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Proportionaler Luftstrahlregler
Die Erfindung betrifft einen einfachen, auf einem pneumatischen System basierenden proportionalen Luftstrahlregler, bestehend aus einer von einer Düse beaufschlagten Regelklappe mit einstellbarem, en- gem Proportionalitätsbereich, der eine Einstellmöglichkeit des Sollwertes sowie des Reversierganges aufweist.
Die bekannten Ausführungen pneumatischer Zweipunktregler weisen eine beschwerliche Einstellung des Sollwertes und des Proportionalitätsbereiches auf. Die Umstellung des Sollwertes erfolgt durch eine
Umstellung des ganzen Mechanismus oder durch die Änderung der Lage des Regulators. Der Proportionalitätsbereich ist entweder konstant oder wird durch einen verwickelten Mechanismus umgestellt.
Bei dem erfindungsgemässen Luftstrahlregler können der Sollwert und der Proportionalitätsbereich durch einen einfachen Mechanismus eingestellt werden, wobei die Möglichkeit der Reversiertätigkeit gegeben ist. Im Vergleich mit bekannten Ausführungen ist das Gerät hinsichtlich Konstruktion und Erzeugnis sehr einfach.
Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass bei einem proportionalen Luftstrahlregler mit einer von der Düse beaufschlagten Regelklappe ein zweiarmiger, um einen Zapfen drehbarer Betätigungshebel vorgesehen ist, welcher an einem Ende z. B. vermittels Zapfen und Gestänge mit dem Messsystem verbunden ist, wobei auf dem Betätigungshebel z. B ; vermittels eines verschiebbaren, aber unverdrehbaren, mit einer Schraube einstellbaren Steines ein längs des Betätigungshebels verstellbarer, zur Ebene der Hebelbewegung senkrechter Stift angeordnet ist, auf dem die um einen Zapfen drehbare Regelklappe aufsitzt und dass die Düse samt der Regelklappe an einem Geräteteil befestigt ist, welcher unabhängig von der Bewegung des Betätigungshebels durch Verdrehen um eine mit der Achse des Hebelzapfens identische Achse der Lage nach umstellbar ist.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch und in Fig. 2 konstruktiv dargestellt.
Der Mechanismus besteht aus einem Hebel 1, welcher um einen Zapfen 2 drehbar ist, an einem Ende über einen Zapfen 3 und Gestänge mit einem Messsystem, z. B. einer Bourdonröhre, oder Membrane bzw. einem Wellstüek verbunden ist und durch ein Bewegungssignal des Messsystems betätigt wird. Am Hebel 1 ist mittels des durch eine Schraube mit Stellscheibe 11 einstellbaren Steines kontinuierlich längsverstellbar, aber unverdrehbar ein Stift 4 angeordnet, welcher bei der Drehung des Hebels 1 um den Zapfen 2 die gegen ihn aufliegende Klappe 5 mitnimmt, die um den Zapfen 6 drehbar ist und auf einer Düse 7 aufsitzt.
Die konstruktive Ausführung kann z. B. nach Fig. 2 verwirklicht werden. Der Hebel 1 ist auf einem U-förmigen Teil 12 befestigt, von dessen Stegen zwei gleichachsige Zapfen 2 ausragen, mittels welchen der Hebel 1 in einem bügelartigen Teil 13 drehbar gelagert ist. Der Bügel 13 ist verdrehbar um einen aus der Grundplatte 14 des Gerätes herausragenden Zapfen 15 angeordnet, wobei er in seiner jeweiligen Stellung vermittels einer Stellschraube 16 fixierbar ist. Die geometrische Achse der beiden Zapfen 2 ist mit der geometrischen Achse des Zapfens 15 identisch, so dass der Hebel 1 und der Bügel 13 um dieselbe Achse drehbar angeordnet sind. Den unteren Teil des Bügels 13 durchsetzt die Düse 7, die mit ihm fest verbunden ist.
Die vor der Mündung der Düse angeordnete Regelklappe 5 ist an ihrem Ende auf einem fest mit dem Bügel 13 verbundenen Zapfen 6 eingehängt und durch eine Spiralfeder gegen den Stift 4 gedrückt, der vorzugsweise mit einer Schneide versehen und mit dem Hebel 1 verschiebbar verbunden ist, u. zw. in
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der Weise, dass der Hebel 1 einen Längsschlitz 17 aufweist, in dem ein den Stift 4 tragender Stein 18 senkrecht zur Bewegungsebene des Hebels verschiebbar befestigt ist. Die Bewegung des Steines 18 wird mittels einer mit Stellscheibe 11 versehenen und in den Stein eingreifenden Schraube bewirkt.
