NL8800488A - Fluidumdruk-regelorgaan. - Google Patents

Description

t #/ -1- 27209/CV/tl

Korte Aanduiding: Fluidumdruk-regelorgaan.

De uitvinding heeft betrekking op fluidumdruk-regelorganen voor het handhaven van een gekozen benedenstroomse fluidumdruk.

5 Regetkleppen hebben een zelf instellende doortocht welke varieert om fluidtimstroom te vergroten of te verminderen ten einde de gekozen druk te handhaven. Gebruikelijk gebruiken deze regetorganen een veer opgesteld tegenover een diafragma, dat is blootgesteld aan het fluidum waarvan de druk moet worden geregeld. Gebruikelijke regelorganen zijn wijd 10 verspreid in gebruik en voor vele toepassingen,waar de eisen niet bijzonder strikt zijn,werken zij tevredenstellend. De uitdrukking "fluidum'' wordt hier gebruikt als algemene aanduiding voor zowel vloeistoffen als gassen.

Er zijn echter toepassingen waar de constructie van gebruikelijke 15 regelorganen problemen opwekt,die hetzij tot nadeel worden genegeerd of worden verholpen door aanvullende uitrusting of werkwijzen.

Vele werkwijzen vereisen bijvoorbeeld dat fluidum wordt toegevoerd met de grootst mogelijke zuiverheid. Een voorbeeld is de half-geleider industrie,waarin parasitaire deeltjes,welke kunnen zijn ingebracht in 20 de fluidumstroom vanaf het regelorgaan zeer dure producten kunnen krassen indien zij landen op een product op een plaats waar de deeltjes de beoogde functie van het product zullen schaden. Een voorbeeld is een geleidend deeltje,dat twee electronische onderdelen op een chip overbrugt.

Bronnen van dergelijke deeltjes ineen regelorgaan zijn diafragma's, 25 kleppen en in het bijzonder veren in de fLuidumbaan. De buiging van de veren en het wrijven of aanslaan van andere delen waaronder het wrijven van de veer op delen waartussen het is opgesteld, zijn voorbeelden.

Een ander bezwaar van gebruikelijke regelorgaanconstructies is de vereiste afmeting van zijn inlaatholte veroorzaakt door de noodzaak 30 bepaalde delen erin op te nemervGrotere volumes zijn moei lijker te reinigen,nemen een langere tijd om te reinigen en zijn verspillend duur in kostbare reactiemiddelen,welke moeten worden aangebracht indien het systeem wordt gereinigd.

Ofschoon van dit regelorgaan wordt verwacht dat het zijn eerste en 35 mogelijk meest belangrijke toepassing vindt in het half-geleider reactor-gebied zal hij ook belangrijke voordelen geven in die gebieden zoaLs kali- . 8 8 0 04 8 8 -2- 27209/CV/tl breersystemen ,analyse systemen en systemen voor dragerfluidum in fluidum chromotografie.

In aanvulling is deze regelinrichting nuttig daar waar regelor-ganen worden benodigd niet slechts in fluidumsystemen van hoge zuiver-5 heid.Zijn inherente eenvoud en doelmatigheid in samenbouw/instelling en gebruik vormen een aanbeveling voor zijn algemeen gebruik.

Het is een oogmerk van de uitvinding alle veren te verwijderen uit de stroombaan,alle vrij bewegende delen en wrijvende contacten in de stroombaan te elimineren en het holtevolume minimaal te maken.

10 Een regelinrichting volgens deze uitvinding heeft een lichaam met een inlaatpoort en een uitlaatpoort. De inlaatpoort treedt een inlaat-holte binnen en de uitlaatpoort voert af uit een waarnemingsholte. Een klepdoortocht verbindt de holtes onderling en is bij zijn einde in de inlaatholte omgeven door een klepzitting.

