CH181852A - Regler mit elastischer Rückführung. - Google Patents

Regler mit elastischer Rückführung.

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CH181852A
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Aktiengesellschaft Siem Halske
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Siemens Ag
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Description


  Regler mit elastischer Rückführung.    Regler mit elastischen Rückführungen  von verschiedener Bauart sind an sich be  kannt. Die mit den bisher bekannten Rück  führungen gemachten Erfahrungen haben er  geben, dass man in manchen Fällen die Cha  rakteristik der Rückführung nicht ausrei  chend der Charakteristik des Regelvorganges  anpassen kann. Als Beispiel sei auf die bis  her bekannten elastischen Rückführungen bei  Temperaturreglern für Ofen oder dergleichen.  hingewiesen.

   Bei diesen Reglern dauert es  bekanntlich je nach den Betriebsverhältnis  sen eine längere oder kürzere Zeit, bis sich  die durch eine Impulsgabe des Reglers be  wirkte Änderung der Zufuhr der Heizenergie  im Ofen ausgewirkt hat, das heisst bis die  im Ofen befindlichen Stoffe die der     verän.-          fierten        Heizenergiezufuhr    entsprechende ver  änderte Temperatur angenommen haben. Ma  thematisch betrachtet stellt die Charak  teristik des Regelvorganges eines solchen  Temperaturreglers eine     Exponentialfunktion       dar.

   Es war nun mit den bisher bekannten  elastischen     Rückführungen    ausserordentlich  schwierig, eine derartige, nach einer     Expo-          nentialfunktion    verlaufende Regelcharakte  ristik zu     berücksichtigen,    insbesondere die in  der Praxis unerwünschten ständigen Schwan  kungen um den gewünschten     Regelsollwert    in  verhältnismässig kurzer Zeit durch entspre  chende Einstellung der     Rücklaufcharakte-          ristik    unmöglich zu machen.  



  Die Erfindung löst diese Aufgabe bei  einem Regler mit elastischer Rückführung,  insbesondere zur Regelung des physikali  schen Zustandes eines gasförmigen,     dampf-          förmigen    oder festen Mediums, in betriebs  sicherer 'Weise .mit verhältnismässig einfachen       Mitteln.    Gemäss der Erfindung     wird    die Cha  rakteristik des Regelvorganges durch die  Charakteristik einer     thermischen    Rückfüh  rung nachgebildet, die in Übereinstimmung  mit den     Impulsgaben    des Reglers. beheizt  wird.

   Die Vorteile des neuen Reglers sind      besonders deutlich erkennbar, wenn man  seine     Anwendung    für das oben erwähnte Bei  spiel der Temperaturregelung eines Ofens  betrachtet. In diesem Beispiel ist es mög  lich, die beheizten Teile der thermischen  Rückführung des neuen Reglers gewisser-,  massen als thermisches Abbild des Ofens aus  zubilden, insbesondere hinsichtlich der Ge  schwindigkeit des Wärmeüberganges, um  dadurch die Möglichkeit zu schaffen, den  Betriebsverhältnissen des Ofens durch ent  sprechende     Ausbildung    der thermischen  Rückführung in vollem Umfange Rechnung  zu tragen.  



  - Man kann die     Übereinstimmung    der     Be-          heizung    der thermischen Rückführung mit  den     Impulsgaben    des Reglers bei der neuen  Einrichtung vorteilhaft dadurch verwirk  lichen, dass die Zeitdauer der     Beheizung    der  thermischen Rückführung von der Abwei  chung des Impulsgebers vom     Regelsollwert     abhängig gemacht ist.

   Dies kann zum Bei  spiel dadurch geschehen, dass an den zur     Be-          heizung    der Rückführung dienenden Wider  ständen ein zusätzlicher temperaturempfind  licher Widerstand oder ein     Thermoelement     angeordnet     wird,    und dieser zusätzliche Wi  derstand oder das     Thermoelement    zur Beein  flussung des Nullpunktes des Impulsgebers  dient.

   Weiterhin können zur genauen An  passung der     Rücklaufcharakteristik    der     ther-.     mischen Rückführung sowohl die der ther  mischen Rückführung zugeführte     Heizener-          gie,    als auch deren Abkühlungsgeschwindig  keit wahlweise einstellbar sein, zweckmässig  von Hand. Die Einstellung der der ther  mischen Rückführung zugeführten Heizener  gie kann insbesondere mit Hilfe von regel  baren Widerständen erfolgen, die an die über  die Regelkontakte des     Impulsgebers    geführ  ten Heizstromkreise für die thermische Rück  führung angeschlossen sind.

