<Desc/Clms Page number 1>
Pneumatischer Verstärker
Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Verstärker, der bei Mass- und Regelgeräten verwendet wird.
Bei bekannten Ausführungen von pneumatischen Verstärkern, die in Mess- und Regelgeräten zur Anwendung gelangen, verwendet man das pneumatische System "Blende-Düse-Klappe", das mit Druckluft aus dem Eintritt in den Verstärker gespeist wird. Dieses Verfahren hat seinen Nachteil in der nichtlinearen Abhängigkeit zwischen dem Klappenhuh und dem aus dem Verstärker ausgesendeten Luftdruck. Es sind auch Konstruktionen bekannt, die diesen Nachteil dadurch beseitigen, dass sie in der Düse, auf der das Abstimmelement (z. B. Klappe) aufsitzt, einen konstanten Druckunterschied aufrechterhalten. Dieses System neigt zu Vibrationen und die Einstellung seiner Null-Lage ist schwierig.
Der erfindungsgemässe pneumatische Verstärker ist mit Kammern, die durch Membranen von einander getrennt sind und mit einer Düse, die durch ein Abstimmelement beeinflusst ist, ausgestattet und zeichnet sich gegenüber den bekannten Ausführungen dadurch aus, dass die mit der Düse versehene Rohrleitung mit dem Luftaustritt aus dem Verstärker durch eine mit einer Blende versehenen Rohrleitung verbunden ist.
Ein derartig ausgebildeter Verstärker ist sehr stabil, er ermöglicht eine leichte Einstellung der NullLage dadurch, dass das Abstimmelement (Klappe) sich in einem drucklosen Raum befindet und der nötige Hub des Abstimmelementes-Klappe-sehr klein ist. Gegenüber den normalen Ausführungen wird mit dem erfindungsgemässen Verstärker eine grössere Verstärkung des Ausgangssignals erreicht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verstärkers veranschaulicht.
Der Verstärker besteht aus dem Körper 1, der durch eine Scheidewand in zwei Teile geteilt ist, fer- ner aus dem Ringstück 2 und dem Flansch 3. Diese Teile sind mittels Schrauben fest zusammengehalten.
Zwischen sie sind Gummimembranen4, 5 gelegt, die die Kammern 6, 7, 8 voneinander hermetisch trennen, von denen die Kammer 7 mit der Atmosphäre verbunden ist. In der Kammer 7 ist zwischen die Membranen eine Ringscheibe 9 gelegt, die die Verbindung der Kammern 6 und 7 ermöglicht. In der Scheidewand desKörpers l befindet sich einDoppelventillO, das aus zwei mit einem Schaft verbundenenKügelchen gebildet wird. Die Feder 11 und die Unterlagsscheibe 12 drücken das Ventil 10 gegen den Sitz in der Scheidewand des Körpers 1. Das obere Kügelchen des Ventils 10 sitzt auf dem Sitz in der Scheibe 9 und trennt die Kammer 6 von der Kammer 7. Im Flansch 3 befindet sich die Feder 13, die auf die Scheibe 9 drückt.
Unterhalb der Scheidewand im Körper 1 wird Luft von konstantem Druck zugeführt. Die Kammer 8 ist mit der Düse 14 und durch die Blende 15 mit der Kammer 6 verbunden ; von hier wird die abgestimmte Luft abgenommen. Die Feder 13 ist derart vorgespannt, dass beim Nulldruck in der Kammer 8 das untere Kügelchen von seinem Sitz abgehoben und der Anfangsdruck der abgestimmten Luft aufrechterhalten wird. Die Luft füllt auch die Kammer 8 und die auf die Membranen 4 und 5 wirkenden Kräfte sind ausgeglichen. Durch die Düse 14 wird die Luft stets in die Atmosphäre geblasen. Ändert die Klappe 16, die mit irgendeinem Bewegungsmess-System verbunden ist, ihre Lage in Richtung zur Düse, so ändert sich der Durchflussquerschnitt der aus der Düse entweichenden Luft. Dadurch steigt der Luftdruck in der Rohrleitung hinter der Düse und somit auch in der Kammer 8.
Die durch den Luftdruck entfaltete Kraft oberhalb der Membrane steigt, das Gleichgewicht der auf die Membranen 5 und 4 wirkenden Kräfte wird gestört, das Ventil 10 wird nach unten gedrückt und stimmt einen grösseren Luftdruck ab. Dadurch wächst der Druck in
<Desc/Clms Page number 2>
der Rohrleitung hinter der Blende 15 und somit auch in der Kammer 6 und die durch die Membrane 4 entfaltete Kraft steigt weiter an. Dadurch wird eine mehrfache Verstärkung des Ausgangssignals gegenilber der normalen Ausführung erreicht. Ein Gleichgewicht der Drücke entsteht, wenn sich die auf die Membrane 4 wirkenden Kräfte sich mit den auf die Membrane 5 wirkenden Kräften ausgleichen.
Der durch die Düse 14 hindurchfliessende Durchsatz bleibt auch bei dieser neuen Lage der gleiche, und so bleibt auch der Druck- unterschied der Drücke vor und hinter der Düse.
Ändert die Klappe 16 ihre Lage in entgegengesetzter Richtung, d. h. weg von der Düse 14, vergrössert sich der Durchflussquerschnitt der Luft. Dadurch nimmt der Luftdruck in der Rohrleitung hinter der Düse 14 und auch in der Kammer 8 ab. Die durch den Luftdruck auf die Membrane ausgeübte Kraft nimmt ab, das Gleichgewicht der auf die Membranen 4, 5 wirkenden Kräfte wird gestört und die Membranen samt Scheibe 9 werden sich nach oben bewegen. Dabei erhebt sich das obere Kügelchen des Ventils 10 von seinem Sitz in der Scheibe und die überflüssige Druckluft wird durch die Öffnung in der Scheibe 9 in die Atmosphäre geblasen. Das untere Kügelchen des Ventils 10 nähert sich dem Sitz und stimmt einen kleineren Luftdruck ab. Dadurch sinkt der Druck in der Rohrleitung hinter der Blende 15 und auch in der Kammer 8 und die auf die Membrane 4 wirkende Kraft nimmt weiter ab.
Damit wird wieder eine mehrfache Verstärkung des Ausgangssignals gegenüber der normalen Ausführung des Verstärkers erreicht.