15 Een klep heeft een steel welke zich uitstrekt door de klepdoortocht met speling voor de stroming van fluidum. Een klepkop is aangebracht op de klepsteel in de inlaatholte,met een omtreksafdichting aangepast om aan te slaan tegen de zitting om de doortocht te sluiten of om van de zitting weg te bewegen om hem te openen. De waarnemingsholte is gedeel-20 telijk begrensd door een flexibel diafragma waaraan de klepveer is bevestigd voor axiale beweging in antwoord op doorbuiging van het diafragma.

Een instelschroef is met schroefdraad aangebracht op het lichaam voor coaxiale beweging met de klep van de andere zijde van het diafragma ten opzichte van de inlaatholte. Het drukt een samendrukbare schroefveer 25 gebiedsveer aan tussen zichzelf en het diafragma,waarbij differentieel krachten over het diafragma resulteren in verlenging van de veer,ertoe neigend de klep te openen ,het diafragma naar de klepdoortocht buigend bij het uitvoeren hiervan.

Een inwendig van schroefdraad voorziene coaxiale doortocht in de 30 instelschroef neemt een klepveerinstelschroef voorzien van een veeranker op. Een trekveer ("klepveer") is verbonden met het anker en met een anker op het diafragma. Vergroting van de spanning van de klepveer door geschikt draaien van de klepveer instelschroef neigt ertoe de klepkop te trekken naar de zitting om de klep te sluiten.

35 Beide veren zijn gezien vanaf de inlaatholte aan de tegenoverliggen de zijde van het diafragma en zijn volledig buiten de holte.

.8800488 * -3- 27209/CV/tl

Volgens de voorkeur gegeven maar facultatieve' ' kenmerken van de uitvinding is de instelschroef van de klepveer verbonden met de klepveer door een draaiverbinding en is een duwleger opgesteld tussen de instelschroef en de gebiedsveerom torsie op de veer gedurende instelling te 5 verminderen.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van een in bijgaande figuur weergegeven mogelijke uitvoeringsvorm van de constructie volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont een axiale dwarsdoorsnede van een uitvoeringsvoorbeeld 10 van een inrichting volgens de uitvinding.

Een regelinrichting 10 volgens de uitvinding omvat een lichaam,dat uit twee delen 11 en 12 is gevormd,die met behulp van schroefdraad 13 met elkaar zijn verbonden. De klep heeft een werkingshartlijn 14.

Een inlaatpoort 15 strekt zich uit in het lichaam en treedt een 15 inlaatholte 16 binnen. Een gebruikelijk verbindingsorgaan 17 is aangebracht om de regelinrichting in een systeem op te nemen.

Een uitlaatpoort 20 strekt zich uit in het lichaam en treedt een waarnemingsholte 21 binnen. Een klepdoortocht 22 op hartlijn 14 verbindt de inlaatholte en de uitlaatholte. Een verheven ringvormige klepzitting 20 25 omgeeft de klepdoortocht waar deze de inlaatholte binnentreedt.

De waarnemingsholte is gedeeltelijk begrensd door het lichaam en gedeeltelijk door een flexibel diafragma 26. Het diafragma is cirkelvormig (evenals de holtes en de klepdoortocht) en zijn centrale gedeelte beweegt axiaal indien de differentieelkrachten erover wijzigen.

25 Klepsteel 22 verloopt door de kleppoort met een omtreksspeling zo dat er geen wrijvingswerking is. Een klepkop 28 is bevestigd aan de steel of uitgevoerd als deel ervan. Een afdichting 29 op de klepkop is gelegen tegenover de zitting ten einde de klepdoortocht tegen stroming af te sluiten indien op de zitting aangebracht.

30 Toegang tot de inlaatkamer is verkregen door een toegangspoort 30.

Een plug 31 draagt tegen een schijfafdichting 31a om de toegangspoort te sluiten. Indien de plug wordt verwijderd kan de klepkop van de steel worden afgeschroefd, of, indien integraal met de steel,kan de steel worden losgeschroefd van een anker 32.Dit vergemakkelijkt de samenbouw van regel-35 inrichting.