   Zur wahlweisen  Einstellung der Abkühlungsgeschwindigkeit  der beheizten Teile der thermischen Rück  führung empfiehlt es sich, einen den Wärme  austausch dieser Teile mit der Umgebung er  schwerenden Schirm oder dergleichen ver  stellbar anzuordnen.    Auf der Zeichnung sind     Ausführungsbei-          spiele    der Erfindung dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt     ein    schematisches Gesamtbild       einer    ersten Ausführungsform, deren Arbei  ten durch das Kurvenbild nach     Fig.    2 er  läutert wird;     Fig.    3 veranschaulicht eine  zweite     Ausführungsform    der Erfindung, von  der ein Teil in     Fig.    4 näher dargestellt ist.  



  Eine dritte, besonders     einfache        Ausfüh-.          rungsform    der Erfindung ist in     Fig.    5 ver  anschaulicht.  



  In     Fig.    6 ist ein weiteres Ausführungs  beispiel der Erfindung in Verbindung     mit;     einer Gas- oder     Dampfentladungsröhre     (Stromtor) dargestellt.  



  Nach     Fig.    1 ist ein elektrischer Tempera  turregler als Beispiel gewählt, der die Tem  peratur eines Ofens 1 auf einem bestimmten  vorgeschriebenen Sollwert hält. Zu diesem  Zweck ist in den Ofen 1 ein Widerstands  thermometer 2 eingebaut, das in einem Zweig  einer Brückenschaltung 3 liegt. Das als Im  pulsgeber dienende Brückengalvanometer 4  ist mit     einem    Fallbügel 5 ausgerüstet, der  durch einen     Kurvenscheibenantrieb    7     inter-          mittierend    gehoben und gesenkt wird.

   Weicht  der Zeiger 6 des Galvanometers 4 von den  durch die Lücke 8 zwischen zwei     treppen-          förmig    abgestuften     Kontaktstücken    9 und 10  nach links oder rechts ab, so wird er durch  den Fallbügel 5 auf eine der Stufen des       Kontaktstückes    9 oder 10 gedrückt, so dass  das betreffende Kontaktstück den zugehöri  gen Regelkontakt 11 oder 12 schliesst.

   Durch  die Regelkontakte 11 und 12 wird     ein        Ver-          stellmotor    13 für Rechts- oder Linkslauf ein  geschaltet, der ein in der     Brennstoffzufüli-          rungsleitung    zum Ofen 1 liegendes Ventil 14  je nach dem     Umlaufssinn    entweder öffnet  oder schliesst.  



  Die bisher beschriebene, an sich bekannte       Einrichtung    berücksichtigt nicht die Ver  zögerung in dem Temperaturverlauf im Ofen  1, die einerseits von dessen mehr oder weni  ger grossen Wärmeträgheit und anderseits  davon abhängt, dass eine Erhöhung oder Ver  minderung der Brennstoffzufuhr durch Ver  stellung des Ventils 14 sich erst nach einer      gewissen Zeit als Temperaturänderung im  Ofen auswirkt.  



  Um diese Verzögerung für die Regelung  zu erfassen, ist die im folgenden beschrie  bene elastische Rückführung vorgesehen.  



  In die     Brückenschaltung    3 ist     nochcin     zusätzlicher     potentiometrischer    Regelwider  stand 1.5 eingeschaltet, der in dem Beispiel  in ein etwa zur Hälfte mit Quecksilber ge  fülltes     U-Rohr    16 eingebaut ist. Die beiden  Enden des Widerstandsdrahtes 17 sind mit  zwei     Brückenzweigwiderständen    verbunden,  während die Mitte des Widerstandsdrahtes  mittels einer Zuleitung 18 an das Galvano  meter 4 angeschlossen ist. Nach oben hin  stehen die beiden Schenkel des     U-Rohres    16  mit zwei gasgefüllten Räumen 19 und 20 in  Verbindung.

