DE1043740B

DE1043740B - Protection scheme

Info

Publication number: DE1043740B
Application number: DER18536A
Authority: DE
Inventors: Domenic Anthony Di Tirro
Original assignee: Ross Operating Valve Co
Current assignee: Ross Operating Valve Co
Priority date: 1955-03-18
Filing date: 1956-03-17
Publication date: 1958-11-13

Description

DEUTSCHESGERMAN

Gegenstand des Hauptpatents 1 022 870 ist eine Sicherungseinrichtung zur Verwendung in einer Anlage zur Steuerung einer strömungsmittelbetätigten Vorrichtung mit zwei unabhängig von Hand betätigbaren Steuerventilen, die zwischen Zufuhr- und Ableitungsstellungen beweglich und durch parallele Verbindungsleitungen, in denen die Sicherungseinrichtung angeordnet ist, mit der strömungsmittelbetätigten Vorrichtung verbunden sind.The subject of the main patent 1 022 870 is a safety device for use in a system for controlling a fluid-operated device with two independently manually operable Control valves that can be moved between supply and discharge positions and through parallel connecting lines, in which the safety device is arranged, with the fluid-operated Device are connected.

Nach dem Hauptpatent ist die Anordnung so ge- ίο troffen, daß die Sicherungseinrichtung eine Normalstellung hat, welche den ununterbrochenen Durchgang von Strömungsmittel zwischen den Steuerventilen und der strömungismittelbetätigten Vorrichtung gestattet, sowie eine Sicherungsstellung, in welcher die Verbindungen zwischen den Steuerventilen und der strömungsmittelbetätigten Vorrichtung bei ungleicher Einstellung der Steuerventile entlüftet oder entleert werden, und die Sicherungseinrichtung ferner Mittel aufweist, welche auf den Druckunterschied ansprechen der durch die ungleiche Einstellung der Steuerventile verursacht wird, um die Sicherungseinrichtung aus ihrer Normalstellung in ihre Sicherungsstellung zu bewegen und die Entlüftung oder Entleerung zu bewirken, und Mittel, um sie in ihre Normalstellung zurückzuführen.According to the main patent, the arrangement is so ίο met that the safety device has a normal position, which the uninterrupted passage allowing fluid between the control valves and the fluid operated device, and a safety position in which the connections between the control valves and the fluid-operated device with unequal setting of the control valves vented or emptied and the safety device further comprises means which are responsive to the pressure difference caused by the unequal setting of the control valves, the safety device off move their normal position into their safety position and effect the venting or emptying, and means of returning them to their normal position.

Bei für industrielle Zwecke dienenden Anlagen ist es nun nicht ungewöhnlich, daß sich der Förderdruck von Zeit zu Zeit ändert. Diese Veränderung im Förderdruck würde entsprechende Veränderungen in der Arbeitsweise einer Sicherungseinrichtung der beschriebenen Art zur Folge haben. Insbesondere können die Veränderungen in den Reibungseigenschaften und in der Strömungsgeschwindigkeit in den engeren Kanälen bewirken, daß die Empfindlichkeit der Sieherungseinrichtung über einen weiten Bereich schwankt. Außerdem soll das System normalerweise auch dann in Betrieb bleiben, wenn die Bedienungsperson das eine Steuerventil zu einem geringfügig verschiedenen Zeitpunkt als das andere bewegt. Dies kann natürlich seitens der Bedienungsperson auch unabsichtlich geschehen. In systems used for industrial purposes, it is not uncommon for the delivery pressure changes from time to time. This change in delivery pressure would correspond to changes in the operation of a safety device of the described Kind of entail. In particular, the changes in the frictional properties and in the flow rate in the narrower channels cause the sensitivity of the screening device fluctuates over a wide range. In addition, the system should normally also then remain in operation when the operator switches one control valve to a slightly different one Point in time than the other moves. Of course, this can also happen unintentionally on the part of the operator.

Die Erfindung hat sich daher zum Ziel gesetzt, die Sicherungseinrichtung so auszubilden, daß ein selbsttätiger Ausgleich etwaiger Förderdruckschwankungen stattfindet.The invention has therefore set itself the goal of designing the safety device so that an automatic Compensation for any fluctuations in delivery pressure takes place.