. 88 0 0488 -4- 27209/CV/tl

Anker 32 heeft een flens 32a,welke is bevestigd aan en afgedicht op het diafragma. Een onderste veergeleiding 33 draagt tegen het diafragma en omgeeft anker 32. Een bovenste veergeleider 34 ligt tegenover de onderste veergeleider en gebiedsveer 35 is geplaatst tussen en in samengedrukte 5 opstelling tussen de veergeleiders. Als veer wordt bij voorkeur een schroefveer gebruikt. Ieder proportioneel reagerende inrichting kan echter in plaats daarvan worden gebruikt,bijvoorbeeld een met gas geladen drukdom. De term "graadveer " is bestemd al dergelijke equivalenten te omvatten.

10 Een duwleger 40 met legerkogels 41 tussen loopringen 42 en 43 is opgesteld tussen bovenste veergeleiding 34 en een flens 44 van een gebied instelbout 45. De bout 45 heeft een uitwendige schroefdraad 46 geschroefd in een opening 47 in het lichaam. De bout is coaxiaal met hartlijn 14.

Een knop 48 is bevestigd aan bout 45 om deze te draaien.

15 Gebiedinstelbout 45 heeft een centrale doortocht 50 met een inwen dige schroefdraad 51. Een klepveerinstelbout 52 is in schroefdraad 51 geschroefd. De schroef is uitgevoerd met sleutelaangrijpoppervlakken 53, zodat het kan worden gedraaid om axiaal in de gebiedinstelbout te bewegen. Een scharnierende verbinding 55 is gezeten in schroef 52 zodanig als daar-20 in vrij te bewegen maar er axiaal met mee te bewegen. Het heeft aan zijn ondereinde een anker 56.

Klepveer 60 is een trek type schroefveer welke bij zijn einde in spanning wordt gehouden tussen ankers 32 en 56. Zijn neiging is het diafragma omhoog te trekken. De neiging van de gebiedveer is hem naar bene-25 den te drukken. De door de gebiedveer uitgeoefenden drukkracht wordt ingesteld door draaien van de gebiedveer instelschroef. De spanning op de klepveer wordt ingesteld door draaien van de klepveerinstelbout.

Een dopschroef 65 is geschroefd in de gebiedveerinstelbout om zijn doortocht af te sluiten. Deze is verwijderbaar om toegang te geven tot de 30 instelschroef van de klepveer. De drukkracht op de gebiedveer (en daardoor de geregelde druk) wordt ingesteld door draaien van de knop om de instelbout van de gebiedveer te draaien.

Het zal worden opgemerkt,dat er geen vrij beweegbare delen of veren of wrijvende delen in de fluidumstroom zijn. Het enige fysische contact is 35 tussen de klep en de zitting.

. 8 8 0 04Sö -5- 27209/CV/tl

Het diafragma buigt op zijn hoogst slechts ongeveer 0,030 inches in zijn midden in de werking van een diafragma met een vrije diameter van ongeveer 2 inches. Dergelijke minimale buiging, in het bijzonder van eem roestvrij stalen diafragma zal naar alle waarschijnlijkheid geen deeltjes 5 kunnen vormen. Speciale aandacht wordt gericht op de relatief verminderde afmetingen van de inlaatholte en van de waarnemingsholte.

De klepveer is aangebracht voor een relatief beperkt gebruik,hoofd-zakelijk als een terugslagklep bij lage drukken en bij lage druk instellingen. Indien de regelinrichting eerst wordt samengebouwd met de gebied-10 instelbout teruggedraaid om meest van de drukkracht op de gebiedveer op te heffen wordt de spanning op de klepveer ingesteld zodat het de klep naar de gesloten stand drukt bij lage benedenstroomse drukken,misschien 2 psi. De dopschroef 65 wordt aangebracht en verdere instelling van de klepveer zal praktisch niet meer worden vereist.

