is achieved when it is opened.
Det skal videre tilveiebringes en ny og forbedret fluidum-strømningsstyreventil hvor pakningen som tettet organet som går til anlegg mot ventilsetet blir komprimert av det trykk som styres, i en slik retning at pakningens friksjon reduseres når organet beveges til lukket ventilstilling. A new and improved fluid flow control valve must also be provided where the gasket that sealed the body that abuts against the valve seat is compressed by the controlled pressure, in such a direction that the friction of the gasket is reduced when the body is moved to the closed valve position.
Oppfinnelsen går også ut på å tilveiebringe en ny og forbedret elektrisk styrt, hydraulisk strømningsstyreventil som automatisk kompenserer reduksjonen av viskositeten av det fluidum som passerer, når fluidumtemperaturen øker. The invention also seeks to provide a new and improved electrically controlled, hydraulic flow control valve which automatically compensates for the reduction in viscosity of the passing fluid as the fluid temperature increases.
I en ny og bedret hydraulisk strømningsstyreventil er formen av den flate som går til anlegg mot ventilsetet slik at det opprettes temperaturkompensasjon for den økte lekkasje i en hydraulisk motor som styres av ventilen som følge av økt temperatur av fluidet og resulterende lavere fluidumviskositet. In a new and improved hydraulic flow control valve, the shape of the surface that abuts against the valve seat is such that temperature compensation is created for the increased leakage in a hydraulic motor that is controlled by the valve as a result of increased temperature of the fluid and resulting lower fluid viscosity.
Det skal videre tilveiebringes en ny og bedret konstruksjon av et styrekammer for en elektrisk betjent styreanordning, hvor kammerets flater dannes av partier av magnetisk permeabelt materiale i innbyrdes avstand, adskilt av et magnetisk ikke-permeabelt parti slik at det opprettes et minimalt luftgap hvor et magnetisk permeabelt organ er bevegelig i kammeret. A new and improved construction of a control chamber for an electrically operated control device is to be provided, where the surfaces of the chamber are formed by parts of magnetically permeable material at a distance from each other, separated by a magnetically non-permeable part so that a minimal air gap is created where a magnetic permeable organ is movable in the chamber.
Det skal også tilveiebringes en retningsstyreventil som ikke har et utvendig styreorgan som strekker seg gjennom en trykktetning inn i huset og som kan fjernstyres av et analogt elektrisk signal. A directional control valve must also be provided which does not have an external control member which extends through a pressure seal into the housing and which can be remotely controlled by an analogue electrical signal.
Ifølge oppfinnelsen skal det tilveiebringes en elektrisk fjernstyrbar utløser eller ventil som vender tilbake til en bestemt sikker stilling i tilfelle av strømbrudd. According to the invention, an electrically remote controllable trigger or valve shall be provided which returns to a certain safe position in the event of a power failure.
Andre og mer spesielle formål med oppfinnelsen vil frem-komme av foreliggende beskrivelse. Other and more special purposes of the invention will become apparent from the present description.
Oppfinnelsen kan få fysisk form i enkelte deler og anordninger av deler, foretrukne utførelseseksempler som vil bli omtalt i detalj og som er illustrert i tegningen, der The invention can take physical form in individual parts and arrangements of parts, preferred embodiments of which will be discussed in detail and which are illustrated in the drawing, where
fig. 1 er et tverrsnitt, delvis riss av en magnetisk styrt enveis fluidumtrykk-utløsningsinnretning som illu-strerer et foretrukket utførelseseksempel av oppfinnelsen, fig. 1 is a cross-sectional, partial view of a magnetically controlled unidirectional fluid pressure release device illustrating a preferred embodiment of the invention,
fig. 2 er en partiell gjengivelse i større målestokk av fig. 1, tatt omtrent etter linjen 2-2 i fig. 1, fig. 2 is a partial reproduction on a larger scale of fig. 1, taken approximately along line 2-2 in fig. 1,
fig. 3 er en partiell gjengivelse i større målestokk av fig.2, tatt omtrent etter linjen 3-3 i denne, fig. 3 is a partial reproduction on a larger scale of fig. 2, taken approximately along line 3-3 therein,
fig. 4 er et koplingsskjerna av en forenklet elektrisk kretsanordning for styring av innretningens magnetfelt, fig. 4 is a connection core of a simplified electrical circuit device for controlling the device's magnetic field,
fig. 5 er en gjengivelse i likhet med fig. 1, men viser en dobbeltvirkende fluidumtrykk-utløsningsinnretning hvor det benyttes et par solenoidspoler for opprettelse av et magnetfelt, fig. 5 is a representation similar to fig. 1, but shows a double-acting fluid pressure release device where a pair of solenoid coils are used to create a magnetic field,
fig. 5A er et koplingsskjerna av en elektrisk styre-krets for den dobbelte solenoidanordning ifølge fig. 5, fig. 5A is a connection core of an electric control circuit for the double solenoid device according to fig. 5,
fig. 5 er en gjengivelse nokså lik fig. 1, som viser en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen, der utløps-passasjen er innebygget i styretrykkstemplets overflate og utløseren styrer en sleidventil, fig. 5 is a rendering quite similar to fig. 1, which shows an alternative embodiment of the invention, where the outlet passage is built into the surface of the control pressure piston and the trigger controls a slide valve,
fig. 7 viser ytterligere et utførelseseksempel av oppfinnelsen hvor utløseren styrer en trykkavlastningsventil, fig. 7 shows a further embodiment of the invention where the trigger controls a pressure relief valve,
fig. 7A er en partiell gjengivelse i større målestokk av fig. 7 og viser forholdet mellom trykksporene uten fluidumtrykk i heltrukket strek og med fluidumtrykk i stiplet strek, fig. 7A is a partial reproduction on a larger scale of FIG. 7 and shows the relationship between the pressure traces without fluid pressure in a solid line and with fluid pressure in a dashed line,
fig. 8 viser ytterligere et utførelseseksempel av oppfinnelsen, hvor utløseren styrer en strømningsstyreventil., fig. 8 shows a further embodiment of the invention, where the trigger controls a flow control valve.,
fig. 8A er en partiell gjengivelse av fig. 8 i større målestokk og viser forholdet for trykksporene, og fig. 8A is a partial reproduction of FIG. 8 on a larger scale and shows the relationship for the pressure traces, and
fig. 9 viser enda et utførelseseksempel av oppfinnelsen, hvor utløseren er en patronventil som monteres i forbindelse med et hus som har innløps- og utløpspassasjer. fig. 9 shows yet another embodiment of the invention, where the trigger is a cartridge valve that is mounted in connection with a housing that has inlet and outlet passages.
I tegningene er det vist noen utførelseseksempler som utelukkende er ment som illustrasjon av foretrukne utførelser av oppfinnelsen uten dermed å begrense denne. Fig. 1 viser en magnetisk styrt fluidumtrykkutløser som omfatter: et hus generelt utformet i to deler, nemlig et styrestempelhus H In the drawings, some examples of execution are shown which are intended exclusively as illustrations of preferred embodiments of the invention without thereby limiting it. Fig. 1 shows a magnetically controlled fluid pressure release comprising: a housing generally designed in two parts, namely a control piston housing H
og et styreelementhus M, et differensialarealstempel som består av et styretrykkstempel P og et høytrykksstempel Q, ;^ som er glidende avstøttet i huset H og har en utgangsaksel et portforsynt element E, som er bevegelig i stemplet P, et styreelement C som er forskyvbart avstøttet i huset M i et i det minste delvis avtettet forhold til element E, og en solenoidspole S tilpasset for opprettelse av et magnetfelt for bevegelse av styreelementet C til forholdsvis faste stillinger i huset M, avhengig av magnetiseringen av solenoiden S. and a control element housing M, a differential area piston consisting of a control pressure piston P and a high pressure piston Q, ;^ which is slidably supported in the housing H and has an output shaft a ported element E, which is movable in the piston P, a control element C which is displaceably supported in the housing M in an at least partially sealed relationship with element E, and a solenoid coil S adapted to create a magnetic field for movement of the control element C to relatively fixed positions in the housing M, depending on the magnetization of the solenoid S.
Stempelhuset H som utgjør en del av huset ved dette ut-førelseseksempel av oppfinnelsen, har generelt formen av en blokk eller sylinder av metall med et sylindrisk hulrom, The piston housing H, which forms part of the housing in this embodiment of the invention, generally has the shape of a block or cylinder of metal with a cylindrical cavity,
som er utformet på innsiden og begrenset av sylindriske sidevegger 10, samt et andre tilstøtende hulrom som er aksialt på linje med første sylindriske hulrom, men har en mindre diameter og er begrenset av sylindriske sidevegger 11. Side-veggene er koaksiale og de forskjellige diametre fører til dannelse av en skulder 12, som fungerer som venstre stopper for stemplet P. which is formed on the inside and limited by cylindrical side walls 10, as well as a second adjacent cavity which is axially aligned with the first cylindrical cavity but has a smaller diameter and is limited by cylindrical side walls 11. The side walls are coaxial and the different diameters lead to form a shoulder 12, which acts as a left stop for the piston P.
Høytrykksstemplet Q har en ytterflate 13 som er glide-bevegelig i forhold til veggene 11 og deler hulrommet i et lavtrykkskammer 15 på sin høyre side og et høytrykkskammer 16 på sin venstre side. Utgangsakselen 0 strekker seg forskyvbart gjennom en tetning 14 i en hylsemutter 17, som er skrudd inn i venstre ende av trykkammeret 16 og tettet av en O-ring 18. En høytrykksinnløpsport 19 er gjenget i sin ytre ende, som ved 20, for å oppta en ikke vist hydraulisk fitting, og kommuniserer med høytrykkskammeret 16 i sin venstre ende. The high-pressure piston Q has an outer surface 13 which is slidingly movable in relation to the walls 11 and divides the cavity into a low-pressure chamber 15 on its right side and a high-pressure chamber 16 on its left side. The output shaft 0 extends displaceably through a seal 14 in a sleeve nut 17, which is screwed into the left end of the pressure chamber 16 and sealed by an O-ring 18. A high-pressure inlet port 19 is threaded at its outer end, as at 20, to accommodate a hydraulic fitting, not shown, and communicates with the high pressure chamber 16 at its left end.
På liknende måte har styretrykkstemplet P en ytterflate 21 i et forskyvbart, avtettet forhold til flaten 10 og deler hulrommet i et styretrykkammer 22 på sin høyre ende, mens venstre ende 23 vender mot lavtrykkskammeret 15. Similarly, the control pressure piston P has an outer surface 21 in a displaceable, sealed relationship with the surface 10 and divides the cavity in a control pressure chamber 22 at its right end, while the left end 23 faces the low pressure chamber 15.
Lavtrykk, f.eks. en sump, får kommunisere med lavtrykkskammeret 15 via en utløpsport 24, som i ytre ende er gjenget, som ved 25, for å oppta en ikke vist hydraulisk fitting. Low pressure, e.g. a sump, is allowed to communicate with the low-pressure chamber 15 via an outlet port 24, which is threaded at the outer end, as at 25, to accommodate a hydraulic fitting, not shown.
Styretrykkstemplet P er drivorganet i denne utførelseThe control pressure piston P is the driving element in this design
og har en forholdsvis konvensjonell konstruksjon, hvor ytterflaten 21 er forsynt med et flertall trykkutlikningsspor 26 and has a relatively conventional construction, where the outer surface 21 is provided with a plurality of pressure equalization grooves 26
på konvensjonell måte. Høyre ende 28 av stemplet P danner en trykkflate som vender mot styretrykkammeret 20, mens venstre flate 23 danner en flate som vender mot lavtrykkskammeret. Ett eller et flertall radialé spor 29 er tatt ut i flaten 23. in a conventional way. The right end 28 of the piston P forms a pressure surface which faces the control pressure chamber 20, while the left surface 23 forms a surface which faces the low pressure chamber. One or a plurality of radial grooves 29 are taken out in the surface 23.
Trykkstemplet Q fungerer som et organ som forspenner stemplet P mot styretrykkammeret. Det har en forholdsvis konvensjonell konstruksjon og har ett eller et flertall trykkutlikningsspor 32 i sin ytterflate 13 og omfatter en høytrykks-flate 33 som vender mot kammeret 16 og en lavtrykksflate 34 The pressure piston Q functions as a device that biases the piston P against the control pressure chamber. It has a relatively conventional construction and has one or a plurality of pressure equalization grooves 32 in its outer surface 13 and comprises a high-pressure surface 33 facing the chamber 16 and a low-pressure surface 34
som vender mot lavtrykkskammeret 15 på konvensjonell måte. Stemplet Q er enten utført i ett med eller festet til styrestemplet P. Akselen 0 kan være utført i ett med eller festet til stemplet Q. Dens ikke viste ytre ende kan være utformet for å samvirke med den gjenstand som skal styres. Tverrsnittsarealet av stemplet Q minus tverrsnittsarealet av akselen 0 utgjør ca. 50% av tverrsnittsarealet av stemplet P. which faces the low-pressure chamber 15 in a conventional manner. The piston Q is either integral with or attached to the control piston P. The shaft 0 may be integral with or attached to the piston Q. Its outer end, not shown, may be designed to cooperate with the object to be controlled. The cross-sectional area of the piston Q minus the cross-sectional area of the shaft 0 amounts to approx. 50% of the cross-sectional area of the stamp P.
Styrekammerhuset M er den andre del av huset i denne utførelse og omfatter generelt et par magnetisk permeable partier 40, 41, som har aksial innbyrdes avstand og er adskilt av et magnetisk ikke-permeablet parti 42 som i sin aksiale ender butter mot partiene 40, 41 i et trykkavtettet forhold. Dette kan oppnås på en rekke forskjellige måter, f.eks. ved bruk av 0-ringer, men i den viste utførelse er partiene falset som vist, og slagloddet sammen. Partiene 40, 41, 42 har gjennomgående sylindrisk passasje 45, som begrenses av en sylindrisk flate 46. Passasjen 45 danner i realiteten en forlengelse av og begrenser en del av styrekammeret 22 i stempelhuset H. The control chamber housing M is the second part of the housing in this embodiment and generally comprises a pair of magnetically permeable parts 40, 41, which are axially spaced apart and are separated by a magnetically non-permeable part 42 which butts at its axial ends against the parts 40, 41 in a pressure sealed condition. This can be achieved in a number of different ways, e.g. when using 0-rings, but in the version shown, the parts are folded as shown, and butt-soldered together. The parts 40, 41, 42 have a continuous cylindrical passage 45, which is limited by a cylindrical surface 46. The passage 45 in reality forms an extension of and limits part of the control chamber 22 in the piston housing H.
Det magnetisk permeable parti 40 er skrudd inn i stempelhuset H, som vist ved 48, og trykkforseglet mot det med en O-ring 49. Dets venstre flate 46 danner en høyre stopper for stemplet P, slik at maksimalslaget s er åpningen mellom flatene 12 og 4 6 minus den aksiale lengde av stemplet P. I tillegg har partiet 40 en flens 50 nær sin venstre ende. Flensen 50 strekker seg radialt inn i passasjen 45 og danner en venstre stopper The magnetically permeable portion 40 is screwed into the piston housing H, as shown at 48, and pressure-sealed against it with an O-ring 49. Its left face 46 forms a right stop for the piston P, so that the maximum stroke s is the opening between the faces 12 and 4 6 minus the axial length of the piston P. In addition, the portion 40 has a flange 50 near its left end. The flange 50 extends radially into the passage 45 and forms a left stop
51 for styreelementet C. Høyre ende av passasjen 45 er lukket med en skålformet propp 60 som er skrudd inn i partiet 40 og tettet med en O-ring 61. Proppen 60 kan bestå 51 for the control element C. The right end of the passage 45 is closed with a bowl-shaped plug 60 which is screwed into the part 40 and sealed with an O-ring 61. The plug 60 can consist
av magnetisk permeabelt eller ikke-permeabelt materiale. of magnetically permeable or non-permeable material.
Huset M og den del av huset H som ligger til høyreHouse M and the part of house H that is on the right
for flaten 27 av stemplet P inneholder styretrykkammeret. for the surface 27 of the piston P contains the control pressure chamber.
Partiet 40 har en radialt utadragende flens 52 og det magnetisk permeable parti 41 har en magnetisk permeabel ring 53 som butter mot og strekker seg radialt ut i avstand fra flensen 52. Solenoidspolen S er anordnet mellom disse radialt utadragende deler. En hylse 55 av magnetisk permeabelt materiale omgir solenoidspolen S med sine ender i en over-lappende forhold til de radialt forløpende flenser 52, 53. Ifølge oppfinnelsen danner styretrykkammerhuset M en lukket magnetisk sløyfe rundt solenoiden S, bortsett fra det magnetiske luftgap som følger av at partiet 42 er magnetisk ikke-permeabelt. Det antas at husets M konstruksjon er ny og enestående . The part 40 has a radially projecting flange 52 and the magnetically permeable part 41 has a magnetically permeable ring 53 which butts against and extends radially out at a distance from the flange 52. The solenoid coil S is arranged between these radially projecting parts. A sleeve 55 of magnetically permeable material surrounds the solenoid coil S with its ends in an overlapping relationship with the radially extending flanges 52, 53. According to the invention, the control pressure chamber housing M forms a closed magnetic loop around the solenoid S, apart from the magnetic air gap which results from portion 42 is magnetically impermeable. It is assumed that the house's M construction is new and unique.
Det portutstyrte element E har formen av en langstrakt stang av magnetisk ikke-permeabelt materiale, som strekker seg aksialt mot høyre fra flaten 24 på styretrykkstemplet P, som har en sylindrisk ytterflate 65. Elementet E kan forløpe i ett med stemplet P eller det kan være utformet separat og festet til stemplet P (se f.eks. fig. 5). Elementets E ytre diameter er ca. 6,35 mm og mindre enn innerflaten av flensen 50 for å tillate fri fluidumgjennomstrømning når stemplet P og elementet E beveges som en enhet i husene. The gated element E is in the form of an elongated rod of magnetically non-permeable material, which extends axially to the right from the face 24 of the control pressure piston P, which has a cylindrical outer surface 65. The element E may extend integrally with the piston P or it may be designed separately and attached to the piston P (see e.g. fig. 5). The outer diameter of element E is approx. 6.35 mm and less than the inner surface of the flange 50 to allow free fluid flow when the piston P and member E are moved as a unit in the housings.