Dies wird dadurch erreicht, daß zwischen den parallelen Verbindnugsleitungen und den Sicherungsmitteln zwei nur in einer Richtung wirkende Drosseleinrichtungen vorgesehen sind, die einen verengten Strömungsweg zu den Sicherungsmitteln und eine ungedrosselte Strömung zu den Steuerventilen ergeben. Damit wird auch der Vorteil erzielt, daß verhindert wird, daß das Sicherungsventil durch geringfügige SicherungseinrichtungThis is achieved in that between the parallel connecting lines and the securing means two throttle devices acting only in one direction are provided, which narrow one Flow path to the securing means and an unthrottled flow to the control valves result. This also has the advantage that it is prevented that the safety valve by minor Protection scheme

Zusatz zum Patent 1 022 870Addendum to patent 1,022,870

Anmelder:Applicant:

Ross Operating Valve Company,
Detroit, Mich. (V. St. A.)Ross Operating Valve Company,
Detroit, me. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,and Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, Munich 27,

Pienzenauerstr. 2, PatentanwältePienzenauerstr. 2, patent attorneys

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. März 1955Claimed priority:
V. St. v. America March 18, 1955

Domenic Anthony Di Tirro, Royal Oak, Mich. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt wordenDomenic Anthony Di Tirro, Royal Oak, Mich. (V. St. A.), has been named as the inventor

Abweichungen in der Steuerventilbewegung· abgeschaltet wird'.Deviations in the control valve movement · switched off will'.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung naher beschrieben, und zwar zeigtFor a better understanding of the invention, it is explained in more detail below in conjunction with the drawing described, namely shows

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt der Sicherungseinrichtung und Fig. 1 is a side view in section of the safety device and

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1.FIG. 2 shows a section along line 2-2 of FIG. 1.

Die Sicherungseinrichtung ist allgemein mit 49 bezeichnet. Zwei allgemein mit 51 bezeichnete, nur in einer Richtung wirkende Drosseleinrichtungen sind zwischen den Verbindungisleitutngen 17 und den Kammern 48 angeordnet, wobei eine Umgehungsleitung 52 die linke und die rechte Kammer 48 miteinander verbindet und eine verstellbare Drossel 64, 65 enthält.The safety device is generally designated by 49. Two throttle devices, generally designated 51, which act only in one direction between the connection lines 17 and the chambers 48, with a bypass line 52 connecting the left and right chambers 48 to one another and an adjustable throttle 64,65.

Die Sicherungseinrichtung ist zwischen zwei parallele Verbindungsleitungen 17 geschaltet, welche durch zwischen· einer Zufuhrstellung und einer Ableitstellung bewegliche Steuerventile 12 gesteuert werden. Eine Leitung 22 verbindet die Kammer 33 mit einer nicht gezeigten strömungsmittelbetätigten Vorrichtung. Das Gehäuse 18 umschließt Kolbenschieber 26, in deren Mittelkanal sich kugelförmige Verschlußstücke 39 befinden. Entlüftungs- bzw. Entleerungsleitungen 32 werden durch eine Einwärts-The safety device is connected between two parallel connecting lines 17, which controlled by control valves 12 movable between a supply position and a discharge position will. A line 22 connects the chamber 33 to a fluid operated one, not shown Contraption. The housing 18 encloses piston valve 26, in the central channel of which spherical Closures 39 are located. Vent or drain lines 32 are through an inward

809 6W650809 6W650

bewegung der Kolbenschieber 26 mit der Kammer 33 in Verbindung gebracht. In den Kolbenschiebern 26 vorgesehene Bohrungen 41 sind benachbart den Kammern 48 mit Erweiterungen 53 ausgebildet, und Kanäle 37 verbinden die Bohrungen 41 mit der Kammer 33. Durch die Erweiterungen 53 der Bohrungen 41 wird die Geschwindigkeit und damit der Druckabfall des Strömungsmittels durch die VerschlußsLücke 39 verringert, wenn sich diese innerhalb der Erweiterungen 53 befinden. In einer Richtung wirkende Drosseleinrichtungen 51 befinden sich in Verlängerungen 54 des Gehäuses 18 und weisen je einen Kolben 55 auf, die an ihrem einen Ende das Verschlußstück 56 bilden. Jeder Kolben 55 hat flache Seiten, so daß Kanälemovement of the piston valve 26 with the chamber 33 in connection. In the piston valve 26 provided bores 41 are formed adjacent to the chambers 48 with extensions 53, and channels 37 connect the bores 41 to the chamber 33. Through the widenings 53 of the bores 41 the speed and thus the pressure drop of the fluid through the sealing gap 39 reduced when these are located within the extensions 53. One-way throttling devices 51 are located in extensions 54 of the housing 18 and each have a piston 55, which form the locking piece 56 at one end. Each piston 55 has flat sides so that channels

