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Einrichtung zur Druck- und Leistungsverstärkung von als Luft- oder Gasdruck vorliegenden pneumatischen Signalen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Druck- und Leistungsverstärkung von als Luft- oder Gasdruck vorliegenden pneumatischen Signalen für die Regelungs- und Steuerungstechnik und die Messwerterfassung und-verarbeitung.
Es sind Einrichtungen zur Druck- und Leistungsverstärkung von pneumatischen Signalen bekannt, bei denen das als Luft- oder Gasdruck vorliegende pneumatische Signal in eine geschlossene Kammer geleitet wird, deren Wandung teilweise durch eine fest mit der Kammer verbundene Membran gebildet wird. Der Luft- oder Gasdruck bewirkt eine Durchbiegung der Membran, die zur Betätigung von mechanisch-pneumatischen Steuerelementen, beispielsweise Alternativgliedern, zum Zwecke der Steuerung eines Sekundärluft-oder-gasstromes ausgenutzt wird. Bei diesen Ausführungen ist die Druckansprechempfindlichkeit sowie die Empfindlichkeit gegenüber Druckänderungen infolge der fest eingespannten Membran sehr gering.
Weiterhin sind Einrichtungen bekannt, bei denen das als Luft- oder Gasdruck vorliegende pneumatische Signal in eine Kammer geleitet wird, die eine Öffnung besitzt, die von einer lose eingelegten Membran verschlossen wird. Diese Einrichtungen sind jedoch nur für die Realisierung von logischen Funktionen und zur Druckverstärkung zu verwenden.
Des weiteren sind Einrichtungen bekannt, bei denen das als Luft- oder Gasdruck vorliegende pneumatische Signal in eine Kammer geleitet wird, deren Wandung eine kreiskegelförmige öffnung besitzt, das von aussen von einer starren Scheibe derart verschlossen wird, dass ein schmaler Spalt erhalten bleibt. Der Luft- oder Gasdruck erzeugt eine definierte Kraft auf die Scheibe, wodurch diese bestrebt ist, einen Hub auszuführen und dabei eine Düsenbohrung zu verschliessen. Hiedurch steigt der Druck eines Sekundärluft- oder -gasstromes an. Die Bewegung der Scheibe ist beendet, wenn die durch den Signal- und den Sekundärluft- oder -gasdruck an der Scheibe erzeugten Kräfte im Gleichgewicht sind.
Zur Gewährleistung der Funktionssicherheit ist bei diesen Ausführungen eine relativ massive Ausbildung der Scheibe erforderlich, so dass das dynamische Verhalten und die Lageunabhängigkeit des Verstärkers ungünstig beeinflusst werden. Ausserdem wird dem pneumatischen Eingangssignal infolge des betriebsbedingten Spaltes zwischen Kammerwand und Scheibe ständig Energie entzogen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Druck- und Leistungsverstärkung von als Luft- oder Gasdruck vorliegenden pneumatischen Signalen zu schaffen, mit der eine möglichst hohe Druckverstärkung erzielt wird und mit der es möglich ist, einen Sekundärluft- oder -gasstrom derart zu steuern, dass dessen statischer Druck in der gewünschten Weise vom statischen Druck des pneumatischen Signals abhängt, nicht aber von der Grösse der Leistung, die dem Sekundärluft- oder - gasstrom durch nachgeschaltete Verbraucher entnommen wird.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass unter Verwendung einer lose eingelegten Membran und einer Ausströmdüse als Druckverstärker zur Richtungsänderung des aus der Ausströmdüse
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austretenden Düsenluft-oder-gasstromes eine Ablenkkante angeordnet ist.
Als Leistungsverstärker ist ein an sich bekannter pneumatischer Schalter vorgesehen. Zur Erhöhung der Druckverstärkung sind zwei oder mehr Druckverstärker angeordnet.
Die Vorteile der Erfindung sind die hohe Druckverstärkung, das kleine Bauvolumen sowie das günstige dynamische Verhalten.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 den Aufbau der Einrichtung im Aufriss, teilweise im Schnitt, Fig. 2 den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispieles im Aufriss, teilweise im Schnitt.
Im Druckverstärker --15-- ist ein Deckel --21-- angebracht, der Deckel-21-enthält den Eingangsstutzen --1--. Im Druckverstärker --15-- befindet sich eine Kammer --17--, unter der ein Sammelkanal --6-- angeordnet ist. Im Druckverstärker ist eine Austrittsöffnung-7- angebracht. Die Kammer --17-- und der sammelkanal --6-- sind durch die Membran-3getrennt. Zwischen der Ausströmdüse --4-- und dem Sammelkanal --6-- befindet sich die Ablenkkante-5--.
Im Druckverstärker-15-ist eine Vordrossel --19-- angeordnet, Durch diese tritt der Hilfsluft- oder -gasstrom --8-- in den Kaskadenraum-10--ein. Der Sekundärluft-oder-gasstrom --13-- wird durch die Sekundärleitung --12-- einem pneumatischen Schalter --18-- zugeführt.
Am pneumatischen Schalter --18-- befindet sich eine Ausgangsleitung-14--.
Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist am Druckverstärker --16-- der Eingangsstutzen-2-und der Kaskadenraum --1-- angeordnet. Der Hilfsluft- oder -gasstrom
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Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Einrichtung für das erste Ausführungsbeispiel verläuft wie folgt :
Das als Luft- oder Gasdruck vorliegende pneumatische Signal wird über den Eingangsstutzen
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oder Gasdurchflussquerschnitt der Ausströmdüse --4--. Der durch den verbliebenen Druchflussquerschnitt tretende Düsenluft- oder -gasstrom --20-- wird von der Ablenkkante-5derart in den Sammelkanal --6-- abgelenkt, dass die von ihm hervorgerufenen Kräfte die Membran
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gespeist wird. Durch das Verringern des Durchflussquerschnittes der Ausströmdüse--4--steigt deshalb der Luft- oder Gasdruck im Kaskadenraum-10-an.
Dieser Druckanstieg wird zur Aussteuerung eines an sich bekannten pneumatischen Schalters --18-- benutzt, indem der Kaskadenraum --10-- mit einer Eingangskammer des pneumatischen Schalters --18-- pneumatisch verbunden wird. Der pneumatische schalter --18-- steuert den durch die ekundärleitung --12-herangeführten Schundärluft- oder -gasstrom --13--. Die Ausgangsgrösse des pneumatischen Schalters - ist ein leistungsstarkes pneumatisches Drucksignal, das über die Ausgangsleitung --14-entnommen werden kann.
Im zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird das als Luft- oder Gasdruck vorliegende pneumatische Signal über den Eingangsstutzen --2-- in den Druckverstärket --16-- geleitet. Dieser steuert in der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise einen Hilfsluft- oder -gasstrom
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Druckverstärker haben den gleichen Aufbau. Der zweite Druckverstärker --15-- stuert in der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise den Hilfsluft-oder-gasstrom-8--. Der im Kaskadenraum --10-- entstehende Ausgangsdruck des Drucekverstärkers --15-- wird in eine Eingangskammer des pneumatischen Schalters --18-- geleitet. Der pneumatische Schalter-18-
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