   In die beiden Gasräume 19  und 20 ist je ein Heizwiderstand 21 und 22  eingebaut, deren     Fleizstromkreis    über die  Regelkontakte 11, 12 am Impulsgeber 5, 6  geführt ist. In den Stromkreisen der beiden  Heizwiderstände 21 und 22 sind regelbare  Widerstände 23 und 24 zur Einstellung der  Heizstromstärken vorgesehen. Ausserdem ist  zwischen den beiden Gasräumen 19 und 20  noch ein keilförmiger Schirm 25 mehr oder  weniger weit einschiebbar, der je nach seiner  Stellung den Wärmeaustausch zwischen den  Kammern mehr oder weniger erschwert.  



  Das Arbeiten der dargestellten Einrich  tung ist wie folgt:  Die Kontaktstücke 9 und 10 mit den Re  gelkontakten 11 und 12 werden auf den je  weils gewünschten Sollwert eingestellt. Die  sem Sollwert entspricht eine bestimmte Stel  lung des Ventils 14. Tritt nun eine Tem  peraturänderung im Ofen 1 auf, z. B. eine  Temperaturerniedrigung, so macht der Zei  ger 6 einen Ausschlag, dessen Grösse von dem  Ausmass der Temperaturerniedrigung ab  hängt. Er wird beispielsweise über der zwei  ten Stufe des     Kontaktstückes    10 zu stehen  kommen. Beim nächstfolgenden Abwärts  gehen des Fallbügels 5 wird der Zeiger 6  dann auf die zweite Stufe des     Kontaktstük-          kes    10 niedergedrückt und dabei der Regel  kontakt 12 geschlossen.

   Infolgedessen wird    einerseits der Regelmotor 13 in solchem Um  laufssinne eingeschaltet, dass er in dem Bei  spiel das Ventil 14 öffnet, und anderseits  wird der Stromkreis für den     Heizwiderstand     21 geschlossen. Die Zeitdauer der Einschal  tung des Motors 13 und des     Heizwiderstan-          des    21 hängt von der Grösse des Zeigeraus  schlages ab. Sie kann zum Beispiel zwischen  2 und 10 Sekunden betragen.

   Infolge der  Öffnung des Ventils 14 wird mehr Brenn  stoff als vorher zur     Beheizung    des Ofens 1  verwendet, und ausserdem wird sich das Gas  in dem Raum 19 ausdehnen, und damit wird  dis Quecksilbersäule in dem     U-Rohr    16 im  linken Schenkel sinken und im rechten       Schenkel    steigen. Durch die     Verschiebung     der Quecksilbersäule     wird    eine Rückgängig  machung des Ausschlages des Zeigers 6 be  wirkt. Wird der Regelkontakt 12 unterbro  chen, so wird einerseits der     Verstellmotor        1.:3     stillgesetzt und anderseits der     Ileizwider-          stan.d    21 abgeschaltet.

   Der Gasraum 19 wird  sich infolgedessen durch Wärmeaustausch  mit seiner Umgebung, insbesondere mit dem  benachbarten Gasraum 20, wieder abkühlen.  Die Abkühlungsgeschwindigkeit hängt im  wesentlichen ab von der Stellung des Schir  mes 25. Diese Abkühlung des Raumes 19  hat ein Rückgehen der Quecksilbersäule im       U-Rohr    16 zur Folge, wodurch wiederum ein       Rückgängigmachen    der Verschiebung des  Galvanometers 4 bedingt ist.

   Die Rücklauf  bewegung des Quecksilbers bis zum     Errei-          ehen    der gezeichneten Stellung verläuft nun,  zeitlich betrachtet, nach einer     Exponential-          funktion,    also nach einer Kurve, die mit der  Temperaturänderung im Ofen 1 bei Ände  rung der Brennstoffzufuhr übereinstimmt.  Da somit zwischen dem Erwärmungsvorgang  im Ofen und der Abkühlung in den Gasräu  men 19 und 20 die gleiche Gesetzmässigkeit  vorliegt und sich mittels des Schirmes 25 so  wie gegebenenfalls auch mittels der Regel  widerstände 23 und 24 noch     feinregulieren     lässt, so ist ersichtlich, dass damit das Arbei  ten des Reglers den Betriebsverhältnissen in  einfacher Weise gut angepasst werden kann.