57 zwischen der Innenfläche der Verlängerung 54 und dem Kolben 55 vorhanden sind. Am äußeren Ende jeder Verlängerung 54 ist ein Gewindeanschluß57 between the inner surface of the extension 54 and the piston 55 are provided. At the outer end of each extension 54 is a threaded connection

58 für eine der Verbindungsleitungen 17 vorgesehen. Eine Schraubenfeder 59 ist innerhalb des Gewindeanschlusses 58 angeordnet und stützt sich am äußeren Ende des Kolbens 55 ab, wobei sie das Verschlußstück 56 gegen einen Ventilsitz 61 drückt; Der "Kolben 55 ist mit einer Bohrung 62 versehen, die von dem Gewindeanschluß 58 zu einem T-förmigen Kanal 63 führt. ■ .- -58 provided for one of the connecting lines 17. A coil spring 59 is arranged inside the threaded connection 58 and is supported on the outside End of the piston 55, wherein it presses the closure piece 56 against a valve seat 61; The piston 55 is provided with a bore 62 which leads from the threaded connection 58 to a T-shaped channel 63 leads. ■ .- -

Wenn sich die Kolben 55 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befinden, sind die" Ventile 56, 61 geschlossen --" und die Kanäle 63 mit den Kammern 48 verbunden. Bei dieser Stellung ergibt-sieh, daß, wenn eines der Steuerventile 12 in seine Zufuhrstellung gedreht wird, das Strömungsmittel durch den Gewihdeanschluß 58, die Bohrung 62 und den Kanal 63 des entsprechenden Kolbens 55 fließt. Die durch_; den Kanal 63 gebildete Verengung hat zur Folge, daß der Druckaufbau in der entsprechenden Kammer/48 geringfügig verzögert wird, wobei die Verzögerungszeit von der Weite des Kanals 63 abhängt. Infolge der T-Form der Kanäle 63 werden die Verschlußstücke 39 nicht unmittelbar durch das Strömungsmittel beaufschlagt, so daß ihre Arbeitsweise nicht beeinträchtigt wird. Wenn eines der Steuerventile 12 auf; Ableitung gedreht wird, drückt der Druck in der entsprechenden Kammer 48 den Kolben 55 nach außen,¹ wodurch die Feder 59 zusammengedrückt und das Ventil 56, 61 geöffnet wird. Das Strömungsmittel fließt dann durch das Ventil 56, 61, die Kanäle 57 und die Gewindeanschlüsse 58 zu den Verbindungsleitungen 17. Der für diese Strömung zu den Steuerventilen 12 zur Verfügung stehende Querschnitt ist wesentlich größer als der bei 63 verengte Strömungsquerschnitt, der von den Steuerventilen 12 zur Sicherungseinrichtung zur Verfügung steht. Wie ersichtlich, kann sich jeder Kolben 55 unabhängig vom anderen bewegen, so daß die Stellung jedes der Kolben durch die Stellung des zugeordneten Steuerventils 12 und den Druck in:der zugeordneten Kamm'er 48 geregelt wird. ";: :.:'■ When the pistons 55 are in the position shown in FIG. 1, the “valves 56, 61 closed -” and the channels 63 are connected to the chambers 48. In this position see that when one of the control valves 12 is rotated to its supply position, the fluid flows through the thread connection 58, the bore 62 and the channel 63 of the corresponding piston 55. The through _; The constriction formed in the channel 63 has the consequence that the pressure build-up in the corresponding chamber / 48 is slightly delayed, the delay time depending on the width of the channel 63. As a result of the T-shape of the channels 63, the closure pieces 39 are not acted upon directly by the fluid, so that their functioning is not impaired. When one of the control valves 12 is open; Derivation is rotated, the pressure in the corresponding chamber 48 pushes the piston 55 outward, ¹ whereby the spring 59 is compressed and the valve 56, 61 is opened. The fluid then flows through the valve 56, 61, the channels 57 and the threaded connections 58 to the connecting lines 17 is available for the security device. As can be seen, each piston 55 can move independently of the other, so that the position of each of the pistons is regulated by the position of the associated control valve 12 and the pressure in the associated chamber 48. "; ::.: '■