Ifølge oppfinnelsen er det sørget for organer som bringer høytrykket i kammer 16 i kommunikasjon med styretrykk-kammeret 22. I denne utførelse omfatter disse organer en aksial passasje 70 som strekker seg fra et sted nær høyre ende av elementet E, gjennom stemplet P og stemplet Q, hvor den står i forbindelse med en radial passasje 71, som for-løper til høytrykkskammeret 16. Passasjen 70 som normalt er boret fra høyre ende 72 i elementet E, er lukket med en propp 73. På liknende måte er det ifølge oppfinnelsen sørget for organer som forbinder styretrykkammeret 22 med lavtrykk. I den viste utførelse omfatter disse organer en aksial passasje 74, som strekker seg fra et sted nær høyre ende av elementet E, gjennom styrestemplet P, hvor den har forbindelse med en radial passasje 76, som munner i lavtrykkskammeret 15. På liknende måte er denne passasje boret ut fra høyre ende av styreelementet E og høyre ende er lukket med en propp 78. According to the invention, means are provided which bring the high pressure in chamber 16 into communication with the control pressure chamber 22. In this embodiment, these means comprise an axial passage 70 which extends from a location near the right end of the element E, through the piston P and the piston Q , where it is in connection with a radial passage 71, which leads to the high-pressure chamber 16. The passage 70, which is normally drilled from the right end 72 in the element E, is closed with a plug 73. In a similar way, according to the invention, provision is made for means that connect the control pressure chamber 22 with low pressure. In the embodiment shown, these members comprise an axial passage 74, which extends from a place near the right end of the element E, through the control piston P, where it connects with a radial passage 76, which opens into the low pressure chamber 15. Similarly, this passage drilled out from the right end of the control element E and the right end is closed with a plug 78.
På sin ytre flate har elementet E et par omkretsspor 80, 81 i innbyrdes aksial avstand, adskilt av et land 82 med en aksial bredde som er omtrent lik stemplets P slag s. Sporet 80 har forbindelse med høytrykkspassasjen 70 via en radial passasje 84, mens sporet 81 har forbindelse med lav-trykkspassasjen 75 via en radial passasje 86. Sporet 80 begrenses av venstre og høyre radialt forløpende sidevegger 80',80", hvor sistnevnte skjærer ytterflaten 65 av det portutstyrte element E med et skarpt hjørne 87. Sporet 81 har høyre og venstre radialt forløpende sidevegger 81', 81", hvor førstnevnte skjærer ytterflaten 65 med et skarpt hjørne 88. On its outer surface, the element E has a pair of circumferential grooves 80, 81 at an axial distance from each other, separated by a land 82 with an axial width approximately equal to the stroke P of the piston. The groove 80 is connected to the high-pressure passage 70 via a radial passage 84, while the groove 81 is connected to the low-pressure passage 75 via a radial passage 86. The groove 80 is limited by left and right radially extending side walls 80', 80", where the latter cuts the outer surface 65 of the port-equipped element E with a sharp corner 87. The groove 81 has right and left radially extending side walls 81', 81", where the former cuts the outer surface 65 with a sharp corner 88.
Styretrykkammeret 22 er, bortsett fra den variable effekt av styreelementet C som vil bli nærmere omtalt, i forbindelse med høyt og lavt trykk via i det vesentlige identiske spor i innbyrdes aksial avstand i det portutstyrte element E, via i det vesentlige identiske, aksialt forløpende passasjer i elementet E og stemplene P og Q. Stemplet P og elementet E er bevegelige i en bevegelseslinje som forløper parallelt med aksen av stemplet P, mens porene 80, 81 danner innløps- og utløpsporter til og fra kammeret som vender i en perpendikulær retning i forhold til styreelementets C bevegelseslinje. Det antas at denne anordning av stemplet P og det portutstyrte element E er ny og enestående. The control pressure chamber 22 is, apart from the variable effect of the control element C which will be discussed in more detail, in connection with high and low pressure via essentially identical grooves at an axial distance from each other in the gate-equipped element E, via essentially identical, axially extending passages in the element E and the pistons P and Q. The piston P and the element E are movable in a line of motion which runs parallel to the axis of the piston P, while the pores 80, 81 form inlet and outlet ports to and from the chamber facing in a perpendicular direction in relation to the control element's C movement line. It is believed that this arrangement of the piston P and the ported element E is new and unique.
Styreelementet C er ifølge oppfinnelsen forskyvbart avstøttet av flaten 46 og skal samtidig begrense fluidum-strømmen ut fra innløpsportsporet 80 og åpne fluidumstrømning til utløpsportsporet 81 eller omvendt, idet utløp og innløp i denne forbindelse er brukt for å angi retningen av fluidum-strømningen inn i eller ut av styretrykkammeret 22. According to the invention, the control element C is displaceably supported by the surface 46 and must at the same time limit the fluid flow out of the inlet port slot 80 and open fluid flow to the outlet port slot 81 or vice versa, outlet and inlet in this connection being used to indicate the direction of the fluid flow into or out of the control pressure chamber 22.
I den viste utførelse har styreelementet C formen av en hylse med en innerflate med en diameter som danner en liten klaring f mot ytterflaten av det portutstyrte element E. Denne innerflate er generelt midt i hylsen forsynt med et spor 90 som står i forbindelse med hylsens ytterflate via et par diametralt motstående radiale passasjer 91, som i sin tur står i forbindelse med de aksiale ender av hylsen via langsgående spor 93. In the embodiment shown, the control element C has the shape of a sleeve with an inner surface with a diameter which forms a small clearance f against the outer surface of the gate-equipped element E. This inner surface is generally provided in the middle of the sleeve with a groove 90 which is in connection with the outer surface of the sleeve via a pair of diametrically opposed radial passages 91, which in turn are connected to the axial ends of the sleeve via longitudinal grooves 93.
Sporet 90 har fortrinnsvis en bredde som i det minste svarer til den totale slaglengde s av stemplet P. For et slag på 15,875 mm bør denne bredde være minst 19,05 mm. Veggen 90' har en avstand fra venstre ende av elementet C The groove 90 preferably has a width that at least corresponds to the total stroke length s of the piston P. For a stroke of 15.875 mm, this width should be at least 19.05 mm. The wall 90' has a distance from the left end of element C
som minst svarer til den maksimale bevegelse av elementet C mot høyre, hvilken bevegelsesstrekning i det minste svarer til de maksimale bevegelser av stemplet P. which corresponds at least to the maximum movement of the element C to the right, which range of movement corresponds at least to the maximum movements of the piston P.
Spor 90 har venstre og høyre radiale sidevegger 90', 90" med en avstand som såvidt er mindre enn (f.eks. 0,051 mm til 0,102 mm) bredden av landet 82 og skjærer innerflaten av elementet E med skarpe hjørner 94,96, som vender mot hjørnene 87 henholdsvis 88, for dannelse av fluidumåpninger 97,98, hvilken bredde varierer i et omvendt forhold til styreelementets C bevegelser i forhold til det portutstyrte element E. Track 90 has left and right radial sidewalls 90', 90" spaced slightly less than (e.g., 0.051 mm to 0.102 mm) the width of land 82 and intersects the inner surface of member E with sharp corners 94,96, which facing the corners 87 and 88 respectively, to form fluid openings 97,98, the width of which varies in an inverse relationship to the movements of the control element C in relation to the gate-equipped element E.
Styreelementet C er forspent mot venstre med en ringe kraft, f.eks. 0,9 kg, av en spiralfjær 95 som i en ende er avstøttet mot bunnen av skålen for propp 60 og i den andre enden er avstøttet mot høyre aksiale ende av styreelementet C. Venstre ende av styreelementet C butter mot en ring 99 av magnetisk, ikke-permeabelt materiale, som i sin tur butter mot høyre flate 51 av flensen 50. Ringen 99 danner et magnetisk luftgap mellom flensen 50 og styreelementet C. En eller flere radiale spor 99' i den flate som er i anlegg mot flensen oppretter forbindelse mellom trykket i kammer 45 og kammer 22 . The control element C is biased to the left with a small force, e.g. 0.9 kg, of a spiral spring 95 which at one end is supported against the bottom of the bowl for stopper 60 and at the other end is supported against the right axial end of the control element C. The left end of the control element C butts against a ring 99 of magnetic, non-permeable material, which in turn butts against the right surface 51 of the flange 50. The ring 99 forms a magnetic air gap between the flange 50 and the control element C. One or more radial grooves 99' in the surface that abuts the flange establish a connection between the pressure in chamber 45 and chamber 22.
Sporene 80, 81 har avstand fra stemplet P, slik at landet 82 er på linje med spor 90 når styreelementet C befinner seg i den viste nøytrale stilling. Det finnes en begrenset overlapping av hjørnene og en begrenset fluidumlek- kasje gjennom klaringen f fra høytrykkskammeret gjennom passasjen 70 til sporet 90 og deretter ut gjennom lavtrykks-passasjen 75 til lavtrykkskammeret 15. Sporet 90 og dermed kammeret 22 vil være omtrent midt mellom høyt og lavt trykk. Stemplene P og Q er som sådanne utsatt for utliknende trykk-krefter. The grooves 80, 81 are spaced from the piston P, so that the land 82 is in line with the groove 90 when the control element C is in the neutral position shown. There is a limited overlap of the corners and a limited fluid leakage through the clearance f from the high-pressure chamber through the passage 70 to the groove 90 and then out through the low-pressure passage 75 to the low-pressure chamber 15. The groove 90 and thus the chamber 22 will be approximately midway between high and low Print. As such, the pistons P and Q are exposed to equalizing pressure forces.
Ifølge oppfinnelsen er høyre ende av styreelementet C avsmalnende mot enden, som ved 100, av grunner som vil bli nærmere omtalt. According to the invention, the right end of the control element C is tapered towards the end, as at 100, for reasons that will be discussed in more detail.
Styreelementet C har en konstruksjonsklaring c på 0,0127 mm mellom sin ytterflate 103 og innerflaten 46 av kammeret 45, slik at styreelementet C lett kan beveges i styretrykkammeret uten unødig friksjon. Som vist i fig. 3 består styreelementet C av et magnetisk permeabelt parti med en utvendig diameter d og et utvendig lag 105 av et magnetisk ikke-permeabelt materiale med en tykkelse t, som ifølge oppfinnelsen er minst dobbelt så stor som den konstruktive klaring c, f.eks. 0,051 mm. Materialet 105 kan være et hvilket som helst kjent metallisk ikke permeabelt materiale, som kobber, messing, rustfritt stål eller liknende, men består i det foretrukne utførelseseksempel av "Teflon", som er kjent for lav friksjonskarakteristikk. The control element C has a construction clearance c of 0.0127 mm between its outer surface 103 and the inner surface 46 of the chamber 45, so that the control element C can be easily moved in the control pressure chamber without undue friction. As shown in fig. 3, the control element C consists of a magnetically permeable part with an external diameter d and an external layer 105 of a magnetically non-permeable material with a thickness t, which according to the invention is at least twice as large as the constructive clearance c, e.g. 0.051 mm. The material 105 can be any known metallic non-permeable material, such as copper, brass, stainless steel or the like, but in the preferred embodiment consists of "Teflon", which is known for its low friction characteristics.
De radiale magnetkrefter på styreelementet C vil nesten alltid være noe eksentriske, hvilket resulterer i at elementet trekkes radialt over en strekning som svarer til elementets konstruktive klaring, inntil et punkt eller en linje av ytterflaten fysisk kommer i kontakt med veggen 46. Det er kjent at når to magnetisk permeable flater trekkes mot hverandre av et magnetfelt, vil magnetkreftene øke til maksimum med en asymtotisk kurve, når det magnetiske luftgap nærmer seg null. Ved bruk av det magnetisk ikke permeable lag eller belegg i angitt tykkelse, vil forholdet mellom det maksimale luftgap mellom flatene av magnetisk permeabelt materiale og minste luftgap aldri overstige 2:1. Radiale krefter mellom ytterflaten av styreelementet C og innerflat-ene av de magnetisk permeable partier 40 eller 41 vil således begrenses. Klaringen f mellom innerflaten av elementet C og ytterflaten 65 av elementet E er fortrinnsvis minst like stor som klaringen c for å hindre at disse radiale krefter trekker elementet C til friksjonstrykkanlegg mot elementet E. The radial magnetic forces on the control element C will almost always be somewhat eccentric, which results in the element being pulled radially over a distance corresponding to the element's constructive clearance, until a point or a line of the outer surface physically comes into contact with the wall 46. It is known that when two magnetically permeable surfaces are drawn towards each other by a magnetic field, the magnetic forces will increase to a maximum with an asymptotic curve, as the magnetic air gap approaches zero. When using the magnetically non-permeable layer or coating of the specified thickness, the ratio between the maximum air gap between the surfaces of magnetically permeable material and the minimum air gap will never exceed 2:1. Radial forces between the outer surface of the control element C and the inner surfaces of the magnetically permeable parts 40 or 41 will thus be limited. The clearance f between the inner surface of the element C and the outer surface 65 of the element E is preferably at least as large as the clearance c in order to prevent these radial forces pulling the element C into frictional pressure against the element E.
Når styreelementet C i den viste utførelse er forspent mot venstre mot avstandsorganet 99 og stopperen 50, When the control element C in the embodiment shown is biased to the left against the spacer 99 and the stopper 50,
er begge sporene 80 og 81 normalt i like innsnevret forbindelse med spor 90. Den aksiale bredde av spor 90 er fortrinnsvis i det minste like stor som dets egen og den fulle slag-avstand for stemplet P, slik at det alltid kommuniserer med spor 81, selv om styreelementet C befinner seg i høyre stilling og stemplet P i venstre stilling. both grooves 80 and 81 are normally in equally constricted connection with groove 90. The axial width of groove 90 is preferably at least as large as its own and the full stroke distance of the piston P, so that it always communicates with groove 81, even if the control element C is in the right position and the piston P in the left position.
Det opptrer betydelige trykkfall gjennom åpningene 97, 98, og selv i nullstilling vil det være en kontinuerlig fluidumgjennomstrømning, som er direkte proporsjonal med de to åpningenes arealer. Hver åpnings areal er lik klaringen f multiplisert med omkretsen av element E. Elementets E diameter er så liten som mulig for fortsatt å tillate at passasje dannes eller eksisterer. 6,35 mm foretrekkes, hvilket ved samme klaringer resulterer i et åpningsareal som er mindre enn man hittil har trodd mulig i lineære servomotorer som alltid har omfattet bruk av en sporutstyrt spole som er bevegelig i et portutstyrt stempel. Mindre nulllekkasje resulterer. Elementene kan også lettere opprettes i nøyaktige og små toleranser og nøyaktig konsentrisitet. Significant pressure drops occur through the openings 97, 98, and even in zero position there will be a continuous fluid flow, which is directly proportional to the areas of the two openings. The area of each opening is equal to the clearance f multiplied by the circumference of element E. The diameter of element E is as small as possible to still allow passage to form or exist. 6.35 mm is preferred, which with the same clearances results in an opening area that is smaller than has hitherto been thought possible in linear servomotors which have always included the use of a track-equipped coil which is movable in a gate-equipped piston. Less zero leakage results. The elements can also be more easily created in precise and small tolerances and exact concentricity.
Passasjene 70, 75 er vist som parallelle boringer. De kan naturligvis dannes av konsentriske rør i innbyrdes avstand, hvor det indre er bestemt for ett trykk og avstanden mellom dem for det andre trykk. The passages 70, 75 are shown as parallel bores. They can of course be formed by concentric tubes at a distance from each other, where the interior is determined for one pressure and the distance between them for the other pressure.
Solenoiden S kan ha en av mange forskjellige former, som ikke er en del av foreliggende oppfinnelse, men vil normalt omfatte et flertall lag av kobbertråd som er hensiktsmessig innelukket i et isolerende medium, og den vil omfatte et par koplingstråder 110, 111 som strekker seg ut gjennom isolatorene i skallet 55. The solenoid S may have one of many different forms, which are not part of the present invention, but will normally comprise a plurality of layers of copper wire suitably enclosed in an insulating medium, and it will comprise a pair of connecting wires 110, 111 extending out through the insulators in the shell 55.
Solenoiden S kan gjøres elektrisk strømførende på ønsket måte fra en valgfri elektrisk kraftkilde som tilfører den ønskede strøm i forhold til antallet vindinger i vik- lingen. I enkelte tilfelle er det ønskelig at kraftkilden for solenoiden S er en vekselstrømkilde eller alternativt en kombinasjon av en vekselstrøm- og en likestrømkilde. Den svake pulsering av den resulterende fluks vil ha en en svak vibrasjonseffekt på styreelementet C, hvilket bidrar til overvinnelse av de statiske friksjonsvirkninger og eliminerer hysterese som måtte fremkalles av slik friksjon. Fig. 4 viser et koplingsskjerna som omfatter en kraftkilde 115, som kan være en vekselstrømkilde, vekselstrøm i tillegg til like-strøm eller en likestrømkilde og et potensiometer 116, som har en av sine ytre forbindelser 117 koplet via tråden 118 til en kildeforbindelse. Den andre ytre forbindelse 119 er via tråden 120, den variable motstand 121 og tråden 111 koplet til den andre kildeforbindelse. Solenoiden S er via tråden 110 koplet til potensiometerarmen 126 og den andre forbindelsen 127 går til ledning 111. Når potensiometerarmen 126 varieres, kan strømmen i spolen S varieres fra et minimum, bestemt av motstanden 121, til et maksimum, bestemt av motstanden i spolen S og kraftkildens spenning. Alternativt kan kilden være en datamaskin eller en annen kilde for analoge elektriske signaler direkte koplet til spolen S. The solenoid S can be made electrically current-carrying in the desired way from an optional electrical power source which supplies the desired current in relation to the number of turns in the winding. In some cases, it is desirable that the power source for the solenoid S is an alternating current source or alternatively a combination of an alternating current and a direct current source. The weak pulsation of the resulting flux will have a weak vibrational effect on the control element C, which contributes to overcoming the static frictional effects and eliminates hysteresis that would have to be induced by such friction. Fig. 4 shows a connection core which comprises a power source 115, which can be an alternating current source, alternating current in addition to direct current or a direct current source and a potentiometer 116, which has one of its outer connections 117 connected via wire 118 to a source connection. The second external connection 119 is via the wire 120, the variable resistance 121 and the wire 111 connected to the second source connection. The solenoid S is connected via the wire 110 to the potentiometer arm 126 and the other connection 127 goes to wire 111. When the potentiometer arm 126 is varied, the current in the coil S can be varied from a minimum, determined by the resistance 121, to a maximum, determined by the resistance in the coil S and the voltage of the power source. Alternatively, the source may be a computer or other source of analog electrical signals directly coupled to coil S.
Strømmen gjennom solenoiden S genererer en magnetisk fluks som flyter gjennom det magnetisk gjennomtrengelige parti 40 til det magnetisk gjennomtrengelige parti av styreelementet C, som ligger overfor det magnetiske luftgap i form av laget 105 til det magnetisk gjennomtrengelige parti 41, deretter gjennom elementet C og over det magnetiske luftgap til parti 41. Når den magnetiske fluks øker, trekkes styreelementet C mot høyre mot fjærens 95 forspenning for å lukke dette magnetiske luftgap. The current through the solenoid S generates a magnetic flux that flows through the magnetically permeable portion 40 to the magnetically permeable portion of the control element C, which is opposite the magnetic air gap in the form of the layer 105 to the magnetically permeable portion 41, then through the element C and above it magnetic air gap to part 41. When the magnetic flux increases, the control element C is pulled to the right against the bias of the spring 95 to close this magnetic air gap.