    Dies hat zur Folge, dass der Regler nur dann-      anspricht, wenn es wirklich notwendig ist,  und ferner die     Steuergrösse    - unabhängig  von der. Verzögerung - der Temperatur  änderung proportional ist, was zur Folge hat,  dass der gewünschte Sollwert der Tempera  tur     im    Ofen durchaus pendelfrei innegehal  ten     wird.     



  Zur Erläuterung des Arbeitens der Rück  führeinrichtung 15-25 dient     Fig.    2. In die  ser ist     auf    -der     Ordinatenachse    nach unten  und -nach oben     hin    der Widerstandswert der  in den     beiden    Schenkeln des     U-Rohres    16  liegenden Hälften des Drahtes 17 aufgetra  gen. Auf der     Abszissenachse    sind die Zei  ten zum Beispiel in Minuten aufgetragen.  Die Kurven a und b stellen die Charak  teristik der Rückführung für verschiedene       Kontaktzeiten    dar, wenn der eine     Heizwider-          stand,    z.

   B. 21,     eingeschaltet    war, und die  Kurven c und     d    die Charakteristik der Rück  führung für zwei andere     Kontaktzeiten    bei  Einschaltung der     Heizvorrichtung    22. Die  Kurven a und b können zum Beispiel Kon  taktgaben des Regelkontaktes 12 für vier  und für zehn Sekunden und die Kurven c  und d     Kontaktgaben    des Regelkontaktes 17.  von zwei und von acht Sekunden entspre  chen.

   Wie ersichtlich, verlaufen sämtliche  vier Kurven entsprechend einer     Exponential-          funktion.    Der Schnittpunkt der     Kurven    mit  der     Abszissenachse    bedeutet den Augenblick,  in welchem die von der Rückführungsvorrich  tung bewirkte Verschiebung des Galvano  meters 4 gerade wieder rückgängig gemacht  ist.  



  Das Ausführungsbeispiel nach     Fig.    3 un  terscheidet sich von demjenigen nach     Fig.    1  im wesentlichen nur dadurch, dass     statt    des  in einem     Quecksilber-U-Rohr    16 befindlichen  Widerstandsdrahtes 17 zwei temperaturemp  findliche Widerstände 26 und 27 in die       Brückenschaltung    3 eingeschaltet sind.

   Die  beiden     temperaturempfindlichen    Widerstände  26 und 27 sind in diesem Falle von einer       Heizwicklung    29 und 28     umgeben,    wie aus       Fig.    4 näher ersichtlich ist. Über jeden der       Widerstände    26 und 27     kann    ein Rohr 30,  das nach einem Ende hin     keilförmig    zuge-    spitzt ist, mehr oder weniger hinweggescho  ben werden. Dadurch lässt sich die Abküh  lungsgeschwindigkeit des temperaturemp  findlichen Widerstandes 26 und 27 einstel  len.

   Durch die temperaturempfindlichen Wi  derstände 26- und 27 wird bei der     intermit-          tierenden    Einschaltung ihrer     Heizwicklungen     28 oder 29 wiederum eine     Nullpunktsver-          schiebung    des in den     Diagonalzweig    der  Brückenschaltung eingeschalteten Galvano  meters hervorgerufen, und diese     Nullpunkts-          verschiebung    wird durch die Rückführungs  vorrichtung wieder rückgängig gemacht.

    Man kann     gewünschtenfalls    auch jeden der  beiden temperaturempfindlichen Widerstände  26 und 27 mit seiner     Heizwicklung    29, 28  in Form von Drähten zu zwei Spulen     wik-          keln    und diese Spulen in einem mit Wasser  stoff gefüllten Raum anordnen, z. B. einer  Glasbirne.  



  Ausser der Einfachheit des Aufbaues und  der Möglichkeit der Einstellung weitgehend  beliebiger Charakteristiken für die Rück  führungsvorrichtung weist diese auch noch  den Vorteil auf, dass ihr Arbeiten praktisch  von der Aussentemperatur unabhängig ist im  Gegensatz zu den     bekannten    Rückführungen  mit Öldämpfungen und dergleichen, die eine  oft recht störende Temperaturabhängigkeit  der Rücklaufzeit aufweisen.  



  Die Einstellung     verschiedener    Rücklauf  geschwindigkeiten     mittels    der Teile 25     (Fig.     1 und 30,     Fig.    3) ist im allgemeinen nur not  wendig, wenn das Objekt der Regelung, in  den Beispielen das in den Ofen     eingebrachte     Gut, geändert wird, sei es, dass man andere  Materialien oder verschieden grosse Mengen  ein und desselben Materials im Ofen behan  deln     will.     