15 Instelling van de geregelde druk wordt bewerkstelligd door draaiing van de instelbout van de gebiedveer om de veerkracht welke deze uitoefent op het diafragma in te stellen. Fluidumdrukken in de waarnemingsholte welke een kracht voortbrengen groter dan de ingestelde veerkracht bewegen het hart van het diafragma en de klep omhoog in fig.1 om de doörtocht bij 20 de klepzitting te verminderen of deze te. sluiten. Mindere drukken neigen ertoe de regelinrichting te openen. De instelling van de gebiedsveer brengt dus de geregelde uitgangsdruk tot stand.

De weergegeven regelinrichting geeft de geopenbaarde voordelen in een gemakkelijk te vervaardigen inrichting. De constructiematerialen zullen 25 gebruikelijk roestvrij staal zijn,ofschoon in plaats daarvan ieder geschikt ander materiaal met geeigende mechanische eigenschappen en weerstand tegen de te regelen fLuida kunnen worden gebruikt.

Deze uitvinding is niet beperkt op het in de figuur weergegeven en hierboven beschreven uitvoeringsvoorbeeld,dat slechts bij wijze van voor-30 beeld en niet als beperking is gegeven. Binnen de geest en beschermingsom-vang van de uitvinding zullen hierop dan ook aanvullingen en/of wijzigingen mogelijk zijn.

.8800488

Claims (4)

1. Een fluidumdruk-regelinrichting met een hartlijn en voorzien van: een lichaam met een inlaatholte en een waarnemingsholte,een inlaat- poort naar de inlaatholte en een uitlaatpoort naar de waarnemingsholte*; een axiale klepdoortocht,welke de genoemde holtes verbindt; 5 een klepzitting welke de klepdoortocht in genoemde inlaatholte om geeft; een axiale klepsteel verlopend door genoemde klepdoortocht met een omtreksspeling; een klepkop op genoemde steel in genoemde inlaatholte; 10 een klepzitting op genoemde klep gelegerd tegenover genoemde zit ting en aangepast om daarop te dragen om genoemde klepdoortocht te sluiten of daarvan af te bewegen om genoemde klepdoortocht te openen; een flexibel diafragma,dat genoemde waarnemingskamer gedeeltelijk afsluipen zich loodrecht op genoemde hartlijn uitstrekt, waarbij genoem-15 de klepsteel daaraan is bevestigd op genoemde hartlijn voor axiale beweg-ging indien genoemd diafragma wordt gebogen; een gebiedsveer; een axiale gebiedsveer instelbout die met schroefdraad is aangebracht in genoemd lichaam voor beweging naar en afgekeerd van genoemd 20 diafragma indien genoemde gebiedsveer instelbout wordt gedraaid,waarbij genoemde gebiedsveer is samengedrukt tussen genoemd diafragma en genoemde gebiedsveerinstelbout welke een centrale doortocht heeft met inwendige schroefdraad; een klepveer; en 25 een klepveerinstelbout geschroefd in genoemde centrale doortocht waar bij de klepveer in spanning is verankerd tussen genoemde klepveerinstelbout en genoemd diafragma.

2. Fluidumdruk-regelinrichting volgens conclusie 1,waarin een scharnierende verbinding wordt tegengehouden door genoemde klepveerinstelbout 30 welke vrij draaibaar ten opzichte daarvan is en welke scharnierende verbinding een anker vormt voor een einde van genoemde klepveer.

3. Een fluidumdruk-regelinrichting volgens conclusie 1 waarin genoemde gebiedsveerinstelbout een omtreksschouder omvat en waarin een duwleger is opgesteld in aandrukking tussen genoemde schouder en genoemde gebiedsveer. 35

4. Fluidumdruk-regelinrichting volgens conclusie 3,met het kenmerk,dat een scharnierende verbinding wordt vastgehouden door genoemde klepveerinstel- .8800488 τ ρ -7- 27209/CV/tl bout welke vrij draaibaar is trn opzichte daarvan en welke scharnier-verbinding een ander vormt voor een einde van de klepveer. t 5 .8800488