Den variable motstand 121 opprettholder en svak for-spenningsstrøm i solenoiden S, når armen 126 befinner seg i den viste stilling for minimal energi, dvs. i kontakt med forbindelsen 119, slik at styreelementet C blir forspent mot høyre med en verdi som såvidt er mindre enn den minste forspenningskraft av fjæren 95. The variable resistor 121 maintains a weak bias current in the solenoid S, when the arm 126 is in the minimum energy position shown, i.e. in contact with the connection 119, so that the control element C is biased to the right by a value that is slightly less than the minimum biasing force of the spring 95.
Ved at forreste ende av et styreelement C gjøres avsmalnende, kan de magnetiske krefter som trekker elementet mot høyre for enhver gitt magnetiseringsstrøm gjøres i det vesentlige konstant over hele styreelementets bevegelsesområde. Det foreligger med andre ord en forholdsvis flat kraft-motxforskyvningskurve. Forsåvidt som en spiralfjær som fjæren 95 har en i det vesentlige hellende kraft-mot-forskyv-ningskurve, vil de to kurver skjære hverandre i et skarpt avgrenset punkt. Dette gjør det mulig for styreelementet C By tapering the front end of a control element C, the magnetic forces that pull the element to the right for any given magnetizing current can be made essentially constant over the entire movement range of the control element. In other words, there is a relatively flat force-versus-displacement curve. Provided that a coil spring such as the spring 95 has a substantially sloping force-versus-displacement curve, the two curves will intersect at a sharply defined point. This enables the control element C
til enhver tid å vende tilbake til et skarpt begrenset punkt i kammeret ved en gitt magnetiseringsstrøm i solenoiden S. at all times to return to a sharply limited point in the chamber at a given magnetizing current in the solenoid S.
Når driften av innretningen skal beskrives, er det hensiktsmessig å ha for øye interaksjonen mellom styreelementet C og det portutstyrte element E når de beveges i forhold til hverandre, deretter bevegelsen av stemplene P.Q, When the operation of the device is to be described, it is appropriate to consider the interaction between the control element C and the gate-equipped element E when they are moved in relation to each other, then the movement of the pistons P.Q,
som følge av trykkreftene som påvirker dem og deretter beveg-elsene av de to styreelementer i forhold til hverandre, slik de forårsakes av stemplene P.Q. bevegelse. as a result of the compressive forces affecting them and then the movements of the two control elements in relation to each other, as caused by the pistons P.Q. motion.
Når styreelementet C beveges i forhold til det portutstyrte element E, blir således kommunikasjonsgraden mellom spor 80 og spor 90 økt eller redusert i forhold til den relative bevegelses størrelse, mens kommunikasjonen mellom spor 90 og spor 81 avtar eller øker omvendt. Kommunikasjonsgraden kan betraktes som et par variable ventiler eller åpninger i serie mellom høyt og lavt trykk, hvor spor 90 er forbindelsespassasjen og ved et mellomliggende eller styretrykk. Strømmen gjennom en åpning er direkte proporsjonal med åpningsarealet og kvadratroten av trykkfallet gjennom åpningen. Forsåvidet som strømningene gjennom to åpninger må være eksakt like, må trykket i forbindelsespassasjen, dvs. sporet 90 mellom de to ventiler være iboende justert eller variere opp og ned til et trykk som opprettholder denne like strøm-ning gjennom begge åpninger. Trykket i sporet 90 blir fullt ut kommunisert til styrekammeret 22 gjennom sporet 90', hvor det utøver en kraft mot venstre lik trykket ganger arealet av stemplet P. When the control element C is moved in relation to the gate-equipped element E, the degree of communication between track 80 and track 90 is thus increased or reduced in relation to the size of the relative movement, while the communication between track 90 and track 81 decreases or increases vice versa. The communication stage can be considered as a pair of variable valves or openings in series between high and low pressure, where slot 90 is the connecting passage and at an intermediate or control pressure. The flow through an orifice is directly proportional to the orifice area and the square root of the pressure drop across the orifice. Insofar as the flows through two openings must be exactly the same, the pressure in the connecting passage, i.e. the groove 90 between the two valves must be inherently adjusted or vary up and down to a pressure which maintains this equal flow through both openings. The pressure in the groove 90 is fully communicated to the control chamber 22 through the groove 90', where it exerts a force to the left equal to the pressure times the area of the piston P.
Stemplet Q har også et høyere trykk på den flate 33The piston Q also has a higher pressure on the flat 33
som har et mindre, dvs. 50%-ig areal,enn stemplet P og dette trykk utøver en kraft på stemplene mot høyre. Hvis disse krefter pluss eller minus eventuelle utvendige krefter mot drivakselen 0 ikke er like, vil stemplene beveges i den høyere krafts retning og vil søke å gjøre dette, selv om de er i anlegg mot skulderen 12 eller flaten 65, inntil kreft-ene er eksakt like og motsatt rettet. which has a smaller, i.e. 50%, area than piston P and this pressure exerts a force on the pistons to the right. If these forces plus or minus any external forces against the drive shaft 0 are not equal, the pistons will move in the direction of the higher force and will seek to do so, even though they are in contact with the shoulder 12 or the face 65, until the forces are exact equally and oppositely directed.
Ved mekanisk forbindelse av det portutstyrte element E med stemplene, vil enhver bevegelse av stemplene variere kommunikasjonen mellom de to ventiler eller åpninger, inntil trykket i styretrykkammeret overstiger en kraft mot venstre på flaten 27 som eksakt svarer til det høye trykk mot stempel Q og den utvendige kraft mot drivakselen 0. In the mechanical connection of the port-equipped element E with the pistons, any movement of the pistons will vary the communication between the two valves or openings, until the pressure in the control pressure chamber exceeds a force to the left on the surface 27 which exactly corresponds to the high pressure against piston Q and the external force against the drive shaft 0.
Meget små relative utvidelser og innsnevringer av ventilene eller åpningene fremkaller nokså store endringer i trykket i spor 90 og dermed i styretrykkammeret. Dermed vil stemplene til enhver tid nesten nøyaktig følge styreelementet C når dette beveges mot høyre eller venstre av variasjoner i magnetiseringen av solenoiden S. Store endringer i de utvendige krefter på akselen 0, dvs. enten trykk- eller strekk-krefter, kan resultere i store endringer i trykket i styretrykkammeret med bare en meget liten bevegelse, f.eks. 0,025 mm av stemplet. Very small relative expansions and narrowings of the valves or openings cause rather large changes in the pressure in groove 90 and thus in the control pressure chamber. Thus, the pistons will at all times almost exactly follow the control element C when this is moved to the right or left by variations in the magnetization of the solenoid S. Large changes in the external forces on the shaft 0, i.e. either compressive or tensile forces, can result in large changes in the pressure in the control pressure chamber with only a very small movement, e.g. 0.025 mm of the piston.
Fig. 1 viser utløsningsinnretningen ved maksimalt fluidumtrykk og nesten null magnetiseringsstrøm. I denne tilstand har sporet 80 høyt trykk og sporet 81 lavt trykk. Sporene 80 og 81 er i like innsnevret forbindelse med sporet 90. Det foreligger dermed like trykkfall fra spor 80 til spor 90 og fra spor 90 til spor 81. Spor 90 og kammeret 22 befinner seg således halvveis mellom forskjellen mellom høyt og lavt trykk. Forsåvidt som arealet av flaten 27 som omfatter tverrsnittsarealet av det portutstyrte element E, er to ganger arealet av flaten 33, er trykkreftene utliknet og stemplene P,Q og elementet E befinner seg helt ute i venstre stilling. Fig. 1 shows the release device at maximum fluid pressure and almost zero magnetizing current. In this state, track 80 has high pressure and track 81 low pressure. Tracks 80 and 81 are in an equally narrowed connection with track 90. There is thus an equal pressure drop from track 80 to track 90 and from track 90 to track 81. Track 90 and chamber 22 are thus located halfway between the difference between high and low pressure. Provided that the area of the surface 27, which includes the cross-sectional area of the gate-equipped element E, is twice the area of the surface 33, the pressure forces are equalized and the pistons P,Q and the element E are completely out in the left position.
Dersom solenoiden S nå magnetiseres ved at armen 126If the solenoid S is now magnetized by the arm 126
av potensiometret 116 beveges mot venstre, dvs. mot forbind- of the potentiometer 116 is moved to the left, i.e. towards connect-
eisen 117, vil mer strøm flyte i solenoiden S og generere mer magnetisk fluks i de magnetisk permeable partier 40, 41. Denne fluks fører til at styreelementet C beveges mot høyre mot fjærens 95 forspenning. Når dette skjer, beveges spor 90 bort fra spor 80 og mot spor 81. Det vil da tendere til å oppstå et økende trykkfall mellom spor 80 og 90 og et avtagende trykkfall mellom spor 90 og 81. Dette økende trykkfall mellom spor 80 og 90 tenderer til å redusere trykket i styrekammeret 4 5 og dermed trykkreftene på stemplet P mot venstre. Trykkreftene mot høyre på stemplet Q forblir de samme. Stemplene P,Q og elementet E beveges mot høyre, inntil trykk-kreftene på de tre elementer igjen er nøyaktig utliknet. Hvis styreelementet C fortsatt beveges mot høyre, vil trykket tendere til å falle ytterligere i spor 90 og kammeret 22 og stemplene P.Q. og element E vil beveges ytterligere mot høyre for å opprettholde trykkreftene på stemplene P,Q og det portutstyrte element E nøyaktig utliknet. iron 117, more current will flow in the solenoid S and generate more magnetic flux in the magnetically permeable parts 40, 41. This flux causes the control element C to be moved to the right against the bias of the spring 95. When this happens, track 90 is moved away from track 80 and towards track 81. There will then tend to be an increasing pressure drop between tracks 80 and 90 and a decreasing pressure drop between tracks 90 and 81. This increasing pressure drop between tracks 80 and 90 tends to reduce the pressure in the control chamber 4 5 and thus the pressure forces on the piston P to the left. The pressure forces to the right on the piston Q remain the same. The pistons P,Q and the element E are moved to the right, until the pressure forces on the three elements are again exactly balanced. If the control element C is still moved to the right, the pressure will tend to fall further in the groove 90 and the chamber 22 and the pistons P.Q. and element E will be moved further to the right to maintain the compressive forces on the pistons P,Q and the gate equipped element E exactly balanced.
Under fravær av utvendige krefter på drivakselen O,In the absence of external forces on the drive shaft O,
vil styrekammertrykket forbli konstant ved et konstant høyt trykk. Det eneste som endrer det er stillingen av stemplene, elementet E og akselen 0 når de følger styreelementet C. the control chamber pressure will remain constant at a constant high pressure. The only thing that changes it is the position of the pistons, element E and shaft 0 when they follow the guide element C.
Ytterst små relativbevegelser av sporene 80, 81 i forhold til spor 90 kan fremkalle store trykkendringer. Trykkene i kammer 22 kan variere fra nesten høytrykk til nesten lavtrykk med en meget liten bevegelse, f.eks. på 0,025 mm, av stemplene P og Q for å motvirke effekten av eventuelle utvendige krefter på akselen 0. Extremely small relative movements of the tracks 80, 81 in relation to track 90 can cause large pressure changes. The pressures in chamber 22 can vary from almost high pressure to almost low pressure with a very small movement, e.g. of 0.025 mm, of the pistons P and Q to counteract the effect of any external forces on the shaft 0.
Ved svikt i kraftforsyningen vil styreelementet C beveges mot venstre av fjæren 95, og stemplene P.Q vil deretter automatisk beveges til den venstre stilling som er vist i fig. 1. In the event of a failure in the power supply, the control element C will be moved to the left by the spring 95, and the pistons P.Q will then automatically be moved to the left position shown in fig. 1.
Fig. 5 viser en dobbeltvirkende fluidumtrykkaktivisert utløserinnretning som generelt likner den utførelse som er vist i fig. 1. Bare forskjellene mellom de to innretninger vil bli omtalt. Like deler, men med forskjellig form, er betegnet med samme henvisningstall, merket '. Fig. 5 shows a double-acting fluid pressure-activated release device which is generally similar to the embodiment shown in fig. 1. Only the differences between the two devices will be discussed. Identical parts, but of different shape, are denoted by the same reference number, marked '.
I fig. 1 er det portutstyrte element E vist i en ut-førelsesform i ett med stemplet P. I fig. 5 er elementet E' festet til stemplet P, slik at det er radialt bevegelig i forhold til stemplet. En feiltilpasning av aksene for de to hus blir således opptatt. In fig. 1, the gate-equipped element E is shown in an embodiment in one with the stamp P. In fig. 5, the element E' is attached to the piston P, so that it is radially movable in relation to the piston. A misalignment of the axes for the two houses is thus taken up.
Venstre ende 108 av det portutstyrte element E' strekker seg således forholdsvis løst inn i en boring 107 The left end 108 of the gate-equipped element E' thus extends relatively loosely into a bore 107
i høyre ende av stemplet P' og er avtettet av en elastisk trykktetning 110. Elementet E<1>har en flens 121 i avstand fra enden 108 med en elastisk trykktetning 111 i ytterflaten som tetter mot en forsenkningsflate. Venstre ende 108 mellom disse tetninger er utstyrt med et omkretsspor 113, som via en radial passasje 114 kommuniserer med venstre ende av passasjen 75'. Dette spor står i forbindelse med lavtrykkskammeret eller hulrommet 115 via en passasje 116 som forløper diagonalt gjennom stemplet P' gjennom trykkflaten 12 3. Venstre ende 108 er lukket inne i boringen 107 ved hjelp av en skive 120 som er i anlegg mot en høyrevendt skulder på en flens 121 på elementet E' og en spaltet låsering 124 som passer inn i et spor når den åpne enden av boringen. at the right end of the piston P' and is sealed by an elastic pressure seal 110. The element E<1> has a flange 121 at a distance from the end 108 with an elastic pressure seal 111 in the outer surface which seals against a recess surface. The left end 108 between these seals is equipped with a circumferential groove 113, which via a radial passage 114 communicates with the left end of the passage 75'. This slot is connected to the low-pressure chamber or cavity 115 via a passage 116 which runs diagonally through the piston P' through the pressure surface 12 3. The left end 108 is closed inside the bore 107 by means of a disc 120 which is in contact with a right-facing shoulder of a flange 121 on the element E' and a slotted locking ring 124 which fits into a slot at the open end of the bore.
Ifølge oppfinnelsen har flensen 121 et dobbelt så stort areal som enden 108 og vil være i trykkraftbalanse i forhold til stemplet P'. According to the invention, the flange 121 has an area twice as large as the end 108 and will be in pressure force balance in relation to the piston P'.
Samme eller en liknende radialt bevegelig trykkbalansert konstruksjon kan benyttes ved alle utførelsesformer som omtales her. The same or a similar radially movable pressure-balanced construction can be used in all embodiments mentioned here.
I fig. 1 foreligger det bare en solenoid. I det ut-førelseseksempel som er vist i fig. 5, er det anordnet et par høyre- og venstre solenoidspoler S.S<1>med aksial innbyrdes avstand. Videre foreligger et par magnetisk, ikke-permeable partier 42, 42' i disse spoler i aksial avstand med et magnetisk permeabelt parti 43 mellom dem. Partiet 43 omfatter en radialt forløpende del 43', som strekker seg ut mellom de nærliggende ender av spolene S, S'. In fig. 1, there is only one solenoid. In the embodiment shown in fig. 5, a pair of right and left solenoid coils S.S<1> are arranged with an axial mutual distance. Furthermore, a pair of magnetically non-permeable parts 42, 42' are present in these coils at an axial distance with a magnetically permeable part 43 between them. The part 43 comprises a radially extending part 43', which extends out between the adjacent ends of the coils S, S'.
På denne måten har begge solenoidspoler S, S<1>en lukket magnetisk sløyfe bortsett fra de ikke-permeable partier 42, 42', og sløyfen er lukket via styreelementet C. In this way, both solenoid coils S, S<1> have a closed magnetic loop except for the non-permeable parts 42, 42', and the loop is closed via the control element C.
Styreelementet C' er generelt identisk med konstruksjonen av element C i fig. 1, bortsett fra at venstre ende smalner av som ved 100', identisk med høyre ende 100 i ut-førelsen ifølge fig. 1, og av samme grunn. The control element C' is generally identical to the construction of element C in fig. 1, except that the left end tapers off as at 100', identical to the right end 100 in the embodiment according to fig. 1, and for the same reason.
Magnetisk permeable partier 40, 41 er forsynt med forsenkninger med en diameter på 0,254 mm for dannelse av venstre- og høyrevendte skuldre med en innbyrdes avstand på fortrinnsvis 0,254 mm mer enn den aksiale lengde av styreelementet C'. En spaltet låsering 128 er anbralt i et spor i denne forsenknings overflate for å danne en stopper for en ring 129 av rustfritt stål på høyre side av ringen. Låse-ringen 128 er anordnet slik at ringens høyre flate 130 under hensyntagen til ringens 129 tykkelse vil ha samme avstand fra skulderen som skålens 60 basis fra den høyrevendte skulder. Et par ringer 132, 133 er anordnet i hver sin fordypning med en slik diameter at de er aksialt bevegelig i fordypningen og butter mot skuldrene. Spiralfjærer 95 og 95', en i hver ende av styreelementet C, forspenner ringene 132, 133 mot skuldrene. Fjærene 95, 95' har fortrinnsvis identisk konstruksjon og befinner seg under lett kompresjon, f.eks. på ca. 0,9 kg. Ved denne anordning må fjærene 95, 95' ikke være helt identiske for å sentrere sporet 90 i styreelementet C' i forhold til sporene 80, 81. Når en styring virker i retning av gradvis magnetisering av spolen, vil det være et svakt dødpunkt i styreorganets bevegelse før magnetiseringen av spolen er tilstrekkelig til å overvinne denne komprimerings-kraft og bevege styreelementet C. Magnetically permeable parts 40, 41 are provided with recesses with a diameter of 0.254 mm to form left- and right-facing shoulders with a mutual distance of preferably 0.254 mm more than the axial length of the control element C'. A slotted locking ring 128 is slotted into a groove in this countersunk surface to form a stop for a stainless steel ring 129 on the right side of the ring. The locking ring 128 is arranged so that the right surface 130 of the ring, taking into account the thickness of the ring 129, will have the same distance from the shoulder as the base of the bowl 60 from the right-facing shoulder. A pair of rings 132, 133 are arranged in each recess with such a diameter that they are axially movable in the recess and butt against the shoulders. Spiral springs 95 and 95', one at each end of the control element C, bias the rings 132, 133 against the shoulders. The springs 95, 95' preferably have identical construction and are under light compression, e.g. of approx. 0.9 kg. With this device, the springs 95, 95' must not be completely identical in order to center the groove 90 in the control element C' in relation to the grooves 80, 81. When a control works in the direction of gradual magnetization of the coil, there will be a weak dead center in the control element movement before the magnetization of the coil is sufficient to overcome this compression force and move the control element C.
