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Pneumatisches Schaltrelais
Es sind Schaltrelais auf elektrischer Basis in mannigfaltiger Art bekannt. Diese elektrischen Relais haben den Nachteil, dass sie in der chemischen Verfahrenstechnik nicht immer ohne grossen Aufwand angewendet werden können, der dadurch bedingt ist, dass verschiedene Anlagen explosionssicher aufgebaut werden müssen. Ausserdem sind elektrische Schaltelemente stets störanfällig und bedürfen erhöhter Wartung. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein auf pneumatischer Grundlage arbeitendes Schaltrelais, bei dem alle oben geschilderten Nachteile vermieden werden.
Der erfindungsgemässe Gedanke beruht dar-
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sich der Düse eines Druckmessgerätes, das über eine Kapillare mit einem konstanten Druck beaufschlagt wird, nähert. In. dem Druckmessgerät findet auf diese Weise ein Druckanstieg statt, der eine Ausdehnung des Druckmessgerätes in Richtung der Prallplatte hervorruft, so dass sich die Düse schlagartig der Prallplatte nähert und sich auf sie auflegt. Der Druck in dem Druckmessgerät steigt nun auf den eingestellten Vordruck an. Von diesem Druck wird ein Stellglied beaufschlagt.
Bei weiterer Anzeigeänderung des Messfühlers folgt die Düse der Prallplatte, auf ihr anliegend, so lange, bis ein einstellbarer Anschlag den Weg begrenzt und verhindert, dass die Düse weiterhin der Prallplatte folgen kann.
Letztere hebt sich daraufhin von der Düse ab, und der Druck sinkt schlagartig ab. Hiedurch wird das Stellglied entsprechend beaufschlagt.
Das Gerät kann in seiner Ausführung für die verschiedensten Regelungen angewendet werden, so z. B. zum Füllen und Entleeren von Behältern in Verbindung mit einer Sprudelmessung, zum Dosieren von Mengen in bestimmten Zeitabständen sowie für Druckentspannungen und Entschlammungen, die intermittierend vorgenommen werden sollen. Die maximalen und minimalen Regelwerte können beliebig eingestellt werden. Das Steuergerät kann auch als pneumatisches Zeitschaltrelais verwendet werden. Die Schaltfolge der Impulse und deren Dauer, sind einstellbar.
In der Fig. 1 ist eine beispielsweise Ausführungsform zum Pullen und Entleeren von Behältern in Verbindung mit einer Sprudelmessung dargestellt. Es bedeutet 1 ein Membranmanometer. Starr mit dieser Membran 2 verbunden ist. die Prallplatte 3. Mit 4 sind zwei metallische untereinander pneumatisch verbundene Membranen (Druckmessgerät) mit Ausströmdüse 5 und einstellbaren Anschlägen 6 zur Begrenzung der Ausdehnung des Druckmessgerätes dargestellt. Die Membranen 4 sind pneumatisch mit einem Stellglied 7 verbunden und werden durch ein Reduzierventil 8 über eine Kapillare 9 mit einem konstanten Druck beaufschlagt. 10 ist ein Behälter und 11 ein Standrohr einer bekannten Anordnung zur Sprudelmessung, die über eine weitere Kapillare 12 ebenfalls mit einem konstanten Vordruck beaufschlagt werden.
Die Anordnung arbeitet wie folgt : Steigt der Stand im Behälter 10, so tritt eine Drucksteigerung im Standrohr 11 und somit im Manometer 1 auf. Die Membran 2 biegt sich, und die Prallplatte 3 nähert sich der Düse 5.
Sobald der Abstand zwischen Düse 5 und Prallplatte. ? genügend gering geworden ist, tritt eine Drucksteigerung in den Membranen < auf, die sich schlagartig ausdehnen, bis die Düse 5 auf der Prallplatte 3 aufliegt.
Die eintretende Drucksteigerung auf den eingestellten Vordruck beeinflusst das Stellglied 7. Sinkt nun der Behälterstand, so tritt eine Druckverringerung ein, und die Membran 2 mit Prallplatte 3 bewegt sich entgegengesetzt und ist bestrebt, sich von der Düse 5 zu lösen. Die Düse 5 folgt aber der Prallplatte, und der maximale Druck bleibt erhalten, bis eine weitere Vorwärtsbewegung der Düse 5 durch den unteren Anschlag 6 verhindert wird.
In diesem Augenblick bewegt sich die Düse schlagartig nach unten, der Druck fällt ab und beaufschlagt entsprechend das Stellglied 7.
Durch Einstellen der Anschläge 6 ist es möglich, den höchsten und niedrigsten Stand im Behälter 10 in weiten Grenzen zu variieren.
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Die Verwendung des pneumatischen Steuerrelais als Zeitschaltrelais ist in Fig. 2 bei-
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über eine Kapillare 14 an einen konstanten Vordruck angeschlossen'ist. j ! 6 ist ein Ventil, durch das der Behälter 13 über die Kapillare 15 entspannt werden kann. Die Anordnung arbeitet wie folgt : Ober die Kapillare 14 wird der Behälter 13 gefüllt. Es steigt der Druck im Behälter 13 und gleichzeitig an der Membran 2. Bei einem bestimmten, wählbaren Druck im Behälter 13 arbeitet das pneumatische Schaltrelais wie zu Fig. 1 beschrieben.
Durch den entstehenden Steuerdruck werden das Stellglied 7 und ein weiteres Stellglied 16 beeinflusst, das über die Kapillare 15 den Volumenbehälter 13 entspannt. Wird der eingestellte minimale Druck im Behälter 13 erreicht, so arbeitet das pneumatische Schaltrelais analog wie für Fig. 1 erläutert. Die Stellglieder 7 und 16 werden entsprechend beaufschlagt, und es wiederholt sich der gleiche Vorgang. Durch entsprechende Dimensionierung des Behälters 13, der Kapillaren 14 und 15, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines weiteren Ventils, sowie des Abstandes der Anschläge 6 ist es möglich, beliebige Zeitintervalle einzustellen.
Um den Schaltvorgang von mehreren Komponenten abhängig zu machen, kann die Prall- platte 3 von mehreren, beispielsweise zwei Messfühlern beeinflusst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Pneumatisches Schaltrelais, bei dem sich bei Anzeigeänderung eines Messfühlers eine mit diesem Messfühler verbundene Prallplatte einer über eine Kapillare mit konstantem Vordruck beaufschlagten Düse nähert, wobei diese Düse mit einem Druckmessgerät mechanisch in Verbindung steht und von ihm bei Druckanstieg in Richtung der Prallplatte bewegt wird,
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glied (7) pneumatisch verbunden sind, welches durch den im Druckmessgerät (4) infolge schlagartiger Annäherung der Düse (5) an die Prallplatte (3) auf den eingestellten Vordruck ansteigenden Druck beeinflusst wird, und ein-
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bei der obere Anschlag die schlagartige Annäherung der Düse an die Prallplatte und der untere Anschlag deren Abheben von der Prall-
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wird.
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