  Die neue     Einrichtung    kann auch Anwen  dung finden für solche Regler, die mit     gas-          oder    dampfgefüllten     Ionenröhren,    sogenann  ten Stromtoren, arbeiten. In diesem Falle  wird zweckmässig das Gitter des Stromtores  sowohl durch den Impulsgeber, als auch  durch die Rückführung beeinflusst.  



  Die Erfindung ist nicht auf elektrisch  arbeitende Regler beschränkt, sondern     kann         sinngemäss auch für andere Regler Anwen  dung finden. Dient als Impulsgeber zum  Beispiel ein     Ausdehnungskörper,    etwa ein  Stab, der     einen    Regelkontakt schliesst, so  kann man als Rückführungsvorrichtung  einen zweiten, mit einer zusätzlichen, vom  Regelkontakt aus     gesteuerten        Beheizung        ver-          sehenen    Stab in der Weise anordnen, dass der  zweite Stab die Kontaktgabe in entgegen  gesetztem Sinne beeinflusst.  



  Besonders einfach gestaltet sich die An  wendung des Erfindungsgedankens bei Reg  lern mit mechanischen     Messsystemen.    Ein  Beispiel dieser Art ist in     Fig.    5 veranschau  licht.  



  An eine Rohrleitung 30', durch welche  irgendein gas- oder dampfförmiges oder flüs  siges Medium strömt, ist ein Druckmesser 31  einseitig angeschlossen. Der Druckmesser 31  ist mittels einer Stange 32 mit dem Kontakt  art 33 gekuppelt. Der     Kontaktarm    33 und  seine Gegenkontakte 34 und 35 sind in die  Erregerstromkreise der Feldwicklungen 36  und 37 für Rechts- oder Linkslauf eines Re  gelmotors 38 eingeschaltet, der über Kegel  räder 39 ein Hubventil 40 in der Rohrleitung       30',    je nach seinem     Umlaufssinn,    mehr oder  weniger öffnet oder schliesst.  



  Die bisher beschriebene Ausführung des  Reglers arbeitet in der Weise, dass bei  etwaigen Druckänderungen in der Rohr  leitung 30' der Druckmesser 31 den Kontakt  arm 33 entweder nach rechts oder nach links  verstellt, je nachdem, ob der Druck in der  Rohrleitung gegenüber dem     Regelsollwert        zu-          oder    abnimmt. Durch die Verstellung des  Kontaktarmes 33 wird entweder der Kontakt  34 oder der     Kontakt    35 von dem Kontaktarm  berührt und damit die Erregerwicklung 36  oder 37 des Motors 38 mit Strom gespeist.  Der Motor 38 verstellt dann das Ventil 40 im  Sinne der Rückgängigmachung der Druck  änderung.  



  Um nun bei dieser an sich     bekannten     Ausführung eines Reglers die Erfindung  anzuwenden, ist die thermische Rückfüh  rung mit dem Kontaktarm 33 unmittelbar    gekuppelt. Der Aufbau der thermischen  Rückführung ist wie folgt:  Mittels Leitungen 42 und 43 sind an die       Kontakte    34 und 35 zwei Heizwicklungen 44  und 45 angeschlossen, welche die thermische  Rückführung beheizen. In dem Beispiel ist  als wesentlicher Teil der thermischen Rück  führung ein zylindrisches     Wellrohr    46 vor  gesehen, dessen Öffnungen mittels durch  Verschraubungen 47, 48     miteinander        gekup-          pelter    Platten 49 und 50 abgedeckt sind.

   An  den Platten 49 und 50 sind die Ränder des       9rellrohres    46 befestigt. Im Innern des       Wellrohres    46 befindet sich     eine    Trennwand  51, die mit dem Kontakthebel 33 gelenkig  gekuppelt ist. Ausserdem     befindet    sich in den  beiden durch die Trennwand 51     gebildeten     Räumen eine geringe Menge     eines    leicht ver  dampfenden Stoffes 52.  



