CH622629A5 - Pneumatic regulating unit incorporating a pneumatic relay - Google Patents

Description

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RIVENDICAZIONE Unità regolante pneumatica incorporante un relè pneumatico, per controllare una grandezza variabile in un processo operativo, caratterizzata dal fatto di comprendere due ugelli (7, 8) uguali, pneumaticamente in comunicazione con detto 5 relè (2) dell'unità stessa, due lamine otturatrici (12a, 112a) una per ciascun ugello, mantenute in posizione di otturazione del corrispondente ugello da rispettivi organi elasticamente deformabili (13, 113) ed un elemento (16) supportato da detta unità (1) in modo oscillante attorno ad un asse parallelo a detti io ugelli (7, 8) ed agente su una o sull'altra di dette lamine (12, 112a) per allontanarle dai rispettivi ugelli (7, 8) in contrasto a detti organi elasticamente molleggiati (13,113), detto elemento (16) essendo angolarmente spostato in un senso o nel senso opposto attorno a detto asse da un attuatore (20) che funziona 15 in base allo scostamento tra il valore effettivo del processo ed il valore desiderato e variabile.

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La presente invenzione si riferisce ad una unità regolante pneumatica incorporante un relè pneumatico per controllare una grandezza variabile in un processo operativo. Più in particolare, l'invenzione concerne un regolatore pneumatico atto a consentire il controllo di una variabile mediante una regola- 25 zione programmata.

È noto che per il controllo di una variabile di un processo operativo tramite un regolatore pneumatico, è spesso necessario che quest'ultimo consenta di effettuare variazioni di pressione del fluido di controllo nello stesso senso o in senso 30 inverso rispetto alla variazione della grandezza controllata (azione diretta o azione inversa).

Infatti, per esigenze di servizio, è frequentemente richiesto che l'azione di un regolatore pneumatico possa essere variata da azione diretta, vale a dire segnale in uscita aumentante con 35 l'aumentare della variabile controllata, ad azione inversa vale a dire segnale in uscita aumentante col diminuire della variabile controllata. Fino ad ora questa variazione è ottenuta mediante intervento manuale sul regolatore, oppure meccanicamente, oppure ancora mediante uso di un invertitore pneuma- 40 tico. Quest'ultima modalità (uso di invertitore pneumatico) è l'unica che si presta ad una regolazione a programma oppure completamente automatizzata. Tuttavia relativamente all'impiego di un invertitore pneumatico per la desiderata variazione dell'azione del regolatore pneumatico, si può constatare 45 un inconveniente tecnico non trascurabile, fino ad ora non superato e costituito dal fatto che al momento dell'inversione si verifica inevitabilmente un consistente ritardo nel raggiungimento del valore esatto del segnale di uscita, ritardo che implica un periodo di funzionamento incontrollato durante il ^ quale l'unità regolante può agire, e molto spesso agisce, in modo del tutto opposto alla funzione per la quale è stata prescelta.

Il problema che sta alla base di questa invenzione è quello di mettere a disposizione una unità regolante pneumatica 55 avente caratteristiche strutturali tali per cui la suddetta variazione da azione diretta ad azione inversa, possa essere eseguita e senza incorrere nell'inconveniente più sopra citato con riferimento alla tecnica nota, e ciò, in particolare, sulla base di un programma prefissato. 60

Questo problema viene risolto secondo l'invenzione per il fatto che detta unità regolante pneumatica comprende due ugelli uguali, pneumaticamente in comunicazione con il relè pneumatico dell'unità stessa, due lamine otturatrici, una per ciascun ugello, mantenute in posizione di otturazione del cor- 65 rispondente ugello da rispettivi organi elasticamente deformabili ed un elemento supportato da detta unità in modo oscillante attorno ad un asse parallelo a detti ugelli ed agente su una o sull'altra di dette lamine per allontanarle dai rispettivi ugelli in contrasto a detti organi elasticamente molleggiati, detto elemento essendo angolarmente spostato in un senso o nel senso opposto attorno a detto asse da un attuatore funzionante in base allo scostamento tra il valore effettivo di processo ed il valore desiderato e variabile.

Di detti due ugelli con rispettive lamine otturatrici, un primo ugello è destinato al funzionamento con azione diretta, il secondo al funzionamento con azione inversa. In una condizione di riposo, il suddetto elemento oscillante è fermo tra le lamine otturatrici mantenute in posizione di chiusura dei rispettivi ugelli. Quando è richiesto un funzionamento con azione diretta, l'elemento oscillante è angolarmente spostato verso la lamina otturatrice del primo ugello e, quando agisce su di essa, determina l'apertura controllata di detto primo ugello, mentre il secondo ugello è mantenuto chiuso. Quando è richiesto un funzionamento con azione inversa, l'elemento oscillante è angolarmente spostato verso la lamina otturatrice del secondo ugello, determinandone l'apertura controllata, mentre il primo ugello è mantenuto chiuso.

Di conseguenza, ima richiesta variazione di funzionamento da azione diretta ad azione inversa può essere eseguita in modo estremamente rapido e tramite un semplice spostamento angolare di un elemento oscillante. Inoltre, poiché detto elemento oscillante è azionato dal suddetto attuatore a sua volta funzionante sulla base di un prefissato programma, in un tale programma può essere previsto il comando per effettuare la richiesta variazione da azione diretta a inversa.