Die Umgehungsleitung 52 verbindet die linke und die rechte Kammer 48 unter Umgehung der Verschlußstücke 39 und der Kammer 33 miteinander. Der Durchmesser dieses Kanals" kann von beliebiger geeigneter Größe sein, soll -jedoch vorzugsweise ausreichend klein sein, um betäehtliche Reibungsverluste im Strömungsmittelfluß von der einen Kammer zur anderen zu gewährleisten. Iin Gehäuse 18 ist eine einstellbare Drossel vorgesehen, die durch eine Schraube 64 gebildet wird, welche einen Zapfen 65 aufweist, der dazu dient, den Querschnitt der Umgehungs-; leitung 52 zu verengen. Eine Sicherungsmutter 66 kann zur Feststellung der Schraube 64 vorgesehen sein. -.;-. .The bypass line 52 connects the left and right chambers 48 by bypassing the plugs 39 and the chamber 33 together. The diameter of this "channel" can be of any suitable one However, it should preferably be small enough to avoid significant friction losses to ensure the flow of fluid from one chamber to the other. In housing 18 is an adjustable Throttle provided, which is formed by a screw 64 which has a pin 65, which serves to the cross-section of the bypass; line 52 to narrow. A lock nut 66 can be provided to fix the screw 64. -.; -. .

Es sei angenommen, daß im Betrieb das linke Steuerventil 12 in seine Zufuhrstellung gedreht worden ist und daß wenige Augenblicke später das rechte Steuerventil 12 in seine Zufuhrstellung gedreht wird. Wenn das linke Steuerventil 12 sich in seiner Zufuhrstellung befindet, verläuft der Strömungsweg von der Strömungsmittelquelle über die Leitung 15, das Steuerventil 12, den Gewindeanschluß 58, die Bohrung 62 und den Kanal 63 des linken Kolbens 55. Die durch den Kanal 63 bedingte Verengung verursacht eine geringfügige Verzögerung im Aufbau des Drucks in der Kammer 48 und damit eine Verzögerung der Geschwindigkeit des am linken Verschluß stück 39 vorbeifließenden Strömungsmittels. Durch das Vorhandensein der Umgehungsleitung 52 -wird in gleicher Weise die Zeit verlängert, die für den Aufbau des Drucks in der Kammer 48 erforderlich ist, und die Geschwindigkeit der Strömung am Verschlußstück 39 vorbei verzögert, die notwendig ist, das linke Verschlußstück 39 in seine Schließstellung'zu verschieben. Je nach der Einstellung der Drossel 64, 65 und den anderen Abmessungen der Teile kamn das rechte Steuerventil 12 verspätet verstellt werden, so daß es um eine Verzögerung nach dem linken Steuerventil 12 das Strömungsmittel zuführt, ohne daß die Sicherungseinrichtung 49 in ihre Abschaltstellung gebracht wird. Ohne das Vorhandensein der nur in einer Richtung wirkenden Drosseleinrichtung 51, 63 und der Umgehungsleitung 52 würde diese empfindliche Steuerung nicht möglich sein.It is assumed that the left control valve 12 has been rotated to its supply position during operation and that a few moments later the right control valve 12 is rotated into its supply position. When the left control valve 12 is in its supply position, the flow path is from FIG Fluid source via line 15, control valve 12, threaded connection 58, the bore 62 and the channel 63 of the left piston 55. The narrowing caused by the channel 63 caused a slight delay in the build-up of pressure in the chamber 48 and thus a delay in the Speed of the left closure piece 39 flowing fluid. By the presence of the bypass line 52 - the time required for the construction of the Pressure is required in the chamber 48 and the speed of the flow at the plug 39 delayed past, which is necessary to move the left locking piece 39 into its closed position. Depending on the setting of the throttle 64, 65 and the other dimensions of the parts, the right one comes Control valve 12 are delayed, so that there is a delay after the left control valve 12 supplies the fluid without the safety device 49 is brought into its shutdown position. Without the presence of only one way acting throttle device 51, 63 and the bypass line 52 would this sensitive control not possible.