Fig. 5A er et koplingsskjerna for styring av magnetiseringen av spolene S,S'. Et potensiometer har et motstands-element 142 med ytre kontakter koplet via ledninger 150, 151 til de respektive kontakter for et batteri 14 6 og en kontakt Fig. 5A is a connection core for controlling the magnetization of the coils S,S'. A potentiometer has a resistance element 142 with external contacts connected via wires 150, 151 to the respective contacts for a battery 14 6 and a contact
for spolene S, S'. Potensiometerarmen 144 er koplet til begge andre kontakter for spolene S,S' via ledningen 14 5. Armen 144 er forspent mot midtstilling av ikke viste fjærer, som vanlig på området. I denne stilling er begge spoler like, men for the coils S, S'. The potentiometer arm 144 is connected to both other contacts for the coils S,S' via the wire 14 5. The arm 144 is biased towards the center position by springs not shown, as is usual in the area. In this position, both coils are the same, but
minimalt magnetisert med motsatt magnetisk polaritet, og hver utøver en lik kraft mot høyre eller venstre på styreelementet minimally magnetized with opposite magnetic polarity, and each exerts an equal force to the right or left of the control element
C. Dette forblir dermed i nøytral eller midtstilling.C. This thus remains in the neutral or middle position.
Driften av solenoidene S, S' i forbindelse med styreelementet C er generelt den samme som er omtalt i forbindelse med fig. 1. Hvis solenoiden S blir mer magnetisert enn solenoiden S', vil styreelementet beveges mot høyre og det portutstyrte element E<1>og stemplet P<1>vil beveges mot høyre på samme måte som omtalt i forbindelse med fig. 1. Hvis venstre solenoid S<1>er mer magnetisert enn solenoiden S, vil styreelementet C beveges mot venstre og det portutstyrte element E' og stemplet P' vil også beveges mot venstre. I tilfelle The operation of the solenoids S, S' in connection with the control element C is generally the same as that discussed in connection with fig. 1. If the solenoid S becomes more magnetized than the solenoid S', the control element will move to the right and the gate equipped element E<1> and the piston P<1> will move to the right in the same way as discussed in connection with fig. 1. If the left solenoid S<1> is more magnetized than the solenoid S, the control element C will move to the left and the gated element E' and the piston P' will also move to the left. In case
av strømsvikt, vil styreelementet C bli ført tilbake til sin nøytrale eller midtstilling av fjærene 95, 95', som vist. of power failure, the control element C will be returned to its neutral or center position by the springs 95, 95', as shown.
Fordi fjærene 95, 95' er under utgangskompresjon, må armen 144 beveges i en liten bue i en av retningene før den magnetiske kraft på elementet C overvinner denne utgangskompresjon og begynner å bevege elementet C'. Dette gir et lite null- eller dødpunkt i styringen. Because the springs 95, 95' are under output compression, the arm 144 must be moved in a small arc in one of the directions before the magnetic force on the element C overcomes this output compression and begins to move the element C'. This gives a small zero or dead center in the steering.
Det vil således fremgå at en enkeltvirkende og en dobbeltvirkende elektrisk styrt fluidumtrykk-aktivisert ut-løser er omtalt, hvor det eneste element som rager ut fra et trykkammer er utgangsakselen 0. Stillingen av denne utgangsaksel kan videre lett styres av en analog elektrisk strøm i en den ene eller den andre av solenoidene. Disse solenoider opprettet en magnetfluks som fører til at et styreelement, som er fullstendig opptatt i utløserens hus, beveges i forhold til innløps- og utløpspassasjer som forbinder et styretrykkammer med høyt, henholdsvis lavt trykk. Ved at styreelementet beveges i forhold til innløps- og ut-løpspassas jene , vil trykkfallet mellom disse passasjer og trykkammeret variere. Differensialarealstemplene i utløseren beveges under differensialtrykkrefter som utøves mot dem og følger dermed nøyaktig styreelementets stilling som er fastlagt av magnetkreftene. Stemplene holdes deretter i det vesentlige i nøyaktige stillinger i forhold til styreelementet, uansett variasjoner i de ytre krefter på utløserens utgangsaksel. It will thus appear that a single-acting and a double-acting electrically controlled fluid pressure-activated trigger are discussed, where the only element that protrudes from a pressure chamber is the output shaft 0. The position of this output shaft can also be easily controlled by an analog electric current in a one or the other of the solenoids. These solenoids created a magnetic flux which causes a control element, which is fully enclosed in the actuator housing, to move relative to inlet and outlet passages connecting a high and low pressure control pressure chamber, respectively. By moving the control element in relation to the inlet and outlet passages, the pressure drop between these passages and the pressure chamber will vary. The differential area pistons in the trigger move under differential pressure forces exerted against them and thus precisely follow the position of the control element determined by the magnetic forces. The pistons are then held in substantially accurate positions relative to the control element, regardless of variations in the external forces on the output shaft of the trigger.
Fig. 6 viser utløseren ifølge fig. 5 innlemmet i en retningsventil av fjernstyrt type. I denne utførelse omfatter ventilen et kombinert ventil- og stempelhus A, et styretrykk-hus B, et styretrykkstempel N som påvirker ventilens spole D, et høytrykksstempel L, et portutstyrt element K, et styreelement F og et par solenoidspoler S, S' for selektiv bevegelse av styreelementet F mot høyre eller venstre og for å bringe styretrykkstemplet N til å bevege spolen D mot høyre eller venstre, idet det følger styreelementets F bevegelse. Fig. 6 shows the trigger according to fig. 5 incorporated in a directional valve of the remote-controlled type. In this embodiment, the valve comprises a combined valve and piston housing A, a control pressure housing B, a control pressure piston N which acts on the valve's coil D, a high pressure piston L, a gate equipped element K, a control element F and a pair of solenoid coils S, S' for selective movement of the control element F to the right or left and to bring the control pressure piston N to move the coil D to the right or left, as it follows the movement of the control element F.
Huset A er generelt konvensjonelt konstruert og omfatter et langstrakt sylindrisk kammer 610 med en sylindrisk sidevegg 611, hvori stemplet N er forskyvbart avstøttet og et flertall portkammere som er adskilt av tettende land, som fra høyre mot venstre omfatter et lavtrykkskammer 613, et smalt land 614, et utløps/innløpskammer 615, et bredt land 618, et innløps/utløpskammer 619, et smalt land 620 og et lavtrykkskammer 621. Kamrene har alle samme aksiale bredde og de brede land er dobbelt så brede som de smale land. The housing A is generally conventionally constructed and comprises an elongated cylindrical chamber 610 with a cylindrical side wall 611, in which the piston N is slidably supported and a plurality of port chambers separated by sealing lands, which from right to left comprise a low pressure chamber 613, a narrow land 614 , an outlet/inlet chamber 615, a wide land 618, an inlet/outlet chamber 619, a narrow land 620 and a low pressure chamber 621. The chambers all have the same axial width and the wide lands are twice as wide as the narrow lands.
I nærheten av og i kommunikasjon med lavtrykkskammeret 621 er det ifølge oppfinnelsen, anordnet et sylindrisk hulrom 625 med mindre diameter enn diameteren av de forskjellige land og kammeret 610. Venstre ende av kammeret 625 er lukket med en propp 628 som er skrudd inn i huset A og tettet av en O-ringtetning 629. En innvendig passasje 633 forbinder lavtrykkskammerne 621 og 613. Kammeret 613 har en port 634 In the vicinity of and in communication with the low-pressure chamber 621, according to the invention, a cylindrical cavity 625 is arranged with a smaller diameter than the diameter of the various lands and the chamber 610. The left end of the chamber 625 is closed with a plug 628 which is screwed into the housing A and sealed by an O-ring seal 629. An internal passage 633 connects the low pressure chambers 621 and 613. The chamber 613 has a port 634
som er gjenget i ytre ende for å oppta en ledningsfitting (ikke vist), hvilken port 634 normalt står i forbindelse med lavtrykk, som en sump eller liknende. which is threaded at the outer end to receive a conduit fitting (not shown), which port 634 is normally associated with low pressure, such as a sump or the like.
Kammeret 615 har en port 640 som i ytre ende erThe chamber 615 has a port 640 which at the outer end is
gjenget for å oppta en ledningsfitting som kommuniserer med en port på en fluidumtrykkanordning som skal drives. Inn-løps trykkammeret 617 har en innløpsport 642 som er gjenget i sin ytre ende for å oppta en ledningsfitting og er tilpasset for å forbindes med en kilde for et høytrykksfluidum med konstant volum. Kammeret 619 har en port 644 som er gjenget i ytre ende for å oppta en fitting som er tilpasset for å forbindes med den andre port av fluidumtrykkanordningen. threaded to receive a conduit fitting that communicates with a port on a fluid pressure device to be operated. The inlet pressure chamber 617 has an inlet port 642 which is threaded at its outer end to receive a conduit fitting and is adapted to connect to a source of a constant volume high pressure fluid. The chamber 619 has a port 644 which is threaded at the outer end to receive a fitting which is adapted to connect to the other port of the fluid pressure device.
Spolen D omfatter et par sylindriske spoler 650, 651 med en innbyrdes aksial avstand som svarer til avstanden mellom de to innløps/utløpstrykkamre og en lengde som svarer til bredden av kamrene pluss bredden av et bredt land. Spolen 650 har en overflate som er tilpasset for vekselvis anlegg mot landene 614 eller 616 og spolen 651 har en flate som er tilpasset for vekselvis anlegg mot landene 618 eller 620. The coil D comprises a pair of cylindrical coils 650, 651 with a mutual axial distance corresponding to the distance between the two inlet/outlet pressure chambers and a length corresponding to the width of the chambers plus the width of a wide land. Coil 650 has a surface adapted for alternating contact with lands 614 or 616 and coil 651 has a surface adapted for alternating contact with lands 618 or 620.
Disse flater er forsynt med hver sitt par av innsnevrede passasjer 654, 655, en i hver ende, som har økt dybde mot de aksiale ender av spolene for på konvensjonell måte å opprettholde et kontinuerlig innløpstrykk og tillate en begrenset fluidumstrømning, f.eks. 113,56 l/min. gjennom ventilen. Dette innløpstrykk varierer selvsagt innen vide grenser med varia-sjonen av belastningen på den anordning som styres. Sporene 654, 655 er vist i tverrsnitt på spolen 650 og i oppriss på spolen 651 for å gi et klarere bilde av anordningen. These surfaces are each provided with a pair of constricted passages 654, 655, one at each end, which have increased depth towards the axial ends of the coils to conventionally maintain a continuous inlet pressure and allow a restricted fluid flow, e.g. 113.56 l/min. through the valve. This inlet pressure naturally varies within wide limits with the variation of the load on the device being controlled. The tracks 654, 655 are shown in cross-section on the coil 650 and in elevation on the coil 651 to give a clearer picture of the device.
Avhengig av hvilke land som befinner seg i tettende kontakt vil fluidum ledes gjennom ventilen fra innløpsporten til en av utløpsportene på konvensjonell måte. Depending on which countries are in sealing contact, fluid will be directed through the valve from the inlet port to one of the outlet ports in a conventional manner.
Høytrykksstemplet L forløper i ett med venstre endeThe high-pressure piston L runs together with the left end
av spolen D og er forskyvbart i et tettende forhold til veggene av hulrommet 625 for dannelse av et høytrykkskammer 661 med høyre flate av proppen 628. of the coil D and is displaceable in a sealing relationship with the walls of the cavity 625 to form a high pressure chamber 661 with the right face of the plug 628.
Spolen har også et parti 662 med redusert diameter,The coil also has a reduced diameter lot 662,
som begrenser en passasje for forbindelse av innløps/utløps-kammeret 619 med lavtrykk når spolen D beveges mot høyre. which restricts a passage for connecting the inlet/outlet chamber 619 with low pressure when the coil D is moved to the right.
På liknende måte har spolen D et parti 665 med redusert diameter som begrenser en passasje 666 i forbindelse med hulrommet 610, og når spolen D beveges mot venstre, bringes innløps/utløpskammeret 615 i forbindelse med lavtrykk i kammeret 616. Similarly, the coil D has a portion 665 of reduced diameter which limits a passage 666 in connection with the cavity 610, and when the coil D is moved to the left, the inlet/outlet chamber 615 is brought into communication with low pressure in the chamber 616.
Spolen har et parti 657 med redusert diameter og for-løpende i ett med spolene 650, 651, hvilket parti har en tverrgående passasje 656 som forbinder innløpstrykket i kammer 617 med en aksialt forløpende passasje 658 som strekker seg gjennom hele spolens D lengde og forbinder høytrykket i inn-løpskammeret 617 med høyre ende av spolen D og trykkammeret 661. The coil has a part 657 of reduced diameter and continuous with the coils 650, 651, which part has a transverse passage 656 which connects the inlet pressure in chamber 617 with an axially continuous passage 658 which extends through the entire length of the coil D and connects the high pressure in the inlet chamber 617 with the right end of the coil D and the pressure chamber 661.
Stemplet N er fortrinnsvis utført i ett med spolen D og har på konvensjonell måte et flertall trykkutlikningsspor 670, som med aksial innbyrdes avstand forløper rundt stemplets overflate. Ifølge oppfinnelsen har stemplet N også et aksialt forløpende spor 671, som forbinder venstre aksiale flate 672 og høyre aksiale flate 673. Sporet 671 skjærer omkretssporene 670 og danner et flertall skarpkantede åpninger for å opprette en innsnevret passasje fra styretrykkammeret til lavtrykk på samme måte som generelt omtalt i forbindelse med fig. 7 og 8. The piston N is preferably made in one with the coil D and has, in a conventional manner, a plurality of pressure equalization grooves 670, which run axially apart around the surface of the piston. According to the invention, the piston N also has an axially extending groove 671, which connects the left axial surface 672 and the right axial surface 673. The groove 671 intersects the circumferential grooves 670 and forms a plurality of sharp-edged openings to create a constricted passage from the control pressure chamber to the low pressure in the same way as generally discussed in connection with fig. 7 and 8.
Måten hvorpå det portutstyrte element K er festetThe manner in which the gate-equipped element K is attached
til trykkstemplet N er vist i og beskrevet i forbindelse med fig. 5 og vil ikke bli nærmere omtalt. I den viste utførelses-form av oppfinnelsen er det, på grunn av den innsnevrede passasje som dannes av sporet 671 fra styretrykkammeret til lavtrykk, bare nødvendig at det anordnes en enkelt høytrykks-innløpspassasje 675 i det portutstyrte element K. Denne passasje strekker seg aksialt gjennom elementet K til proppen 676 i den høyre enden. Et spor 678 i ytterflaren 679 for elementet K har forbindelse med passasjen 675 via tverrborede åpninger 680. Dette spor er begrenset av venstre og høyre radialt forløpende sidevegger 678', 678". to the pressure piston N is shown in and described in connection with fig. 5 and will not be discussed further. In the shown embodiment of the invention, due to the narrowed passage formed by the groove 671 from the control pressure chamber to low pressure, it is only necessary that a single high-pressure inlet passage 675 be arranged in the port-equipped element K. This passage extends axially through element K to plug 676 at the right end. A groove 678 in the outer flare 679 of the element K connects with the passage 675 via cross-drilled openings 680. This groove is limited by left and right radially extending side walls 678', 678".
Styreelementet F er generelt identisk med konstruksjonen av styreelementet C som er omtalt i forbindelse med fig. 5 og vil ikke bli nærmere omtalt, bortsett fra at det bør nevnes at det har et omkretsspor 681 i sin innerflate som har forbindelse med et langsgående spor 682 via tverrborede passasjer 683, slik at høytrykk i innløpskammeret 617 kan forbindes med styretrykkammeret via de tverrborede åpninger 656, den aksiale passasje 658, den aksiale passasje 675, den radiale passasje 680, sporet 678, sporet 681, den radiale passasje 683 og sporet 682. The control element F is generally identical to the construction of the control element C which is discussed in connection with fig. 5 and will not be discussed further, except that it should be mentioned that it has a circumferential groove 681 in its inner surface which is connected to a longitudinal groove 682 via cross-drilled passages 683, so that high pressure in the inlet chamber 617 can be connected to the control pressure chamber via the cross-drilled openings 656, the axial passage 658, the axial passage 675, the radial passage 680, the groove 678, the groove 681, the radial passage 683 and the groove 682.
I dette utførelseseksempel av oppfinnelsen er sporet 678 anordnet slik at høyre vegg av sporet 678 og venstre vegg av sporet 681 overlapper noe når styreelementet F befinner seg i den viste midtstilling når solenoidene S,S' ikke er magnetisert. Størrelsen av overlappingen avhenger av innsnev-ringene i utløpssporet 671 og klaringen f. I alle fall vil stemplet N bevege sporene i forhold til hverandre, slik at strømningen mellom dem vil svare til strømningen gjennom sporet eller passasjen 671. In this embodiment of the invention, the groove 678 is arranged so that the right wall of the groove 678 and the left wall of the groove 681 overlap somewhat when the control element F is in the middle position shown when the solenoids S, S' are not magnetized. The size of the overlap depends on the constrictions in the outlet groove 671 and the clearance f. In any case, the piston N will move the grooves in relation to each other, so that the flow between them will correspond to the flow through the groove or passage 671.
I det viste utførelseseksempel forbindes høytrykket også fra passasje 658 til kammer 661 og dette trykk utøver en kraft mot høyre på flaten 660. De variable trykk i trykkstyrekammeret utøver en kraft mot venstre på stemplet N. Stemplet N beveger sporet 678 i forhold til sporet 681 for In the embodiment shown, the high pressure is also connected from passage 658 to chamber 661 and this pressure exerts a force to the right on the surface 660. The variable pressures in the pressure control chamber exert a force to the left on the piston N. The piston N moves the groove 678 in relation to the groove 681 for
å åpne og lukke innløpspassasjen fra høytrykk i forhold til utløpspassasjen til lavtrykk, inntil trykkreftene er utliknet på stemplet N og stemplet L for spolen D. to open and close the inlet passage from high pressure in relation to the outlet passage to low pressure, until the pressure forces are equalized on piston N and piston L for coil D.
Hvis solenoiden S magnetiseres, blir styreelementet F beveget mot høyre, og trykkene i trykkstyrekammeret tenderer til å bli redusert. Stemplet N og sleiden D følger styreelementet F for å holde dette trykk konstant. Denne bevegelse av sleiden D retter fluidumstrømningen til port 640. Hvis solenoiden S' blir aktivisert, blir styreelementet F beveget mot venstre og stemplet N vil også bevege seg mot venstre for å bevege sleiden D mot venstre, slik at det oppstår en fluidumstrømning til porten 640. Variasjoner i trykket i innløpsporten 642 fremkaller proporsjonale trykkendringer i høy- og lavtrykkskamrene og påvirker ikke kraft-balansen på stemplet N og spolen D på en uheldig måte. If the solenoid S is magnetized, the control element F is moved to the right, and the pressures in the pressure control chamber tend to be reduced. The piston N and the slide D follow the control element F to keep this pressure constant. This movement of slide D directs fluid flow to port 640. If solenoid S' is activated, control element F is moved to the left and piston N will also move to the left to move slide D to the left, causing fluid flow to port 640 Variations in the pressure in the inlet port 642 induce proportional pressure changes in the high and low pressure chambers and do not adversely affect the force balance on the piston N and coil D.