Le suddette caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di una unità regolante pneumatica secondo il trovato, fatta qui di seguito con riferimento ai disegni allegati in cui:

la fig. 1 rappresenta prospetticamente detta unità regolante pneumatica e,

le figg. 2,3 rappresentano in vista dall'alto e frontalmente un particolare costruttivo della stessa unità.

Con riferimento alle suddette figure, con 1 è globalmente indicata una unità regolante pneumatica, (regolatore pneumatico) secondo il trovato, utilizzata per il controllo di una variabile in processi operativi. Con 2 è indicato il corpo del relè pneumatico di cui detta unità regolante è convenzionalmente attrezzata, il quale corpo ha parete posteriore 2a prolungata verso l'alto per supportare una piastra 3 essenzialmente a mensola sovrastante detto corpo 2 ed in prefissata relazione distanziata da esso. In corrispondenza della parete frontale di detta unità regolante 1, a detta piastra 3 è fissato, con mezzi convenzionali rimovibili, ad esempio viti 4,5, un supporto piastriforme 6 sagomato essenzialmente a ponte. Questo supporto 6 sostiene rigidamente ed in una sua posizione centrale, due ugelli 7, 8 di tipo convenzionale, i quali ugelli si estendono parallelamente, in reciproca relazione distanziata, verso detta parete posteriore 2a.

Ciascuno di detti ugelli 7,8 è attrezzato con un rispettivo raccordo 7a, 8 a per il collegamento pneumatico in modo convenzionale con detto relè pneumatico 2.

Al supporto piastriforme 6 e lateralmente agli ugelli 7, 8, sono fissati due cavallotti 9,10 uguali, sagomati ad U con ali 9a, 9b e 10a, 10b parallele agli assi di detti ugelli 7, 8.

Tra le ali 9a, 9b del cavallotto 9 è girevolmente supportato un perno 11 ad asse perpendicolare all'asse del rispettivo ugello 7, sul quale perno è centralmente fissata una lamina a squadra 12. Detto perno 11 è assoggettato all'azione elastica di una molla a spirale 13. L'azione elastica di questa molla è tale per cui il braccio 12a della lamina a squadra 12 chiude l'ugello 7. Nell'estremità libera dell'altro braccio 12b di detta lamina a squadra 12 è impegnato uno stelo filettato 14, perpendicolare

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al braccio 12b e portante un riscontro 15 essenzialmente a disco.

La posizione distanziata di detto riscontro a disco dal braccio 12b è registrabile mediante avvitamento dello stelo filettato 14 che lo supporta.

In modo del tutto analogo a quello descritto con riferimento al cavallotto 9, il cavallotto 10 supporta un perno 111 assoggettato all'azione di una molla a spirale 113 e sul quale è montata una lamina a squadra 112. Il braccio 112a di detta lamina a squadra è normalmente mantenuto in posizione di otturazione dell'ugello 8 dall'azione di detta molla di ottura-mentre il braccio 112b supporta, tramite stelo filettato 114, un riscontro a disco 115.

Con 16 è indicato un elemento ad U ad ali 16a, 16b parallele, il quale elemento è imperniato ad un supporto 17 della unità regolante di questo trovato. L'asse di imperniamento 16c attorno al quale detto elemento 16 può essere angolarmente spostato, nel modo più avanti precisato, in un senso o nel senso opposto, è esteso parallelamente agli assi degli ugelli 7, 8 in una posizione intermedia a detti ugelli. All'ala anteriore 16b dell'elemento 16 è fissata a sbalzo una spina 18 la cui estremità libera 19, sagomata a sfera, risulta posizionata tra i riscontri a disco 15, 115 precedentemente citati. A spostamenti angolari in un senso o nell'altro di detto elemento 16 attorno al rispettivo asse di imperniamento corrispondono spostamenti di detta estremità a sfera 19, in un senso o nell'altro, lungo un arco di cerchio concentrico a detto asse.

Al fine di posizionare correttamente l'estremità a sfera 19 della spina 18 tra i riscontri a disco 15 e 115, il supporto 17, al quale è imperniato l'elemento ad U 16, è regolabile in posizione.

s Tale supporto 17 è infatti montato girevole sul perno 117 .sostenuto dalle estremità ripiegate 118 e 119 della basetta 120 sostenuta dalla colonnina 121.

Una vite di regolazione 122, impegnata con il supporto 17 mediante un manicotto 123 (fig. 3) ed impegnata con l'estre-io mità non visibile contro un sottostante piano fisso 124 (fig. 3) consente lo spostamento angolare del supporto 17 rispetto al perno 117 e quindi il sollevamento ed abbassamento dell'asse 16c di imperniamento dell'elemento ad U, 16.

L'ala 16a dell'elemento 16 ad U, è assoggettata all'azione 15 di un attuatore schematizzato in 20 che funziona in base allo scostamento tra il valore effettivo del processo ed il valore desiderato e variabile secondo un programma prefissato.

Sulla base di un tale programma, ovviamente stabilito in 20 accordo con le esigenze di un processo operativo del quale si intende controllare una grandezza variabile mediante uso dell'unità regolante pneumatica di questo trovato, a spostamenti angolari in un senso o in un senso opposto dell'elemento 16 attorno al proprio asse di imperniamento, corrispondono la 25 apertura dell'ugello 7 o dell'ugello 8 con conseguente immediata variazione dell'azione del regolatore pneumatico più sopra descritto.

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2 fogli disegni