Als weiteres Beispiel sei angenommen, daß der an den Leitungen 15 zur Verfügung stehende Strömungsmitteldruck z. B. einmal niedriger und einmal höher sei. Beim Fehlen der nur in einer Richtung wirkenden Drosseleinrichtungen 51, 63 und der Umgehungsleitung 52 würde eine solche Schwankung im Strömungsmitteldruck eine entsprechende Veränderung im Empfindlichkeitsgrad der Sicherungseinrichtung verursachen. Durch die Dämpfungswirkung dieser drosselnden Teile wird jedoch die sich aus diesen Druckverähderungen ergebende Veränderung in der Empfindlichkeit stark verringert, was eine zuverlässigere und wirksamere Vorrichtung ergibt.As a further example, it is assumed that the fluid pressure available at the lines 15 z. B. once lower and once higher. In the absence of those that only work in one direction Throttling devices 51, 63 and the bypass line 52, such a fluctuation in the fluid pressure would be a corresponding change cause in the degree of sensitivity of the safety device. Due to the damping effect of this throttling parts, however, the resulting change in the pressure changes Sensitivity is greatly reduced, resulting in a more reliable and efficient device.

Wenn Strömungsmittel von der Sicherungseinrichtung 49 zu einem der Steuerventile 12 und von da zur Ableitung 16 strömt, wird der entsprechende Kolben 55 in seine Offens.tellung verschoben, so daft er eine ungedrosselte Strömung aus der Kammer 48 ermöglicht. Die wünschenswerte Bedingung einer freieren Strömung in Richtung von der Sicherungseinrichtung 49 zu den Steuerventilen 12 hängt von den Strömungseigenschaften des Strömungsmittels ab, insbesondere von denjenigen zusammendrückbarer Strömungsmittel. Wenn eines der Sc'haltventile 12 mit der Ableitung 16 und das andere mit der Zufuhr 15 verbunden ist, muß die Sicherungseinrichtung 49 aus ihrer Normalstellung in ihre Abschaltstellung bewegt werden, was so rasch als möglich erfolgen muß. Dies wird dadurch erreicht, daß eine ungedrosselte Strömung' aus der Kammer 48 zu dem Steuerventil 12,' das mit der Ableitung 16 verbunden ist, vorgesehen ist.
' Versuche haben gezeigt, daß durch die Verwendung der Drosseleinrichtungen 51, 63 in der Anlage deren^; Arbeitsweise nicht dadurch beeinträchtigt wird, daß der Strömung ein übermäßig hoher Widerstand ent-' gegengesetzt wird. Ein Grund hierfür besteht darin," daß die eine bauliche Einheit bildende Sicherungseinrichtung ein Minimum an äußeren Rohrleitungen in der Anlage ermöglicht und die auf diese Weise ausgeschalteten Reibungsverluste die Verwendung ge-When fluid flows from the safety device 49 to one of the control valves 12 and from there to the discharge line 16, the corresponding piston 55 is moved into its open position so that it enables an unthrottled flow from the chamber 48. The desirable condition of freer flow in the direction from the safety device 49 to the control valves 12 depends on the flow properties of the fluid, particularly those of compressible fluids. If one of the shut-off valves 12 is connected to the discharge line 16 and the other to the supply 15, the safety device 49 must be moved from its normal position into its shut-off position, which must be done as quickly as possible. This is achieved in that an unthrottled flow 'from the chamber 48 to the control valve 12' which is connected to the discharge line 16 is provided.
'Experiments have shown that by using the throttle devices 51, 63 in the system ^; Operation is not affected by the fact that the flow is opposed to an excessively high resistance. One reason for this is that "the safety device which forms a structural unit enables a minimum of external pipelines in the system and the friction losses eliminated in this way make it possible to use them.

1 U43 /4U1 U43 / 4U

steuerter Drosseleinrichtungen der beschriebenen Art gestatten.allow controlled throttle devices of the type described.

Claims

Patent claims:

1. Safety device for use in a system for controlling a fluid-operated Device with two independently manually operable control valves that move between supply and discharge positions movable and through parallel connecting lines in which the safety device is arranged is connected to the fluid operated device according to patent 1 022 870, characterized in that between the parallel connecting lines (17) and the securing means (26) two throttle devices (51, 63) acting only in one direction are provided are that have a narrowed flow path to the securing means (26) and an unthrottled one Result in flow to the control valves (12).

2. Safety device according to claim 1, characterized in that in only one Direction-acting throttle devices (51, 63) means (63) are provided which act upon it of the closure pieces (39) through the fluid when this in the direction flows to the securing means (26).

3. Safety device according to claim 1 or 2, characterized by a narrowed bypass line (52) between the parallel connecting lines (17).

4. Safety device according to claim 3, characterized in that in the bypass line (52) an adjustable throttle (64, 65) is provided.

Considered publications:
French Patent No. 569,411;
French patent addendum No. 22,949, addendum to patent No. 520807;

British Patent No. 586 727;

1 sheet of drawings