Skulle strømmen falle ut, vil styreelementet F vende tilbake til sin nøytrale eller midtstilling som er vist i fig. 6 og sleiden D vil automatisk vende tilbake til nøytral stilling. Should the current fail, the control element F will return to its neutral or middle position as shown in fig. 6 and the slide D will automatically return to the neutral position.
I dette utførelseseksempel av oppfinnelsen er fjærene 95, 95' utformet slik at deres frie, ubelastede lengde er større enn deres lengde når de er installert i anordningen. Fjærene utøver dermed hver sin utgangsspenning mot skivene som er i anlegg mot endene av styreelementet F. Ved denne anordning må potensiometerarmene ifølge fig. 5A beveges i en liten bue for å aktivisere en av solenoidene tilstrekkelig til å bevege mer enn den andre før styreelementet F begynner å bevege seg mot fjærens utgangsforspenning. På denne måte har operatøren et svakt dødpunkt i sin håndstyrespak før ytterligere bevegelse av håndspaken begynner å bevege styreelementet F og spolen D for styring av motoren eller stemplet som anordningen skal styre. In this embodiment of the invention, the springs 95, 95' are designed so that their free, unloaded length is greater than their length when installed in the device. The springs thus exert their own output voltage against the discs which are in contact with the ends of the control element F. With this device, the potentiometer arms according to fig. 5A is moved in a slight arc to energize one of the solenoids sufficiently to move more than the other before the control element F begins to move toward the spring output bias. In this way, the operator has a weak dead center in his hand control lever before further movement of the hand lever begins to move the control element F and the coil D for controlling the motor or piston which the device is to control.
Det vil således fremgå at det er tilveiebrakt en toveis retningsventil som kan fjernstyres ved hjelp av en analog elektrisk strøm og som vil være nøyaktig i sin plassering av landene på sleiden D i forhold til landene av huset, og vil gi nøyaktig styring av anordningen som spole-ventilen styrer. It will thus be seen that a two-way directional valve has been provided which can be controlled remotely by means of an analog electric current and which will be accurate in its location of the lands on the slide D in relation to the lands of the housing, and will provide accurate control of the device such as coil - the valve controls.
Fig. 7 viser utløseren innlemmet som en del av en trykkavlastningsventil av differensialareal-stempeltypen. Denne ventil omfatter generelt et styrestempelhus T, et styretrykkammerhus U, et ventilaktiviseringsstempel V, et styretrykkstempel W, et portutstyrt element X, et magnetisk aktivisert styreelement Y i form av en hylse, og en solenoid S, som er tilpasset for å forbindes med en variabel elektrisk kraftkilde og som avhengig av sin magnetisering, bringer styreelementet til en ønsket stilling i huset U. Fig. 7 shows the release incorporated as part of a pressure relief valve of the differential area piston type. This valve generally comprises a control piston housing T, a control pressure chamber housing U, a valve actuation piston V, a control pressure piston W, a ported element X, a magnetically actuated control element Y in the form of a sleeve, and a solenoid S, which is adapted to be connected to a variable electric power source and which, depending on its magnetisation, brings the control element to a desired position in the housing U.
Huset T har generelt formen av en blokk av stål, aluminium eller et annet materiale med høy fasthet. I blokken er det utformet et langstrakt sylindrisk kammer 710 og styrestemplet W er forskyvbart montert i kammeret og avstøtter i sin tur ventilstemplet V forskyvbart. The housing T generally takes the form of a block of steel, aluminum or another high-strength material. An elongated cylindrical chamber 710 is formed in the block and the control piston W is displaceably mounted in the chamber and in turn supports the valve piston V displaceably.
Huset U er konstruert på samme måte som hus B i fig.l og trenger ingen nærmere forklaring. Det er tilstrekkelig å si at det har et kammer 717 som er koaksialt og kommuniserer med kammeret 710, og det er begrenset av sylindriske sidevegger 718. Forøvrig like deler vil bli betegnet med like hen-visnings tegn .. Venstre side av det magnetisk permeable parti House U is constructed in the same way as house B in fig.l and needs no further explanation. Suffice it to say that it has a chamber 717 which is coaxial and communicates with the chamber 710, and it is limited by cylindrical side walls 718. Otherwise like parts will be designated by like reference signs .. Left side of the magnetically permeable part
740 har en flate 716, som virker som en stopper for den høyre-rettede bevegelse av stemplet W, som nærmere omtalt nedenfor.. Venstre ende av kammeret 710 er forsynt med en fordypning som ved 720, som danner en høyrevendt skulder eller stopper 721 for venstre ende av stemtplet W. Stemplets W aksiale lengde er mindre enn avstanden mellom disse to stoppere med en verdi d. 740 has a surface 716, which acts as a stop to the rightward movement of the piston W, as further discussed below. The left end of the chamber 710 is provided with a recess as at 720, which forms a right-facing shoulder or stop 721 for left end of the stem spot W. The axial length of the stem W is smaller than the distance between these two stops by a value d.
Venstre ende av huset T har en innløpsåpning 724 på kammerets 710 akse, hvor et ventilsetedannende organ 725 er anbrakt. Organet 725 har et sylindrisk parti 726 i åpningen og er avtettet med en O-ring 727. Åpningen 724 er innvendig gjenget for å oppta en hensiktsmessig ikke vist fluidumledningsfitting. Høyre ende av det ventilsetedannende organ 725 har en konisk ventilseteflate 731 som omgir en innløpsport 732. Flaten 731 er tilpasset for inngrep med en bueformet ventilseteinngrepsflate 734, som er utformet på venstre ende av ventilaktiviseringsstemplet V, generelt som vist. Denne flate 734 går til tangensialt inngrep med den koniske flate 731 på en sirkel 735, som har en diameter a, bestemt av flat-ens 734 bueradius og den vinkel som den koniske flate 731 omslutter. Disse dimensjoner er valgt slik at diameteren a i det minste er større enn diameteren av motstående ende av stemplet V, som er utsatt for høytrykk og diameteren av partiet 726 for delen 725. The left end of the housing T has an inlet opening 724 on the axis of the chamber 710, where a valve seat forming member 725 is placed. The member 725 has a cylindrical portion 726 in the opening and is sealed with an O-ring 727. The opening 724 is internally threaded to receive a suitable fluid line fitting, not shown. The right end of the valve seat forming member 725 has a conical valve seat surface 731 surrounding an inlet port 732. The surface 731 is adapted to engage an arcuate valve seat engagement surface 734, which is formed on the left end of the valve actuating piston V, generally as shown. This surface 734 engages tangentially with the conical surface 731 on a circle 735, which has a diameter a, determined by the arc radius of the surface 734 and the angle which the conical surface 731 encloses. These dimensions are chosen so that the diameter a is at least greater than the diameter of the opposite end of the piston V, which is exposed to high pressure and the diameter of the part 726 of the part 725.
Sirkelen 735 begrenser et areal mot hvilket fluidumtrykk i innløpsporten utøver en kraft mot høyre, som er lik trykket ganger det venstrevendte areal. The circle 735 limits an area against which fluid pressure in the inlet port exerts a force to the right, which is equal to the pressure times the left-facing area.
Generelt nær, men like til venstre for organet 725Generally close to but just to the left of organ 725
som danner ventilsetet, er en utløpsport 740, som er gjenget for å oppta en ikke vist fluidumledningsfitting, og kommuniserer med kammeret som dannes av forsenkningen 720. Normalt vil denne port befinne seg ved null trykk, og når ventilstemplet V beveges mot høyre, beveger det flaten 734 som er i anlegg mot ventilsetet bort fra ventilseteflaten 731. Fluidum kan da strømme fra innløpsporten, forbi ventilsetet 731 og ut gjennom utløpsporten 740. forming the valve seat is an outlet port 740, which is threaded to receive a fluid line fitting, not shown, and communicates with the chamber formed by the recess 720. Normally, this port will be at zero pressure, and when the valve piston V is moved to the right, it moves the surface 734 which is in contact with the valve seat away from the valve seat surface 731. Fluid can then flow from the inlet port, past the valve seat 731 and out through the outlet port 740.
Styrestemplet W har en slik utvendig diameter at det er forskyvbart i tettende inngrep med kammerets 710 flate, og det er forsynt med et flertall, generelt rektangulære oiti-kretsspor 750 for trykkutlikning, slik det er vanlig på området. Men ifølge oppfinnelsen er ytterflaten også forsynt med et aksialt forløpende, rektangulært spor 752 som skjærer hvert omkretsspor 750 og i høyre ende kommuniserer med kammer 717 og i venstre ende kommuniserer med kammer 710, hvilket kammer er i forbindelse med utløpsporten 740. Skjæringene mellom sporene 750 og spor 752 danner en innsnevret passasje fra husets B indre 717 til utløpsporten 740, som består av flere skarpkantede åpninger, slik at ethvert fluidum som strømmer gjennom vil strømme med en hastighet som er uføl-som overfor viskositet og vil ha et trykkfall som er propor-sjonalt med kvadratroten av trykkforskjellen mellom trykket i kammer 717 og utløpsporten 74 0, som nærmere omtalt nedenfor. Sporets 752 dimensjoner er fortrinnsvis slik at lekkasje-hastigheten vil være i en størrelsesorden på 4,09-16,387 cm 3-min, ved maksimalt konstruksjonstrykkinnløp til ventilen. I praksis vil omkretssporene 750 ha dimensjoner på omtrent 0,508 mm bredde og 0,508 mm dybde. Lekkasjesporet 752 har en bredde på ca. 0,762 mm og en dybde på 0,508 mm. Disse dimensjoner kan selvsagt varieres for oppnåelse av de ønskede strømningshastigheter og ønsket trykkbalanse. The control piston W has an outside diameter such that it is displaceable in sealing engagement with the chamber 710 surface, and is provided with a plurality of generally rectangular oiti circuit grooves 750 for pressure equalization, as is customary in the field. However, according to the invention, the outer surface is also provided with an axially extending, rectangular groove 752 which intersects each circumferential groove 750 and at the right end communicates with chamber 717 and at the left end communicates with chamber 710, which chamber is in connection with the outlet port 740. The intersections between the grooves 750 and groove 752 forms a narrowed passage from housing B interior 717 to outlet port 740, which consists of several sharp-edged openings, so that any fluid flowing through will flow at a velocity insensitive to viscosity and will have a pressure drop proportional to -tionally with the square root of the pressure difference between the pressure in chamber 717 and the outlet port 74 0, as discussed in more detail below. The groove's 752 dimensions are preferably such that the leakage rate will be in the order of 4.09-16.387 cm 3 -min, at maximum design pressure inlet to the valve. In practice, the circumferential grooves 750 will have dimensions of approximately 0.508 mm width and 0.508 mm depth. The leakage track 752 has a width of approx. 0.762 mm and a depth of 0.508 mm. These dimensions can of course be varied to achieve the desired flow rates and the desired pressure balance.
Stemplet W har et innvendig sylindrisk kammer 765, hvor høyre ende 766 av stemplet V er forskyvbart avstøttet. En O-ring 767 i et spor i ytterflaten av denne høyre ende The piston W has an internal cylindrical chamber 765, where the right end 766 of the piston V is displaceably supported. An O-ring 767 in a groove in the outer surface of this right end
766 avtetter de motstående flatene forskyvbart. Venstre ende av stemplet V har en radial flens 769 med en diameter som muliggjør forskyvbart anlegg mot flaten for en forsenkning 720 i kammeret 710. Flensen 769 er forsynt med et aksialt forløpende spor 771 som tillater fluidumpassasje. 766 seals the opposing surfaces displaceably. The left end of the piston V has a radial flange 769 with a diameter which enables displaceable abutment against the surface of a recess 720 in the chamber 710. The flange 769 is provided with an axially extending groove 771 which allows fluid passage.
Venstre ende av styrestemplet W har en forsenkning som danner en skulder 772 og et rom 773 for en fjær 774, hvis ene ende avstøtter seg mot skulderen 772 og hvis andre ende er i anlegg mot venstre side av flensen 769. Denne fjær 774 er hovedorganet for trykkstyring og forspenner stemplene V og W mot venstre, henholdsvis høyre, og flaten 734 til tettende anlegg mot ventilseteflaten 731. The left end of the control piston W has a recess which forms a shoulder 772 and a space 773 for a spring 774, one end of which rests against the shoulder 772 and the other end of which abuts against the left side of the flange 769. This spring 774 is the main means of pressure control and biases the pistons V and W towards the left and right, respectively, and the surface 734 for sealing against the valve seat surface 731.
Stemplet V har en aksial passasje 779, som forbinder høytrykket i innløpsporten 729 med høyre ende av stemplet V og kammeret 765. Trykket forbindes via klaringen mellom stempelpartiet 766 og kammerets 765 vegg for å påvirke venstre side av O-ringen 767. Kammeret 765 er stemplets V trykkammer og dette trykk presser stemplet V mot venstre og til lukket ventilstilling. Dette trykk tenderer også til å komprimere O-ringen 767 i retning mot venstre, dvs. mot ventilsetet 731. Viktig er at tverrsnittsarealet av partiet 766 ifølge oppfinnelsen, er mindre enn arealet for sirkelen 735, idet nettoarealet er slik at trykk i innløpsporten 729 The piston V has an axial passage 779, which connects the high pressure in the inlet port 729 with the right end of the piston V and the chamber 765. The pressure is connected via the clearance between the piston part 766 and the wall of the chamber 765 to affect the left side of the O-ring 767. The chamber 765 is the piston V pressure chamber and this pressure pushes the piston V to the left and to the closed valve position. This pressure also tends to compress the O-ring 767 in the direction to the left, i.e. towards the valve seat 731. It is important that the cross-sectional area of the part 766 according to the invention is smaller than the area of the circle 735, the net area being such that pressure in the inlet port 729
vil tendere til å presse stemplet V mot høyre. Disse krefter motvirkes av forspenningen fra trykkfjæren 774 som blir variabelt komprimert av stemplet W. will tend to push the piston V to the right. These forces are counteracted by the bias from the compression spring 774 which is variably compressed by the piston W.
Ifølge oppfinnelsen er det sørget for organer som varierer komprimeringen av fjæren 774 via et fjernstyrt elektrisk analogt signal. Ifølge oppfinnelsen forløper således et portutstyrt element X fra stemplet W, koaksialt inn i kammer 717, og styrestemplet W og det portutstyrte element X har en aksial passasje 870, som i venstre ende kommuniserer med kammeret 765 og i høyre ende kommuniserer med en tverrpassasje 782. Passasjen 782 kommuniserer med et sylindrisk spor 783 i elementets X overflate 784. Disse passasjer 782, According to the invention, means are provided which vary the compression of the spring 774 via a remotely controlled electrical analogue signal. According to the invention, a gate-equipped element X thus extends from the piston W, coaxially into chamber 717, and the control piston W and the gate-equipped element X have an axial passage 870, which at the left end communicates with the chamber 765 and at the right end communicates with a transverse passage 782. The passage 782 communicates with a cylindrical groove 783 in the element X surface 784. These passages 782,
780 og 779 vil ved fravær av styreelementet Y danne en uhindret passasje som bringer det indre 717 av huset U i forbindelse med innløpstrykket. Trykkammeret 717 utøver en kraft mot venstre på stemplet W, som er lik stemplets W tverrsnittsareal minus kammerets 765 areal. 780 and 779 will, in the absence of the control element Y, form an unobstructed passage which brings the inner 717 of the housing U into contact with the inlet pressure. The pressure chamber 717 exerts a force to the left on the piston W, which is equal to the cross-sectional area of the piston W minus the area of the chamber 765.
Styreelementet Y er genrelt identisk med styreelementet C i fig. 1, og vil ikke bli nærmere omtalt, bortsett fra at dets innerflate har et langstrakt omkretsspor 790 som står i forbindelse med et langsgående spor 791 i ytterflaten via en tverrboret passasje 792. Som vist i fig. 7A har sporet 790 The control element Y is generally identical to the control element C in fig. 1, and will not be further discussed, except that its inner surface has an elongated circumferential groove 790 which communicates with a longitudinal groove 791 in the outer surface via a transversely drilled passage 792. As shown in fig. 7A has track 790
en venstre sidevegg 793 som har en avstand fra venstre ende av elementet Y som i det minste er lik elementets maksimale bevegelsesområde mot høyre,og en slik lengde at det vil overlappe sporet 782 betydelig når det er null fluidumtrykk og stemplet W befinner seg i høyre stilling, som vist, til overlapping av sporet 783 med en liten verdi, f.eks. 0,127 mm, a left side wall 793 which has a distance from the left end of the element Y which is at least equal to the element's maximum range of movement towards the right, and such a length that it will overlap the groove 782 significantly when there is zero fluid pressure and the piston W is in the right position , as shown, to overlap the track 783 by a small value, e.g. 0.127 mm,
når stemplet W har beveget seg i et fullstendig slag d mot venstre under påvirkning av høytrykk i kammeret 717. when the piston W has moved in a complete stroke d to the left under the influence of high pressure in the chamber 717.
Mens de fleste andre anordninger som er omtalt her har et forhold mellom netto styretempeltrykkareal og netto høy-trykkstempeltrykkareal (differensialtrykkarealforhold) på While most other devices discussed here have a ratio of net control piston pressure area to net high-pressure piston pressure area (differential pressure area ratio) of
ca. 2:1, må fjærtrykkstyrte ventiler, som avlastnings-trykk- about. 2:1, spring pressure-controlled valves, such as relief-pressure-
reduksjonssekvensventiler m.v. ha en fjærkraft som er innstilt i god tid før aktivisering. I fig. 7 er netto styre-trykkareal således 7,5 ganger netto areal av styrestemplet som utsettes for systemtrykket, i stedet for 2:1 forholdet ved de øvrige omtalte anordninger. Fjærstyreanordningene er fullstendig motsatt av de andre anordninger, hvor en økning av magnetfluks vil redusere fjærkraften, og det er bare nødvendig å øke kraften i en retning. reduction sequence valves, etc. have a spring force that is set well in advance of activation. In fig. 7, the net control pressure area is thus 7.5 times the net area of the control piston which is exposed to the system pressure, instead of the 2:1 ratio in the other mentioned devices. The spring control devices are completely opposite to the other devices, where an increase in magnetic flux will reduce the spring force, and it is only necessary to increase the force in one direction.
Styreelementet Y er konstant forspent mot venstre av fjæren 795. Det er således normalt en delvis begrenset strømning av fluidum inn i kammer 717 og en fullstendig innsnevret fluidumstrømning ut fra kammer 717. The control element Y is constantly biased to the left by the spring 795. There is thus normally a partially restricted flow of fluid into chamber 717 and a completely constricted flow of fluid out of chamber 717.
