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Pneumatisches Vorhaltglied für Regler
Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Vorhaltglied, welches in Regelkreisen benützt wird, um ein von der Geschwindigkeit der Änderung des Eingangssignals abhängiges Ausgangssignal zu gewinnen.
Die Erfindung betrifft die Weiterentwicklung einer bekannten Bauart eines pneumatischen Vorhaltegliedes, dessen Ausgangssignal der ersten Ableitung des Eingangssignals nach der Zeit oder ihrem inversen Wert proportional ist und das mit einer Blende und einer Steuerdlise in der Zuleitung der Speiseluft, mit einer Kapazitäts-, einer Ausgleichs- sowie einer Steuerkammer und einem Drosselventil ausgestattet ist.
Die Erfindung besteht darin, dass ein an sich bekanntes, schwenkbares, z. B. als Platte ausgebildetes Umschaltglied mit Kanälen versehen ist, die in einer Lage des Umschaltgliedes die Ausgleichskammer mit der Kapazitätskammer sowie die Steuerkammer mit dem Raum zwischen der Blende und der Steuerdüse und in dessen anderer Lage die Steuerkammer mit der Kapazitätskammer sowie die Ausgleichskammer mit dem Raum zwischen der Blende und der Steuerdüse verbinden, wobei während beider Lagen des
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Drosselventil verbunden ist.
Gegenüber bekannten Ausführungen pneumatischer Vorhaltglieder zeichnet sich das erfindungsgemässe Vorhaltglied durch konstruktiv besonders eintacnen Aulbau und ferner dadurch aus, dass man das Vorhaltglied durch einfaches Verschwenken des Umschaltgliedes auf den inversen Wert der ersten Ableitung des Eingangssignals nach der Zeit umstellen kann, wobei die Skala der Zeitkonstanten sowohl für die erste Ableitung als auch für ihren inversen Wert in Gültigkeit bleibt.
Die Funktion des pneumatischen Vorhaltgliedes gemäss der Erfindung entspricht der Formel
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PvIn Fig. l der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im schematischen Achsenschnitt dargestellt. Die Fig. 2 und 3 zeigen in Draufsicht Einzelheiten.
Das Gerät wird von fünf Druckluftkammern gebildet, welche gegeneinander durch Membranen und Querwand geteilt sind. Das Eingangssignal wird in die Kammern 1 geführt, wo es auf die Membrane 2 einwirkt, deren Mittelpunkt fest mit dem Bolzen 3 verbunden ist, der je nach Grösse des Eingangssignals axial verschoben wird. Durch die Bolzenbewegung ändert sich die Lage der Klappe 4. Die Übertragung der Bewegung des Bolzens 3 auf die Klappe 4 geschieht mittels eines exzentrischen Zapfens 5, um die Mittellage der Membrane bequem einstellen zu können. Eine dauernde Berührung zwischen der Klappe 4 und dem exzentrischen Zapfen 5 wird durch die Vorspannung der federnden Klappe 4 gesichert. Die Änderung
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Druck in der Kammer 10 ausgeglichen, der das Ausgangssignal des Gerätes darstellt.
Der Druck in der Kammer 1 wird durch den Druck der Kammer 11 ausgeglichen, welcher im umgekehrten Sinn wirkt und auch durch das System Klappe-Düse, jedoch mit Hilfe eines Derivationsdrosselventils 12 gegenüber dem Druck in den Kammern 7 und 10 verzögert gesteuert wird. Dies bewirkt, dass der Druck im Raum zwischen der Blende 8 und der Düse 6 vor dem Drosselventil 12 dem Eingangssignal plus seiner ersten Ableitung nach der Zeit gleich ist. Die Wirksamkeit der Ableitungskomponente wird mittels des Drosselventils 12 eingestellt, dessen Ausgangsseite zwecks Einstellung längerer und genauer Zeitkonstanten auch mit der Kammer 13 verbunden ist.
Beim erfindungsgemässen pneumatischen Vorhaltglied erreicht man die Einstellung auf die inverse . Ableitung durch einfaches Verschwenken der Umschaltplatte 14.
Fig. 2 zeigt die Umschaltplatte 14 in einer Lage veranschaulicht, in der ihre Kanäle bei Funktion für die erste Ableitung den Luftweg aus dem Raum hinter der Blende. 8 in die Kammer 7 und den Luftweg aus der Kammer 11 in die Kammer 13 bildet. Fig. 3 zeigt die Umschaltplatte 14 in einer für den inversen.
Wert geeigneten Lage, in der ihre Kanäle den Luftweg aus dem Raum hinter der Blende 8 in die Kammer 11 sowie den Luftweg aus der Kammer 7 in die Kammer 13 bilden. Die erste Lage der Umschaltplatte 14 ist in (Fig. 1) mit vollen, die zweite Lage mit unterbrochenen Linien dargestellt.