Die Abstimmung des Luftdruckes wird durch das bekannte pneumatische System "Blende - Düse - Klappe"vorgenommen, welches folgendermassen arbeitet : die Luft von konstantem Druck wird durch eine
Blende 8 gedrosselt, strömt durch den Raum 9 der Steuerluft und entweicht durch eine Düse 7 in die At- mosphäre. Der Durchflussquerschnitt der Düse 7 wird durch die Klappe 5 in Abhängigkeit von der Lage des
Hebels 1 geändert. Dadurch ändert sich die Durchflussmenge der Luft durch die Düse 7 und der Druck im
Raum 9 der Steuerluft. Dieser Druck wird durch die Fern-Abnahmeleitung 10 dem Antrieb des Regelor- ganes zugeführt. Der Sollwert wird durch Verdrehen eines den Zapfen 6 mit der Klappe 5 und die Düse 7 tragenden, z.
B. bügelartigen, in Fig. 1 nicht dargestellten Teiles eingestellt, der um eine Achse schwenk- bar ist, welche durch den Zapfen 2 des Hebels 1 verläuft. Die Einstellung des Proportionalitätsbereiches erfolgt durch Verschiebung des Stiftes 4 längs des Hebels 1. Wenn die Achse des Stiftes 4 mit der Achse des Hebels 2 identisch ist, so ist der Proportionalitätsbereich theoretisch unendlich. Wenn der Stift aus dieser Lage längs des Hebels 1 auf die eine oder andere Seite vom Zapfen 2 verschoben wird, verengt sich der Proportionalitätsbereich', wobei entsprechend der Verschiebungsrichtung des Stiftes 4 die Tätigkeit des
Reglers direkt oder indirekt (Reversierung) gesteuert wird.
Wenn der gemessene Wert mit dem Sollwert ausgeglichen ist, so verläuft der Hebel 1 praktisch par- allel zur Klappe 5, weil der aktive Hub der Klappe für den vollen Regelbereich des Luftdruckes eine Grö- ssenordnung von hundertstel Millimeter aufweist. In dieser Lage erhält die Klappe 5 den Durchfluss durch die Düse 7 auf einem solchen Wert, dass der Druck im Raum 9 der Steuerluft, welcher direkt proportional die Lage des Regelorganes betätigt, dem Sollwert der geregelten Grösse entspricht. Bei Änderung der ge- regelten Grösse verschwenkt das im Zapfen 3 aufgehängte Messsystem den Hebel 1 nach oben oder nach unten (entsprechend der Abweichungsrichtung), so dass der Stift 4 die Lage der Klappe 5 gegenüber der
Düse 7 erhöht oder senkt.
Dadurch ändert sich der Druck im Raum 9 der Steuerluft derart, dass die Regel- abweichung automÅatisch ausgeglichen wird. Die Übersetzung zwischen der Bewegung des Messsystems und dem. Druck der abgestimmten Luft im Raum 9, der sogenannte Proportionalitätsbereich, wird durch Ver- schiebung des Stiftes 4 längs des Hebels 1 eingestellt.
Zwecks Änderung des Sollwertes verdreht man das aus der Klappe 5 und der Düse 7 zusammenge- setzte auf dem schwenkbaren Teil angeordnete pneumatische System um eine Achse, die identisch mit jener des Hebelzapfens 2 ist. Dadurch ändert sich die gegenseitige Lage der Klappe 5 und des Stiftes 4, die Klappe 5 nähert sich der Düse 7 oder entfernt sich von ihr und der Druck im Raum 9 der Steuerluft steigt oder sinkt entsprechend der Verschwenkungsrichtung. Die Druckänderung im Raum 9 der Steuerluft bewirkt die Verstellung des Regelorganes und damit auch der geregelten Grösse so lange, bis der vom ge- regelten Grössenwert betätigte Hebel 1 in die mit der Klappe 5 parallele Gleichgewichtslage gelangt.
Die Verwendung des erfindungsgemässen Reglers ist überall dort am Platze, wo das Bewegungssignal des Messsystems auf einfache pneumatische Regelsignale überführt wird, z. B. bei Messsystemen nach dem
Membran-, Wellstück-, Schwimmer-, Dilatationsprinzip u. dgl. Den Vorteil des erfindungsgemässen
Gerätes bildet seine Universalität und Einfachheit.