Under drift vil høytrykk i innløpsporten 724 utøveDuring operation, high pressure in the inlet port 724 will exert
en kraft mot høyre på det areal som begrenses av sirkelen 735 på organet 733 som går til anlegg mot ventilsetet. Høy-trykket går via passasjen 779 og utøver en kraft mot venstre på høyre ende 796 av stemplet V. Da arealet av høyre ende 796 er mindre enn arealet av sirkelen 735, ville disse krefter normalt bevege stemplet V mot høyre. Når fjæren 774 forspenner ventilstemplet V mot venstre med en kraft som er lik fjærens fjærkarakteristikk og den komprimering. Når differen-sialtrykkreftene på stemplet V overstiger fjærens kraft, vil stemplet V beveges mot høyre og dermed opprette en begrenset forbindelse mellom innløpsporten 724 og utløpsporten 740. a force to the right on the area that is limited by the circle 735 on the member 733 that abuts the valve seat. The high pressure goes via the passage 779 and exerts a leftward force on the right end 796 of the piston V. Since the area of the right end 796 is smaller than the area of the circle 735, these forces would normally move the piston V to the right. When the spring 774 biases the valve piston V to the left with a force equal to the spring characteristic of the spring and the compression. When the differential pressure forces on the piston V exceed the force of the spring, the piston V will move to the right and thus create a limited connection between the inlet port 724 and the outlet port 740.
Innløpstrykket blir også forbundet med styrestemplets trykkammer 717 via passasjene 779, 780, 782, sporene 783, 790, passasjen 792 og sporet 791. Dette trykk luftes deretter mot utløpet via sporet 771 som danner en innsnevret passasje for fluidumstrømningen. Når innløpstrykket øker, øker også trykket i kammer 717. Styrestemplet W beveges mot venstre av trykket på stemplets høyre ende. Når styrestemplet W beveges mot venstre, komprimerer det fjæren 774 og øker dermed innløpstrykket, slik at ventilstemplet V beveges til åpen ventilstilling. Skulderen 721 begrenser styrestemplets W bevegelse mot venstre og dermed den maksimale komprimering av fjæren 774. Avhengig av fjærens 774 karakteristikk, blir dermed ventilens maksimale avlastningstrykk bestemt. The inlet pressure is also connected to the control piston's pressure chamber 717 via the passages 779, 780, 782, the grooves 783, 790, the passage 792 and the groove 791. This pressure is then vented towards the outlet via the groove 771 which forms a narrowed passage for the fluid flow. When the inlet pressure increases, the pressure in chamber 717 also increases. The control piston W is moved to the left by the pressure on the right end of the piston. When the control piston W is moved to the left, it compresses the spring 774 and thus increases the inlet pressure, so that the valve piston V is moved to the open valve position. The shoulder 721 limits the movement of the control piston W to the left and thus the maximum compression of the spring 774. Depending on the characteristic of the spring 774, the valve's maximum relief pressure is thus determined.
Når solenoiden S magnetiseres, vil den magnetiske fluks føre til at styreelementet Y beveges mot høyre mot fjærens 795 forspenning, og elementet Y vil forbli i en hvilken som helst stilling som bestemmes av magnetiseringen av solenoiden S. Når styreelementet Y beveges mot høyre, begrenser det fluidumstrømningen ut fra sporet 783 til en grad hvor den fluidummengde som strømmer inn i trykkammeret 717 begynner å bli mindre enn den fluidummengde som strømmer ut fra trykkammeret 717 gjennom passasjene 752, 771. På dette punkt vil styrestemplet W beveges mot høyre som følge av fjærens 774 kraft. Kompresjonsgraden av fjæren 774 reduseres og det trykk ved hvilket differensialtrykket på ventilstemplet V vil bevege ventilen til åpen stilling blir dermed redusert. When the solenoid S is magnetized, the magnetic flux will cause the control element Y to move to the right against the spring 795 bias, and the element Y will remain in any position determined by the magnetization of the solenoid S. When the control element Y is moved to the right, it limits the fluid flow out of the groove 783 to a degree where the amount of fluid flowing into the pressure chamber 717 begins to be less than the amount of fluid flowing out of the pressure chamber 717 through the passages 752, 771. At this point the control piston W will move to the right as a result of the spring 774 Power. The degree of compression of the spring 774 is reduced and the pressure at which the differential pressure on the valve piston V will move the valve to the open position is thus reduced.
Det vil fremgå at det her er omtalt en ventil, hvor det trykk ved hvilket ventilen åpner, kan styres ved hjelp av et analogt elektrisk signal, som kan genereres hvor som helst, fjernt fra ventilen og sendes til ventilen via nor-male elektriske ledninger. It will be apparent that a valve is discussed here, where the pressure at which the valve opens can be controlled by means of an analogue electrical signal, which can be generated anywhere, remote from the valve and sent to the valve via normal electrical lines.
Ved passende plassering av styreelementet Y, kan komprimeringen av fjæren 774 styres innen visse grenser og ventilens åpningstrykk kan således styres innenfor det maksimale konstruksjonsåpningstrykk og en lavere verdi, avhengig av fjærens 774 forhold og det maksimale bevegelsesområde av stemplet W. By suitable positioning of the control element Y, the compression of the spring 774 can be controlled within certain limits and the opening pressure of the valve can thus be controlled within the maximum design opening pressure and a lower value, depending on the relationship of the spring 774 and the maximum range of movement of the piston W.
I tillegg til dette trekk har foreliggende oppfinnelse andre fordeler. Det skal således bemerkes at diameteren av O-ringen 767 er mindre enn diameteren av sirkelen 735 i motsetning til det som er tilfellet ved kjente differensial-trykkventiler, hvor O-ringens diameter alltid er større enn diameteren av ventilens sete. Ved den viste anordning har 0-ringen vesentlig mindre areal i anlegg mot sin tetningsflate og dermed mindre friksjon mot denne. Ventilorganet V kan lettere reagere på trykkvariasjoner. In addition to this feature, the present invention has other advantages. It should thus be noted that the diameter of the O-ring 767 is smaller than the diameter of the circle 735 in contrast to what is the case with known differential pressure valves, where the diameter of the O-ring is always larger than the diameter of the valve's seat. With the arrangement shown, the 0-ring has significantly less area in contact with its sealing surface and thus less friction against it. The valve member V can react more easily to pressure variations.
Det skal videre bemerkes at høytrykket på O-ringen 767 alltid virker i retning mot ventilsetet i motsetning til det som er tilfellet ved kjent teknologi på området, hvor trykket mot O-ringen alltid er bort fra ventilsetet. Dette trykk, især dersom det er svært høyt, vil tendere til å presse deler av O-ringen inn i klaringen mellom de motstående flater. Når O-ringen presses inn i klaringen mellom flatene i retning bort fra ventilsetet, vil dette ytterligere øke friksjonen mot lukkebevegelse av ventilstemplet og gi en hysterese i trykk-mot-ventilstillingskurven ved åpning og lukking. Ved den viste anordning ifølge oppfinnelsen, vil lukkebevegelsen av ventilstemplet tendere til å presse O-ringen 767 fra sin ekstruderte stilling og gjøre det mulig for ventilstemplet å lukke med langt mindre friksjon mot stempelbevegelsen. Ventilen vil således ikke tendere til å lekke så mye som ved de kjente ventiler ved trykk som er noe lavere enn det innstilte avlastningstrykk og vil være i stand til å vende tilbake til lukket sete etter trykkavlastning med langt mindre trykkdifferanse fra det innstilte trykk. It should also be noted that the high pressure on the O-ring 767 always acts in the direction of the valve seat, in contrast to what is the case with known technology in the area, where the pressure on the O-ring is always away from the valve seat. This pressure, especially if it is very high, will tend to push parts of the O-ring into the clearance between the opposing surfaces. When the O-ring is pressed into the clearance between the surfaces in a direction away from the valve seat, this will further increase the friction against closing movement of the valve piston and give a hysteresis in the pressure-versus-valve position curve when opening and closing. In the illustrated device according to the invention, the closing movement of the valve piston will tend to push the O-ring 767 from its extruded position and enable the valve piston to close with far less friction against the piston movement. The valve will thus not tend to leak as much as with the known valves at pressures that are somewhat lower than the set relief pressure and will be able to return to the closed seat after pressure relief with a much smaller pressure difference from the set pressure.
En annen fordel ved foreliggende oppfinnelse er at når ventilstemplet V beveges til åpen ventilstilling, utøver fluidumstrømningen gjennom innløpsporten en jetvirkning på ventilstemplet, som fremmer hurtig åpning og bidrar til å opprette en ytterst flat trykk-mot-strømningskurve for ventilen. Another advantage of the present invention is that when the valve piston V is moved to the open valve position, the fluid flow through the inlet port exerts a jet effect on the valve piston, which promotes rapid opening and helps to create an extremely flat pressure-versus-flow curve for the valve.
Sporet 752 som skjærer sporene 750 for dannelse av et flertall skarpkantede åpninger er det foretrukne organ for opprettelse av den innsnevrede passasje fra trykkammeret for styrestemplet D til utløpet. Andre typer av innsnevrede passasjer kan benyttes, men betraktes ikke som fordelaktige, forsåvidt som strømningen gjennom en vanlig passasje med jevn diameter er proporsjonal med trykkforskjellen mellom innløps-og utløpsendene av passasjen. Med de skarpkantede åpningene blir strømningen som angitt ovenfor, direkte proporsjonal til kvadratroten av trykket og generelt uavhengig av viskositeten . The groove 752 which intersects the grooves 750 to form a plurality of sharp-edged openings is the preferred means for creating the constricted passage from the pressure chamber of the control piston D to the outlet. Other types of constricted passages may be used, but are not considered advantageous, provided that the flow through a regular passage of uniform diameter is proportional to the pressure difference between the inlet and outlet ends of the passage. With the sharp-edged openings, as stated above, the flow becomes directly proportional to the square root of the pressure and generally independent of the viscosity.
Ventilen er grunnleggende sikker mot svikt, dvs. at dersom det oppstår strømbrudd, vil fjæren 795 bevege styreelementet Y mot venstre. Dette vil føre til at styrestemplet W beveges og fjæren 774 komprimeres. Men venstre ende av styrestemplet W legger seg mot skulderen 721 som begrenser den maksimale kompresjon 774. Ved denne anordning vil ventilen i tilfelle av strømbrudd gå til maksimalt avlastningstrykk, men aldri videre. Det viktige forhold er at ventilens avlastningstrykk ikke faller til minimum ved strømsvikt, hvilket i enkelte tilfelle kunne være farlig. The valve is basically safe against failure, i.e. if a power failure occurs, the spring 795 will move the control element Y to the left. This will cause the control piston W to move and the spring 774 to be compressed. But the left end of the control piston W rests against the shoulder 721 which limits the maximum compression 774. With this arrangement, in the event of a power failure, the valve will go to maximum relief pressure, but never further. The important factor is that the valve's relief pressure does not drop to a minimum in the event of a power failure, which in some cases could be dangerous.
Den buede flate 734 kombinert med et konisk ventilsete gir bedret strømningskarakteristikk gjennom ventilen. Denne kombinasjon er slik at virkningen av hvirvelstrømmer når ventilen åpner, blir fullstendig eliminert, hvilket fører til en langt flatere trykk-mot-strømningskurve. Det kan forklares av det faktum at hvirvelstrømmer når ventilen åpner og tillater gjennomstrømning av hydraulisk fluidum, både skjer ved en lavere diameter enn diameteren av sirkelen 735 (dvs. diameteren av det faktiske ventilsete) og ved en større diameter. Hvirvelstrømmer innenfor det faktiske sete fører til et areal på stemplet som er ved mindre trykk enn det innkommende trykk. Medmindre det ble motvirket, ville dette føre til en stigende strømning-mot-trykkarakteristikk. Ettersom arealer er viktige, vil det å ha et areal tilgjengelig ved en større diameter enn det faktiske ventilsetets diameter, på hvilket hvirvelstrømmer forekommer dynamisk og ikke på en statisk tetning, gjøre det mulig å frembringe en flat trykk-strøm-ningskurve. The curved surface 734 combined with a conical valve seat provides improved flow characteristics through the valve. This combination is such that the effect of eddy currents when the valve opens is completely eliminated, leading to a much flatter pressure-versus-flow curve. It can be explained by the fact that eddy currents when the valve opens and allows the flow of hydraulic fluid both occur at a smaller diameter than the diameter of the circle 735 (ie the diameter of the actual valve seat) and at a larger diameter. Eddy currents within the actual seat result in an area of the piston that is at less pressure than the incoming pressure. Unless counteracted, this would result in a rising flow-against-pressure characteristic. As areas are important, having an area available at a larger diameter than the actual valve seat diameter, on which eddies occur dynamically and not on a static seal, will make it possible to produce a flat pressure-flow curve.
Det vil således fremgå at et utførelseseksempel av oppfinnelsen her er omtalt, som gir en trykkavlastningsventil av differensialtrykktypen som har meget bedrede driftsegenskaper og hvor avlastningstrykket lett kan varieres fra fjerne steder ved hjelp av et anlogt elektrisk signal. It will thus appear that an embodiment of the invention is discussed here, which provides a pressure relief valve of the differential pressure type which has greatly improved operating characteristics and where the relief pressure can be easily varied from distant locations by means of an appropriate electrical signal.
Oppfinnelsen er også spesielt anvendelig for styring av ventiler for strømningsstyring, hvor utgangstrykket må opprettholdes på en styrt verdi. Fig. 8 viser en strømnings-styreventil av differensialarealstempeltypen, som generelt omfatter et stempel-og-ventilhus R, et trykkammerstyrehus G, et ventilstempel I, et portutstyrt element J, et magnetisk bevegelig styreelement K og en solenoid S som i magnetisert tilstand kan bevege styreelementet K til forskjellige stillinger i huset G. The invention is also particularly applicable for controlling valves for flow control, where the output pressure must be maintained at a controlled value. Fig. 8 shows a flow control valve of the differential area piston type, which generally comprises a piston and valve housing R, a pressure chamber control housing G, a valve piston I, a gate equipped element J, a magnetically movable control element K and a solenoid S which in the magnetized state can move the control element K to different positions in the housing G.
Huset R er igjen generelt i form av en blokk av stål, aluminium eller et annet materiale med høy fasthet, som har et langstrakt sylindrisk kammer 810, hvor stemplet I er forskyvbart montert. Kamret 810 har en forsekning og gjenger i høyre ende for opptagelse av en gjenget ende 811 på venstre ende av styrehuset G. Venstre ende av kamret 810 har en forsenkning som ved 812 for å danne det man kan kalle et ut-gangs trykkamme r og har en forsenkning, som ved 813,for opprettelse av en innløpspassasje for ventilen som er gjenget ved 814 for å oppta en hensiktsmessig, ikke vist ledningsfitting. Et ventilsete 814, som er avtettet av en O-ring 815, er anordnet i forsenkning 813 og har en lokaliserings-flens 816, som strekker seg inn i forsenkningen 812. En 0-ring 817 som er innpasset i et spor i forsenkningens 813 vegg låser fast ventilsetet 814 på plass. The housing R is again generally in the form of a block of steel, aluminum or other high strength material, having an elongated cylindrical chamber 810, in which the piston I is displaceably mounted. The chamber 810 has a recess and threads at the right end for receiving a threaded end 811 on the left end of the steering housing G. The left end of the chamber 810 has a recess as at 812 to form what may be called an exit pressure chamber r and has a recess, as at 813, for creating an inlet passage for the valve which is threaded at 814 to receive a suitable conduit fitting, not shown. A valve seat 814, which is sealed by an O-ring 815, is provided in the recess 813 and has a locating flange 816, which extends into the recess 812. An O-ring 817 which is fitted into a groove in the recess 813 wall locks the valve seat 814 in place.
Ventilsetet 814 har den generelle form av en høyre-vendt skål, hvis ytterkanter danner et sirkulært ventilsete 820. Et flertall passasjer 821 forløper fra venstre flate av ventillegemet 814 til innsiden av skålen som er utformet slik for å danne innløpspassasjer fra høytrykket i forsenkningen 813. Ifølge oppfinnelsen består legemet 814 av et magnetisk gjennomtrengelig materiale, slik at det tiltrekker seg eventuelle magnetiske partikler i fluidumet. The valve seat 814 has the general shape of a right-facing bowl, the outer edges of which form a circular valve seat 820. A plurality of passages 821 extend from the left surface of the valve body 814 to the inside of the bowl which is designed so as to form inlet passages from the high pressure in the recess 813. According to the invention, the body 814 consists of a magnetically permeable material, so that it attracts any magnetic particles in the fluid.
Like til høyre for ventillegemet 814 som danner ventilsete, har forsenkningen 812 en utløpsport 830 i forbindelse med forsenkningen og gjenget for å oppta en ikke vist led-ningsf itting . Normalt vil hulrommet som begrenses av forsenkningen 812 være ved lavt trykk, og dette lavtrykk er det som bestemmes av selve ventilen, som nærmere omtalt nedenfor. Just to the right of the valve body 814 which forms the valve seat, the countersink 812 has an outlet port 830 in connection with the countersink and threaded to receive a conduit fitting not shown. Normally, the cavity limited by the recess 812 will be at low pressure, and this low pressure is what is determined by the valve itself, as discussed in more detail below.
Styretrykkhuset G har identisk konstruksjon med huset M i fig. 1 og trenger ingen nærmere forklaring. Dog skal bemerkes at den venstrevendte flate 835 danner en høyre stopper for stemplet I. The control pressure housing G has an identical construction to the housing M in fig. 1 and needs no further explanation. However, it should be noted that the left-facing surface 835 forms a right-hand stop for the piston I.
Stemplet I består av et sylindrisk legeme med en diameter som lar stemplet gli i anlegg mot hulrommets 810 flater. På konvensjonell måte er stemplet I forsynt med et flertall trykkutlikningsspor 841, som forløper i omkretsret ning i aksial avstand fra hverandre. Venstre ende I har et ventilsetedannende parti 844, på hvilket det foreligger en anleggsflate 845 for ventilsetet, som i den viste utførelses-form og av nedenfor omtalte grunner,smalner av mot venstre ende i progressivt avtagende grad, slik at ventilseteanleggsflaten kan sies å være konkavt konisk. Ved denne anordning følger at når ventilseteanleggsflaten 845 beveges mot høyre fra ventilsetet 820, vil endringshastigheten for åpningsarealet i forhold til den lineære bevegelse av ventilsetet avta på en ikke-lineær måte. Som det vil fremgå kan formen av ventilseteanleggsflaten 845 konstrueres til bruk ved en anordning som drives med et spesielt fluidum for kompensasjon av variasjoner i lekkasjen i anordningen, særlig ved lav hastighet, idet viskositeten av det fluidum som påvirkes av ventilen avtar med økt fluidum-temperatur. The piston I consists of a cylindrical body with a diameter which allows the piston to slide against the surfaces of the cavity 810. Conventionally, the piston I is provided with a plurality of pressure equalization grooves 841, which extend in a circumferential direction at an axial distance from each other. The left end I has a valve seat-forming part 844, on which there is a contact surface 845 for the valve seat, which in the embodiment shown and for reasons discussed below, tapers towards the left end to a progressively decreasing degree, so that the valve seat contact surface can be said to be concave conical. With this arrangement, it follows that when the valve seat installation surface 845 is moved to the right from the valve seat 820, the rate of change of the opening area in relation to the linear movement of the valve seat will decrease in a non-linear manner. As will be seen, the shape of the valve seat installation surface 845 can be designed for use with a device operated with a special fluid to compensate for variations in the leakage in the device, particularly at low speed, the viscosity of the fluid affected by the valve decreasing with increased fluid temperature .