  Die Wirkungsweise der dargestellten  thermischen Rückführung ist wie folgt:  Findet durch den Druckmesser 31 zum  Beispiel eine Betätigung des Kontaktes 33.  35 statt, so wird über die     Leitung    43 die  Heizwicklung 45 mit     Strom    gespeist. Sie  erwärmt den Raum, in dem sie sich     befindet,     und infolge Verdampfung eines Teils des  Stoffes 52 ändert sich der Dampfdruck in  diesem Raum gegenüber dem Dampfdruck  in dem Raum der Heizwicklung 44. Diese  Druckdifferenz hat eine Verschiebung der  Trennwand 51 zur Folge und damit eine  Verstellung des Kontaktarmes 33 im Sinne  der Unterbrechung des Kontaktes 33, 35.  



  Entsprechend liegen die Verhältnisse,  wenn eine Kontaktgabe bei 33, 34 und     den3-          entsprechend    eine     Beheizung    durch die in  diesem Falle eingeschaltete Heizwicklung     4-1     stattfindet. Nur ist dann die     Verstellrich-          tung    des Kontaktarmes 33 umgekehrt wie  vorher, so dass eine Unterbrechung des Kon  taktes 33, 34 stattfindet.  



  Mit Hilfe der Regelwiderstände 23, 24  in den Leitungen 42, 43 hat man es in der  Hand, die Heizstromstärke     in    den Wicklun  gen 44 und 45 auf den jeweils gewünschten  Wert einzustellen und damit zugleich die  Rücklaufzeit der thermischen Rückführung      und die Grösse der     Rückführbewegung    den  Betriebsverhältnissen     entsprechend    einzu  stellen.  



  Als weiteres Mittel zur Einstellung der       gewünschten        Rücklaufcharakteristik    ist noch       eine        Verbindungsleitung    58 zwischen den  beiden durch die     Trennwand    51 gebildeten  Räumen vorgesehen, deren wirksamer     Quer.     schnitt durch Betätigung eines     Drosselorga-          nes    54 wahlweise eingestellt werden kann.  



  Als leicht     verdampfbaren    Stoff 52 kann  man beispielsweise irgendeine Flüssigkeit       mit    niedrigem Siedepunkt verwenden. An  Stelle des     mechanischen    Druckmessers 31  können auch andere mechanische     Mess-          systeme,    wie     Temperaturmesser,    Mengenmes  ser, Spannungsmesser usw. vorgesehen sein.  Weiterhin ist es auch möglich, die thermische  Rückführung nicht     mit    dem Kontaktarm     33,     sondern     mit    den beiden Gegenkontakten 34  und 35 zu kuppeln.

   In diesem Falle sind  die beiden Gegenkontakt 34 und 35 auf einer  drehbar gelagerten Platte anzuordnen, die  mit der Trennwand 46 mechanisch gekuppelt  ist. Die Schaltung der Heizwicklungen 44  und 45 hat wiederum so zu erfolgen, dass  durch entsprechende Verstellung der Gegen  kontakte 34 und 35 die durch den mechani  schen Messer 31     hervorgerufene        Kontaktgabe     bei 33, 34 oder     33,    35 wieder aufgehoben  wird.  



  Schliesslich ist es auch möglich, statt der       Kontaktanordnung        33,    34, 35 irgendwelche  andern an sich     bekannten    Teile, beispiels  weise     Bolometer,    Photozellen oder derglei  chen zu verwenden. Bei einer derartigen  Ausführung ist an Stelle des am Kontaktarm  33 befindlichen Kontaktes ein     Abdeckplätt-          chen    anzuordnen, das sich     zwischen    einer       Druckmittelströmung    oder einer     Strahlung     und den     Bolometerwiderständen    oder einer       Photozellenanordnung    befindet.  



  Die Vorteile der     neuen        Einrichtung    las  sen sich auch für solche Regler gut nutzbar  machen, bei denen kein Kontaktinstrument  vorhanden ist. Durch das     Inwegfallkommen     jedweder Kontakte wird naturgemäss der  Aufbau der neuen     Einrichtung    nicht uner-         lieblich    vereinfacht und ausserdem ihre Be  triebssicherheit erhöht. Ein Beispiel dieser  Art, bei welchem eine Gas- oder     Dampfent-          ladungsröhre    (Stromtor) zur Anwendung  kommt, ist in der     Fig.    6 veranschaulicht.  