Det er viktig at ventilsetets 820 diameter er mindre enn stemplets diameter. Fluidumkrefter mot venstre ende av stemplet I vil utøve forspenningskrefter mot høyre på stemplet, hvilke krefter er lik ventilsetets 820 areal multiplisert med trykket. It is important that the diameter of the valve seat 820 is smaller than the diameter of the piston. Fluid forces towards the left end of the piston I will exert biasing forces towards the right of the piston, which forces are equal to the area of the valve seat 820 multiplied by the pressure.
Det portutstyrte element J har formen av en sylinder-stang som strekker seg mot høyre fra høyre flate 851. Stangen har en utvendig sylinderflate 853 med et omkretsspor 855 i avstand fra flaten 851, som vist. The gated element J is in the form of a cylindrical rod extending to the right from the right surface 851. The rod has an outer cylindrical surface 853 with a circumferential groove 855 spaced from the surface 851, as shown.
Styreelementet K er i dette utførelseseksempel generelt identisk med konstruksjonen av styreelementet C i fig. 1, In this design example, the control element K is generally identical to the construction of the control element C in fig. 1,
både hva angår trykkammerveggene og overflatene av det portutstyrte element og trenger ingen nærmere forklaring. Sporet 855 og sporet 890 i styreelementet K er aksialt anordnet på both as regards the pressure chamber walls and the surfaces of the port-equipped element and needs no further explanation. The groove 855 and the groove 890 in the control element K are arranged axially on
en slik måte at når styreelementet K er forspent mot venstre, som vist, og ventilseteanleggsflaten 845 er i anlegg mot ventilsetet 820, vil sporene overlappe med en liten verdi, f.eks. 0,127 mm. such a way that when the control element K is biased to the left, as shown, and the valve seat contact surface 845 is in contact with the valve seat 820, the grooves will overlap by a small amount, e.g. 0.127 mm.
Stemplet I og elementet J har en aksial, gjennomgående passasje 880, som i venstre ende kommuniserer med innløps-porten 813 og i høyre ende kommuniserer med en tverrpassasje 882, som i sin tur kommuniserer med sporet 855. The piston I and the element J have an axial, through passage 880, which at the left end communicates with the inlet port 813 and at the right end communicates with a transverse passage 882, which in turn communicates with the groove 855.
Passasjene 880, 882, sporet 855, sporet 890 og de øvrige omtalte passasjer forbinder det høye innløpstrykk i forsenkningen eller innløpsporten 813 på en begrenset måte med styretrykkamret. Dette trykk som påvirker høyre ende av elementet J og overflaten 851 (arealet av begge er større enn ventilsetets 820 areal), skaper en kraft mot venstre, som forspenner stemplet I til anlegg mot ventilsetet 820 mot fluidumtrykkraften mot stemplets I ventilsetedannende del 844 . The passages 880, 882, the groove 855, the groove 890 and the other mentioned passages connect the high inlet pressure in the recess or the inlet port 813 in a limited way with the control pressure chamber. This pressure affecting the right end of the element J and the surface 851 (the area of both is greater than the area of the valve seat 820), creates a force to the left, which biases the piston I into contact with the valve seat 820 against the fluid pressure force against the valve seat forming part 844 of the piston I.
Stemplets I legeme 840 er anordnet slik at det danner en innsnevret passasje fra styretrykkamret til utløpet eller lavtrykkshulrommet 812. I det viste utførelseseksempel omfatter denne anordning et langsgående spor 850 i stemplets I overflate, hvilket spor 850 skjærer hvert av omkretssporene 841 for dannelse av et flertall skarpkantede åpninger som forbinder høyre ende av partiet 840 med venstre ende og hulrommet 812. Fordelene og driften av dette langsgående spor 850 er omtalt i forbindelse med fig. 6. The piston I body 840 is arranged to form a narrowed passage from the control pressure chamber to the outlet or low pressure cavity 812. In the embodiment shown, this device comprises a longitudinal groove 850 in the piston I surface, which groove 850 intersects each of the circumferential grooves 841 to form a plurality sharp-edged openings connecting the right end of the portion 840 with the left end and the cavity 812. The advantages and operation of this longitudinal groove 850 are discussed in connection with fig. 6.
Når solenoiden S magnetiseres under drift, vil den magnetiske fluks bevege styreelementet K mot høyre mot forspenningen av fjæren 895 og samtidig innsnevre kommunikasjonen mellom spor 855 og spor 890 i styreelementet K, slik at det følger et trykkfall i styretrykkamret 810. Når dette trykkfall når en slik verdi at trykkreftene mot venstre på stemplet I er mindre enn trykkreftene mot høyre på ventilsete-anleggsf laten 845, vil stemplet I beveges mot høyre og bevege ventilseteanleggsflaten 845 bort fra ventilsetet 820. Høy-trykksfluidum kan nå strømme gjennom åpningen som således er skapt og mot utløpsporten 830, hvorfra det kan strømme til en annen trykkaktivisert anordning (ikke vist). When the solenoid S is magnetized during operation, the magnetic flux will move the control element K to the right towards the bias of the spring 895 and at the same time narrow the communication between track 855 and track 890 in the control element K, so that a pressure drop follows in the control pressure chamber 810. When this pressure drop reaches a value such that the pressure forces to the left on the piston I are less than the pressure forces to the right on the valve seat installation surface 845, the piston I will move to the right and move the valve seat installation surface 845 away from the valve seat 820. High-pressure fluid can now flow through the opening thus created and towards the outlet port 830, from which it may flow to another pressure activated device (not shown).
For en gitt åpning eller avstand mellom ventilsete-anleggsf laten og ventilsetet, vil fluidumstrømningen og dermed trykkfallet variere med viskositeten av det fluidum som strømmer gjennom åpningen. Ved enkelte medier, særlig olje, kan viskositeten variere over nokså vide områder med tempera-turvariasjonene. Foreliggende oppfinnelsen kompenserer automatisk slike viskositetsendringer, f.eks. ved omgivelses- temperaturer mellom 21,11 og 82,22°C, som er en konvensjonell oljedriftstemperatur. For a given opening or distance between the valve seat installation surface and the valve seat, the fluid flow and thus the pressure drop will vary with the viscosity of the fluid flowing through the opening. In the case of certain media, especially oil, the viscosity can vary over fairly wide areas with the temperature variations. The present invention automatically compensates such viscosity changes, e.g. at ambient temperatures between 21.11 and 82.22°C, which is a conventional oil operating temperature.
Ifølge oppfinnelsen er solenoiden S og dennes magnetiske krets således anordnet og konstruert slik at styreelementet K kan beveges ved bruk av forholdsvis lave elektriske strømmer, f.eks. mindre enn 6 watt. Den varme som genereres av disse strømmer er minimal. Det er anordnet organer for å holde solenoiden S ved i det vesentlige samme temperatur som fluidumet som styres av ventilen. Slike organer omfatter i den viste utførelse organer for å lede fluidumets varme til spolen og varmeisolasjon som omgir solenoiden S for at avkjøling av spolen skal hindres. Isola-sjonen kan være et luftgap eller et lag av ikke-metallisk isolasjon 89 0. Når temperaturen av fluidumet i innløpsporten 813 varierer, vil disse temperaturendringer således ledes gjennom metallet i stempelhuset R og metallet i styretrykkhuset G til solenoiden S. Solenoidens S temperatur blir vesentlig mer påvirket av fluidumets temperatur enn innvendig oppvarming fra magnetiseringsstrømmen. According to the invention, the solenoid S and its magnetic circuit are thus arranged and constructed so that the control element K can be moved using relatively low electric currents, e.g. less than 6 watts. The heat generated by these currents is minimal. Means are provided to keep the solenoid S at substantially the same temperature as the fluid controlled by the valve. In the embodiment shown, such means include means for conducting the heat of the fluid to the coil and heat insulation surrounding the solenoid S to prevent cooling of the coil. The insulation can be an air gap or a layer of non-metallic insulation 89 0. When the temperature of the fluid in the inlet port 813 varies, these temperature changes will thus be conducted through the metal in the piston housing R and the metal in the control pressure housing G to the solenoid S. The temperature of the solenoid S becomes significantly more affected by the temperature of the fluid than internal heating from the magnetizing current.
Solenoiden S omfatter 14 00 kobbertrådvindinger og kobbertråden har en motstand på ca. 24 ohm ved 21,11°C. Motstanden vil øke med temperaturen. Ved en fast magnetiserings-spenning til solenoiden S, vil strømmen i solenoiden og dermed den dannede magnetiske fluks avta når solenoidens S temperatur stiger. Følgen er at styreelementet K vil beveges mot venstre, hvilket i sin tur tenderer til å lukke åpningen mellom ventilsetet 820 og ventilseteanleggsflaten 845. Når solenoiden S mottar tilstrekkelig større mengder varme fra fluidet enn det som genereres innvendig av I 2R varmen, kan det oppnås så å si fullstendig temperaturkompensasjon av varia-sjonene i temperaturen av et hydraulisk fluidum som påvirkes. Større eller mindre kompensasjon kan oppnås ved valg av me-taller for tråden med en annen motstandstemperaturkoeffisient. The solenoid S comprises 14,000 turns of copper wire and the copper wire has a resistance of approx. 24 ohms at 21.11°C. The resistance will increase with temperature. With a fixed magnetizing voltage to the solenoid S, the current in the solenoid and thus the magnetic flux formed will decrease when the temperature of the solenoid S rises. The consequence is that the control element K will move to the left, which in turn tends to close the opening between the valve seat 820 and the valve seat installation surface 845. When the solenoid S receives sufficiently greater amounts of heat from the fluid than is generated internally by the I 2R heat, it can then be achieved that is to say complete temperature compensation of the variations in the temperature of a hydraulic fluid that is affected. Greater or lesser compensation can be achieved by choosing metals for the wire with a different resistance temperature coefficient.
Ventilen Ifølge fig. 8 kan betraktes som sviktsikker. Skulle den elektriske strøm av en eller annen grunn brytes, vil styreelementet K bevege seg mot venstre som følge av fjærens 895 forspenning, hvilket vil øke trykket på høyre ende av stemplet I til samme verdi som innløpstrykket og differensialarealene vil føre til at stemplet I beveges til ventillukkende stilling. The valve According to fig. 8 can be considered fail-safe. Should the electric current be interrupted for some reason, the control element K will move to the left as a result of the spring 895 bias, which will increase the pressure on the right end of the piston I to the same value as the inlet pressure and the differential areas will cause the piston I to move to valve closing position.
Fig. 9 viser en ventilpatron som er tilpasset for salg som en enhet og innføring i et ledningshus som har en høy-trykksinnløpspassasje og en utløpspassasje til hvilken fluidum-strømningen skal styres. Et slikt ledningshus er vist med stiplede streker, og det omfatter en blokk av metall med en sylindrisk passasje 910, som begrenses av en sylinderflate 911 som strekker seg fra en sideflate 912 av huset til et fjernt punkt som er tilpasset for kopling til en kilde for høytrykks-fluidum. En sylindrisk utløpspassasje 914 er også utformet i huset og skjærer passasjen 910 i et punkt i avstand fra flaten 912. Passasjen 910 er gjenget, som ved 916, for å oppta ventilpatronen, som nærmere omtalt nedenfor. Fig. 9 shows a valve cartridge adapted for sale as a unit and insertion into a conduit housing having a high-pressure inlet passage and an outlet passage to which fluid flow is to be directed. Such a conduit housing is shown in dashed lines and comprises a block of metal with a cylindrical passage 910, which is bounded by a cylindrical surface 911 extending from a side surface 912 of the housing to a remote point adapted for connection to a source of high pressure fluid. A cylindrical outlet passage 914 is also formed in the housing and intersects the passage 910 at a point remote from the face 912. The passage 910 is threaded, as at 916, to receive the valve cartridge, as further discussed below.
Ventilpatronen omfatter generelt et stempelhus AA, et styretrykkammerhus BB, et ventildrivstempel CC, et ventilsete DD, et portutstyrt element FF, et styreelement GG og en solenoid SS, som i mangetisert tilstand beveger styreelementet GG mot høyre, slik at det oppstår trykk i patronen, som beveger ventilstemplet CC mot høyre og åpner ventilen. The valve cartridge generally comprises a piston housing AA, a control pressure chamber housing BB, a valve drive piston CC, a valve seat DD, a gate equipped element FF, a control element GG and a solenoid SS, which in the mangetized state moves the control element GG to the right, so that pressure occurs in the cartridge, which moves the valve piston CC to the right and opens the valve.
Huset AA er generelt utformet av en blokk av ét magnetisk gjennomtrengelig metall med stor fasthet og omfatter et langstrakt, sylindrisk kammer som er begrenset av sylindriske sidevegger 920, som er gjenget midt på sin lengde for skrue-forbindelse med gjengene 916 av ledningshuset og tettet av en 0-ringtetning 912. Venstre ende av huset AA er tilpasset for innføring i passasjen 910 i et punkt til venstre for utløps-passas jen 914 og er tettet med en O-ring 922. Huset mellom tetningene 921 og 922 har radiale åpninger 924 som forbinder venstre ende av kammer 919 med utløpspassasjen 914. The housing AA is generally formed from a block of one magnetically permeable metal of high strength and comprises an elongate cylindrical chamber bounded by cylindrical side walls 920, which are threaded midway along their length for screw connection with the threads 916 of the lead housing and sealed by an O-ring seal 912. The left end of the housing AA is adapted for insertion into the passage 910 at a point to the left of the outlet passage 914 and is sealed with an O-ring 922. The housing between the seals 921 and 922 has radial openings 924 which connects the left end of chamber 919 with the outlet passage 914.
Ventilsetet DD er et hylseliknende organ av magnetisk permeablelt materiale og har et ventilsete 932 som er tettende anordnet i venstre ende av kammer 919. En låsering 934 hindrer utilsiktet fjernelse. The valve seat DD is a sleeve-like body of magnetically permeable material and has a valve seat 932 which is sealingly arranged at the left end of chamber 919. A locking ring 934 prevents accidental removal.
Styrekammerhuset BB er generelt likt det som er beskrevet i forbindelse med de andre utførelseseksempler og om fatter et par magnetisk permeable partier 970, 971 som er anbrakt med aksial innbyrdes avstand og adskilt av et magnetisk, ikke-permeabelt parti 972. Disse partier er falset og slagloddet sammen for dannelse av et trykktett hus. Partiene har en aksial passasje som begrenses av en sylinderflate 975. Høyre ende av passasjen er lukket av en skålformet propp 976 som er skrudd inn i det magnetisk permeable parti 970 og tettet med en O-ring 977. Denne propp 876 er utformet av magnetisk permeabelt materiale. Solenoidspolen SS omgir partiene 976, 970, 972 og 971 og er omgitt av et ytre skall 980 av magnetisk permeabelt materiale, som forløper fra et sted butt-i-butt med ytterflaten av proppen 876 til et sted butt-i-butt med husets hovedlegeme som også består av magnetisk permeabelt materiale. The control chamber housing BB is generally similar to that described in connection with the other design examples and comprises a pair of magnetically permeable parts 970, 971 which are placed axially apart and separated by a magnetic, non-permeable part 972. These parts are folded and brazed together to form a pressure-tight housing. The parts have an axial passage which is limited by a cylindrical surface 975. The right end of the passage is closed by a bowl-shaped plug 976 which is screwed into the magnetically permeable part 970 and sealed with an O-ring 977. This plug 876 is made of magnetically permeable material. The solenoid coil SS surrounds the portions 976, 970, 972 and 971 and is surrounded by an outer shell 980 of magnetically permeable material, which extends from a location butt-in-butt with the outer surface of the plug 876 to a location butt-in-butt with the main body of the housing which also consists of magnetically permeable material.
Stemplet CC har en diameter som lar det forskyves i tettende kontakt med flaten 920 og har på konvensjonell måte et flertall trykkutlikningsspor 940 som forløper med innbyrdes aksial avstand rundt omkretsen i stemplets ytterflate. Venstre ende av stemplet CC er forsynt med en ventilseteanleggsflate 941 med mindre diameter enn stemplets CC diameter. The piston CC has a diameter which allows it to be displaced in sealing contact with the surface 920 and conventionally has a plurality of pressure compensating grooves 940 extending axially apart around the circumference of the outer surface of the piston. The left end of the piston CC is provided with a valve seat installation surface 941 with a smaller diameter than the diameter of the piston CC.
I det viste utførelseseksempel har styrestemplet CCIn the embodiment shown, the control piston has CC
en langsgående passasje 964, som forløper gjennomgående fra stemplets høyre flate 942, til venstre flate 965 for å forbinde styretrykkamret med utløpet eller lavtrykk. Venstre ende av passasjen 964 har innsnevret diameter, som ved 966, for å danne en åpning og en innsnevret fluidumstrømning gjennom passasjen 964. a longitudinal passage 964, extending throughout from the right face 942 of the piston, to the left face 965 to connect the control pressure chamber with the outlet or low pressure. The left end of the passage 964 has a constricted diameter, as at 966, to form an opening and a constricted fluid flow through the passage 964.
Fra høyre flate 942 av stemplet CC forløper det portutstyrte element FF mot høyre og flaten 942 sammen med høyre flate 943 av elementet FF, danner trykkflaten for bevegelse av stemplet CC mot venstre. Ytterflaten 944 av elementet FF har et omkretsspor 945, som via en radial tverrboret passasje 946 er forbundet med en innvendig aksial passasje 947 som forløper fra et sted nær endeflaten 94 3, gjennom venstre ende 948 av stemplet CC. Trykkavlastningsspor 953 som forløper i omkretsretning med innbyrdes aksial avstand er også anordnet From the right surface 942 of the piston CC, the gate equipped element FF extends to the right and the surface 942, together with the right surface 943 of the element FF, forms the pressure surface for movement of the piston CC to the left. The outer surface 944 of the element FF has a circumferential groove 945, which is connected via a radial cross-bored passage 946 to an internal axial passage 947 which extends from a place near the end surface 94 3, through the left end 948 of the piston CC. Pressure relief grooves 953 extending in the circumferential direction with mutual axial distance are also provided
i flaten 944.in flat 944.
En propp 950 av magnetisk ugjennomtrengelig materiale strekker seg inn i venstre ende av passasjen 947 og har en aksial passasje 951 i forbindelse med tverrborede passasjer 952, som forbinder høytrykkspasssasjen 910 med passasjen 947, som i sin tur leder høyt trykk til sporet 945. Proppen 950 A plug 950 of magnetically impermeable material extends into the left end of the passage 947 and has an axial passage 951 in communication with cross-bored passages 952, which connects the high pressure passage 910 with the passage 947, which in turn conducts high pressure to the slot 945. The plug 950
har en venstrevendt flate 948 som er avfaset i ytterkantene for å danne et organ som deler av og omstyrer jevn strøm av fluidum mot ventilsetet 932 når ventilseteanleggsflaten 941 has a left-facing surface 948 which is chamfered at the outer edges to form a means that divides and diverts steady flow of fluid towards the valve seat 932 when the valve seat installation surface 941
er på avstand.is at a distance.
Styreelementet GG har generelt formen av en skål medThe control element GG generally has the shape of a bowl with
en bunn 955 og sidevegger 956 og med en innvendig diameter, som lar det få glidende og avtettende kontakt med flaten 944 for det portutstyrte element FF. I dette utførelseseksempel er styreelementet GG forskyvbart avstøttet på det portutstyrte element FF, snarere enn av veggene for styretrykkamret. a bottom 955 and side walls 956 and with an internal diameter which allows it to make sliding and sealing contact with the surface 944 of the gate equipped element FF. In this design example, the control element GG is displaceably supported on the port-equipped element FF, rather than by the walls of the control pressure chamber.
Ytterflaten 958 av styreelementet GG har mindre diameter enn diameteren av flaten 920, slik at det blir en klaring som oppretter en passasje for at trykket i spor 945 kan forbindes med flaten 942 og stemplet CC. Skålens vegger er forsynt med tverrborede åpninger 9 60, som forbinder utsiden av styreelementet GG med sporet 945. I det viste utførelseseksem-pel overlapper åpningene 960 høyre ende av sporet 945 med ca. halve diameteren. The outer surface 958 of the control element GG has a smaller diameter than the diameter of the surface 920, so that there is a clearance that creates a passage for the pressure in the groove 945 to be connected to the surface 942 and the stamp CC. The bowl's walls are provided with cross-drilled openings 9 60, which connect the outside of the control element GG with the groove 945. In the embodiment shown, the openings 960 overlap the right end of the groove 945 by approx. half the diameter.
Et avstandsorgan 9 62 av magnetisk ikke permeabelt materiale er anordnet mellom venstre ende av styrelementet GG og stemplets CC flate 942. A spacer 9 62 of magnetically non-permeable material is arranged between the left end of the control element GG and the CC surface 942 of the piston.
Styreelementet GG er forspent mot venstre av en fjær 982 som med høyre ende avstøtter seg mot bunnen av skålen for proppen 976 og med venstre ende avstøtter seg mot bunnen 984 av en boring 985 i høyre ende av styreelementet GG. En liten åpning 986 forløper fra bunnen 984, gjennom bunnen 955 og danner i realiteten en vibrasjonsdemper for stabilisering av styreelementets GG bevegelse i forhold til det portutstyrte element FF. The control element GG is biased to the left by a spring 982 which rests with its right end against the bottom of the cup for the plug 976 and with its left end rests against the bottom 984 of a bore 985 in the right end of the control element GG. A small opening 986 extends from the bottom 984, through the bottom 955 and in reality forms a vibration damper for stabilizing the movement of the control element GG in relation to the gate-equipped element FF.
Når solenoiden SS magnetiseres via kretsen ifølge fig.When the solenoid SS is magnetized via the circuit according to fig.
4 ved drift av anordningen, er det en svak strøm i spolen som oppretter en liten fluksmengde, som er utilstrekkelig til å bevege element GG mot fjærens 982 utgangsforspenning. I passasjen 910 er det høyt trykk. Dette høytrykk ledes via passasjene 952, 951, 947, 946, spor 945 og 960 til høyre ende av stemplet CC. Forsåvidt som stemplets CC høyrevendte areal er større enn arealet av ventilsetet 932, er stemplet CC forspent mot venstre. Til enhver tid er det en begrenset fluidum-strømning gjennom disse passasjer til styrekamret og dermed gjennom passasjen 964 og åpningen 966 til utløpspassasjen 914. Fluidumvolumet styres primært av størrelsen av åpningen 966 . 4 during operation of the device, there is a weak current in the coil which creates a small amount of flux, which is insufficient to move element GG towards the spring 982 output bias. In passage 910 there is high pressure. This high pressure is led via passages 952, 951, 947, 946, tracks 945 and 960 to the right end of the piston CC. Provided that the right-facing area of the piston CC is greater than the area of the valve seat 932, the piston CC is biased to the left. At all times, there is a limited fluid flow through these passages to the control chamber and thus through the passage 964 and the opening 966 to the outlet passage 914. The fluid volume is primarily controlled by the size of the opening 966.
Når solenoiden SS magnetiseres sterkere, vil styreelementet GG beveges mot høyre og begrense kommunikasjonen mellom sporet 945 og passasjen 960. Når dette skjer, vil trykket i styrekamret falle som følge av det forhold at kamret kontinuerlig lekker til utløpet gjennom åpningen 966, og når trykkreftene mot venstre på stemplet CC blir mindre enn trykk-kreftene av det høye trykk på venstre ende av stemplet CC, begrenset av ventilsetet 930, vil stemplet CC beveges mot høyre og dermed åpne ventilen og tillate fluidumgjennomstrøm-ning. When the solenoid SS is magnetized more strongly, the control element GG will move to the right and limit the communication between the track 945 and the passage 960. When this happens, the pressure in the control chamber will drop as a result of the fact that the chamber continuously leaks to the outlet through the opening 966, and when the pressure forces towards left on the piston CC becomes less than the pressure forces of the high pressure on the left end of the piston CC, limited by the valve seat 930, the piston CC will move to the right and thus open the valve and allow fluid flow through.
Hvis det tilføres fluidum fra utløpspassasjen 914 til den hydrauliske anordning, vil det utvikles trykk i passasjen 914. Ventilen vil da opprettholde et konstant trykkdifferensial mellom innløpspassasjen 910 og utløpspassasjen 914. Hvis det er ønskelig å øke eller redusere dette trykkdifferensial blir solenoiden SS enten magnetisert eller avmagnetisert, hvilket medfører at styreelementet GG beveges mot høyre eller venstre og ventilseteanleggsflaten beveges lenger bort fra eller nærmere ventilsetet 932. If fluid is supplied from the outlet passage 914 to the hydraulic device, pressure will develop in the passage 914. The valve will then maintain a constant pressure differential between the inlet passage 910 and the outlet passage 914. If it is desired to increase or decrease this pressure differential, the solenoid SS is either magnetized or demagnetized, which means that the control element GG is moved to the right or left and the valve seat installation surface is moved further away from or closer to the valve seat 932.
Ventilsetet DD og husene AA og BB består av magnetisk permeabelt materiale og magnetiseringsstrømmen i solenoiden SS er tilstrekkelig til å opprette et magnetisk felt rundt og nær ventilseteanleggsflaten 941. Dette felt vil nær setet 941 tiltrekke seg og fange opp eventuelle medfølgende magnetiske partikler i den begrensede fluidumstrømning som trer inn i passasjen 952. Når det er tilstrekkelig fluidumstrømning The valve seat DD and housings AA and BB consist of magnetically permeable material and the magnetizing current in the solenoid SS is sufficient to create a magnetic field around and near the valve seat mounting surface 941. This field will, near the seat 941, attract and capture any entrained magnetic particles in the confined fluid flow which enters the passage 952. When there is sufficient fluid flow
gjennom ventilen, blir disse partikler spylt bort.through the valve, these particles are flushed away.
I alle omtalte utførelseseksempler omfatter et hus i realiteten to deler, nemlig et drivorganhus med et høy-trykkshulrom og et styrehus som begrenser et generelt lukket trykkammer. Disse hus kan enten være utført i ett eller hver for seg og sammenfestet med en trykktett pakning. Et drivorgan har en flate som er utsatt mot trykk i styrekamret og er i sitt hus bevegelig mot motsatt virkende krefter under påvirkning av slikt trykk til stillinger som så å si er nøyaktig bestemt av et magnetisk plassert eller magnetisk bevegelige styreelement. Dette drivorgan kan deretter bevege en utgangsaksel som strekker seg ut av huset, komprimere eller frigi en fjær som er tilordnet en fluidumventil, drive en sleidventil, drive et ventilanleggssete som danner en sammenhengende eller separat del av organet, bevege stemplet av en pumpe frem og tilbake, eller utføre en annen operasjon som krever et kort, f.eks. mindre enn 50,8 mm langt, men kraftig slag i en retning. In all mentioned embodiments, a housing in reality comprises two parts, namely a drive member housing with a high-pressure cavity and a control housing that limits a generally closed pressure chamber. These housings can either be made in one or separately and joined together with a pressure-tight seal. A drive member has a surface that is exposed to pressure in the control chamber and is movable in its housing against opposing forces under the influence of such pressure to positions that are, so to speak, precisely determined by a magnetically positioned or magnetically movable control element. This actuator may then move an output shaft extending from the housing, compress or release a spring associated with a fluid valve, operate a slide valve, operate a valve seat forming a continuous or separate part of the member, move the piston of a pump back and forth , or perform another operation that requires a card, e.g. less than 50.8 mm long, but strong impact in one direction.
I fig. 1, 7 og 8 hvor de to hus er fremstilt separat og montert sammen, kan det bli vanskelig å oppnå eksakt aksial oppretting av de to kamre. Drivorganet er forskyvbart avstøttet i et hus. Styreorganet er forskyvbart avstøttet i det andre huset og omgir det portutstyrte element ganske tett. Dersom det oppstår opprettingsproblemer, kan man benytte den fremgangsmåte for sammenfesting av det portutstyrte element og dets drivorgan som er illustrert i fig. 5 og 6. In fig. 1, 7 and 8 where the two housings are manufactured separately and assembled together, it may be difficult to achieve exact axial alignment of the two chambers. The drive member is displaceably supported in a housing. The control member is displaceably supported in the second housing and surrounds the gate-equipped element quite closely. If alignment problems arise, you can use the method for attaching the door-equipped element and its drive element which is illustrated in fig. 5 and 6.
Elektromagnetisk styrte nåleventiler er kjent fra før. Men på grunn av de hydrauliske krefter på ventilarmaturene, kreves store mengder elektrisk kraft for å styre strømningen at selv små fluidummengder, i en kjent anordning f.eks. 12 watt for et maksimum på 1,8927 l/min ved 210.921 kp/cm 2, et forhold på 6,34 w/l. Dessuten er slike ventiler enten helt åpne eller helt lukket. Electromagnetically controlled needle valves are already known. However, due to the hydraulic forces on the valve fittings, large amounts of electrical power are required to control the flow so that even small amounts of fluid, in a known device e.g. 12 watts for a maximum of 1.8927 l/min at 210,921 kp/cm 2, a ratio of 6.34 w/l. Moreover, such valves are either fully open or fully closed.
Dertil kommer at den maksimale strømningshastighet er så liten at ventilen normalt bare kan brukes for styring av en trykkbetjent hovedventil, som deretter tar seg av de stør-re fluidumvolumer som kreves av de fluidumdrevne anordninger som skal styres. Ved foreliggende oppfinnelse forutsettes at ventilen kan styre tilstrekkelig store strømningsvolumer og at strømningen kan brukes direkte til drift av fluidum-drevet anordning uten mellomliggende ventil. In addition, the maximum flow rate is so small that the valve can normally only be used to control a pressure-operated main valve, which then takes care of the larger fluid volumes required by the fluid-driven devices to be controlled. In the present invention, it is assumed that the valve can control sufficiently large flow volumes and that the flow can be used directly to operate the fluid-driven device without an intermediate valve.
Det forutsettes at foreliggende oppfinnelse maksimalt krever 6 watt for variabel styring av over 113,560 l/min, It is assumed that the present invention requires a maximum of 6 watts for variable control of over 113,560 l/min,
(et forhold på mindre enn ca. 0,05 watt/liter), med en uende-lig variabel skala fra 40,967 cm 2/min. til maksimum på mer enn 113,560 l/min. (a ratio of less than about 0.05 watt/liter), with an infinitely variable scale from 40.967 cm 2 /min. to a maximum of more than 113,560 l/min.
Som utløser eller servomotor forutsettes at anordningen som bruker 210,921 kp/cm 2 og et drivorgan med en diameter på 50,8 mm med letthet kan styre i overkant av 4082,328 kg kraft med 6 watt, et forhold på 680,124 kg/watt. Ved bruk av større diametre kan enda større forhold ventes. As a trigger or servo motor, it is assumed that the device using 210.921 kp/cm 2 and a driver with a diameter of 50.8 mm can easily control in excess of 4082.328 kg of force at 6 watts, a ratio of 680.124 kg/watt. When using larger diameters, even larger ratios can be expected.
Ved bruk av utløseranordningene ifølge fig. 1 og 5 er det videremulig å få drivorganet (eller stemplet) til å gå frem og tilbake ved kontinuerlig endring av den magnetiske kraft på styreelementet C, henholdsvis C. Dette kan gjøres ved oscillasjon av potensiometerstyrearmen(e) eller oscillasjon av en permanentmagnet som omgir styrekamret eller ved å kople strømmen på og av til solenoiden i fig. 1, eller ved å kople strømmen fra en solenoid til den andre i fig. 5. When using the trigger devices according to fig. 1 and 5, it is further possible to make the drive member (or piston) move back and forth by continuously changing the magnetic force on the control element C, respectively C. This can be done by oscillation of the potentiometer control arm(s) or oscillation of a permanent magnet that surrounds the control chamber or by switching the current on and off to the solenoid in fig. 1, or by connecting the current from one solenoid to the other in fig. 5.
Frem- og tilbakebevegelsen av stemplet kan utnyttes for betjening av en stempelpumpe. The back and forth movement of the piston can be used to operate a piston pump.
Alternativt og som trykkforsterker kan anordningen benyttes uten passasjen 71. Høytrykk kan kommuniserer med passasjen 70 på en annen kjent måte og kammer 16 kan forsynes med en innløpsport som er koplet til høytrykk via an tilbakeslagsventil og en utløpsport som,via en tilbakeslagsventil, er koplet til en anordning som krever forsterkede trykk over høytrykk. Alternatively and as a pressure amplifier, the device can be used without the passage 71. High pressure can communicate with the passage 70 in another known way and chamber 16 can be provided with an inlet port which is connected to high pressure via a non-return valve and an outlet port which, via a non-return valve, is connected to a device that requires enhanced pressures above high pressures.
Det foretrekkes magnetiske organer for styring av stillingen av styreelementet i styrekammeret. En slik anordning er enkel, krever lite elektrisk kraft og kan lett fjernstyres ved hjelp av enkle elektriske ledninger og elektrisk styring. Hvis det benyttes permanentmagneter utenfor huset bør styreelementet fortrinnsvis være en permanentmagnet og Magnetic means are preferred for controlling the position of the control element in the control chamber. Such a device is simple, requires little electrical power and can easily be controlled remotely using simple electrical wiring and electrical control. If permanent magnets are used outside the house, the control element should preferably be a permanent magnet and
Claims (31)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18991380A | 1980-10-02 | 1980-10-02 | |
| US20521480A | 1980-11-12 | 1980-11-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO811257L true NO811257L (en) | 1982-04-05 |
Family
ID=26885598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO811257A NO811257L (en) | 1980-10-02 | 1981-04-10 | FLUIDUM PRESSURE DEVICE. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0049714B1 (en) |
| FI (1) | FI803795L (en) |
| NO (1) | NO811257L (en) |
| SE (1) | SE8101580L (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4561628A (en) * | 1983-08-31 | 1985-12-31 | Tokyo Keiki Company Limited | Electromagnetically operated hydraulic actuator |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE911686C (en) * | 1942-09-10 | 1954-05-17 | Asea Ab | Piston valve or slide with auxiliary control |
| US2930360A (en) * | 1958-03-28 | 1960-03-29 | Yando Stephen | Servo mechanisms |
| DE1188398B (en) * | 1961-09-02 | 1965-03-04 | Siemens Ag | Electro-hydraulic control device |
| FR1487472A (en) * | 1966-05-26 | 1967-07-07 | Charbonnages De France | Hydraulic distributor |
| DE2047525A1 (en) * | 1970-09-26 | 1972-03-30 | Kracht Pumpen Motoren | Control valve with a hydraulic adjustment drive for the control piston |
| DE2213439C3 (en) * | 1972-03-20 | 1978-12-07 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Electro-hydraulic control device |
| DE2219929A1 (en) * | 1972-04-22 | 1973-10-31 | Teves Gmbh Alfred | HYDRAULIC SERVO DEVICE FOR STEERING IN MOTOR VEHICLES |
| DE2232566C2 (en) * | 1972-07-03 | 1984-08-09 | Garbe, Lahmeyer & Co Ag, 5100 Aachen | Hydraulic valve unit incorporating pre-control valve - with vibration of hydraulic fluid via oscillation generator and pulse width regulator |
| DE2461021A1 (en) * | 1974-12-21 | 1976-06-24 | Bosch Gmbh Robert | DEVICE FOR CONTROLLING AT LEAST ONE HYDRAULIC CONTROL DEVICE |
| US3943824A (en) * | 1975-01-22 | 1976-03-16 | Deere & Company | Hydraulic system |
-
1980
- 1980-12-05 FI FI803795A patent/FI803795L/en not_active Application Discontinuation
- 1980-12-23 EP EP80108176A patent/EP0049714B1/en not_active Expired
-
1981
- 1981-03-12 SE SE8101580A patent/SE8101580L/en not_active Application Discontinuation
- 1981-04-10 NO NO811257A patent/NO811257L/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8101580L (en) | 1982-04-03 |
| FI803795A7 (en) | 1982-04-03 |
| EP0049714A1 (en) | 1982-04-21 |
| FI803795L (en) | 1982-04-03 |
| EP0049714B1 (en) | 1986-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4596271A (en) | Fluid pressure device | |
| JP3837672B2 (en) | Electrohydraulic proportional pressure-relief valve | |
| KR100404348B1 (en) | Pilot solenoid control valve with pressure responsive diaphragm | |
| US4526201A (en) | Four-way valve with internal pilot | |
| US8585776B2 (en) | Mesofluidic controlled robotic or prosthetic finger | |
| US20140008559A1 (en) | Mesofluidic digital valve | |
| RS52958B (en) | HYDRAULIC AXIAL PISTON REGULATOR VALVE AND ITS APPLICATION | |
| CA2643138A1 (en) | Hydraulic stepping valve actuated sliding sleeve | |
| US10563675B2 (en) | Servovalve | |
| US20120199763A1 (en) | Mesofluidic shape memory alloy valve | |
| US4464977A (en) | Fluid pressure device | |
| US8616237B2 (en) | Mesofluidic two stage digital valve | |
| CN101855457A (en) | Hydraulic system with heating circuit | |
| US4152971A (en) | Fluidic repeater | |
| US10683943B2 (en) | Servovalve | |
| NO811257L (en) | FLUIDUM PRESSURE DEVICE. | |
| US3988966A (en) | Fluidic repeater | |
| CA3047679A1 (en) | Hydraulic stage | |
| US4340087A (en) | Power transmission | |
| US3311123A (en) | Electrohydraulic servo valve | |
| US10544870B2 (en) | Servovalve assembly | |
| JP3320907B2 (en) | Hydraulic pump flow control device | |
| GB2141263A (en) | Servo valve | |
| RU2094685C1 (en) | Electromagnetic valve | |
| GB1291887A (en) | Improvements in or relating to the electrohydraulic remote control of hydraulic valves |