  An die Klemmen 60 ist eine Wechsel  spannung angelegt, die mit     Hilfe    eines     Kon-          densators    61 und eines     Ohmschen    Widerstan  des 62 an das     Hilfsgitter    63 einer Gas- oder       Dampfentladungsröhre    64 (Stromtor) ange  schlossen ist. Durch passende Einstellung  der Teile 61 und 62 lässt sich erreichen, dass  in der Röhre 64 ständig ein Strom     zwischen     der Kathode 65 und der Anode 66     fliesst.     Dieser Strom durchfliesst in dem dargestell  ten Beispiel die Wicklung 67 eines elektrisch  beheizten Ofens 68.

   Die Ofentemperatur wird  überwacht mittels eines temperaturabhängi  gen Widerstandes 69, der über eine Brücken  schaltung 70 mit     Hilfe    eines Transformators  71 mit dem     Steuergitter    72 der Röhre 64 in  Verbindung steht.  



  Im Sinne der Erfindung ist nun die ther  mische Rückführung ebenfalls an das Steuer  gitter 72 angelegt. Zu diesem Zweck sind  zwei weitere temperaturabhängige Wider  stände 73 und 74 in zwei benachbarte Zweige  der     Wheatstone'schen    Brückenschaltung 70  eingeschaltet. Die beiden Widerstände 73  und 74 haben verschiedene     Wärmeträgheit     und sind zu beiden Seiten ihrer gemeinsamen  Heizwicklung 75 in einen Behälter 76 ein  gebaut, der ein verkleinertes, thermisches  Abbild des Ofens 68 darstellt. Die verschie  dene     Wärmeträgheit    der Widerstände 73 und  74 lässt sich entweder     dadurch    erreichen, dass  man beide Widerstände in verschiedener  Form, z.

   B. den einen als geraden Draht und  den andern     als        Spiraldraht,    anordnet, oder  dass man, wie dargestellt, zwischen der Reiz  wicklung 75 und dem einen Widerstand;  z. B. 73,     einen        Abdeckschirm    77 anordnet.  Parallel zu der ständig in dem Anodenkreis  der Röhre 64 liegenden Heizwicklung 75 ist  noch ein Regelwiderstand 78 vorgesehen, .der  zur Einstellung der     gewünschten    Empfind  lichkeit dient.

        Die Wirkungsweise des dargestellten Reg  lers ist wie folgt:  Der die Röhre 64 und die Ofenwicklung  67 durchfliessende Strom wird mit Hilfe des       Kondensators    61 und des Widerstandes 62  so eingestellt, dass im Ofen 68 sich die ge  wünschte Normaltemperatur     (Regelsollwert)     einstellt.  



  Ändert sich die Ofentemperatur nun nach  oben oder nach unten, so ändert sich gleich  zeitig auch der Widerstandswert des tem  peraturabhängigen Widerstandes 69 und da  mit der im     Diagonalzweig    der Brückenschal  tung 70 liegende Strom. Zufolge dieser  Stromänderung wird über die induktive  Kopplung 71 eine Änderung des Potentials  des Steuergitters 7 2 bewirkt, die ihrerseits  eine Änderung des die Röhre 64 und die  Ofenwicklung 67 durchfliessenden Stromes  zur Folge hat. Die Änderung des Stromes  in der Ofenwicklung 67 erfolgt in solchem  Sinne, dass die Abweichung vom Regelsoll  wert dadurch wieder rückgängig gemacht  wird.  



  Um nun zu verhüten, dass bei der bisher  betrachteten Regelung ein Überregeln oder  ein Pendeln um den gewünschten Regelsoll  wert eintritt, wird bei jeder Abweichung  vom     Regelsollwert    auch der Strom der mit  der Ofenwicklung 67 in Reihe liegenden  Heizwicklung 75 der     thermischen    Rückfüh  rung sich ändern. Diese Änderung der Strom  stärke in der Heizwicklung 75 der thermi  schen Rückführung wirkt sich zunächst als  unterschiedliche     Beheizung    der Widerstände  73 und 74 aus. Steigt beispielsweise der  Strom in der Wicklung 75, so wird für  einige Zeit der Widerstand 74 stärker be  heizt als der Widerstand 73.

   Infolgedessen  wirkt in der Brückenschaltung 70 für einige  Zeit die Differenz zwischen den beiden Wi  derständen 73 und 74, was zur Folge hat,  dass die Beeinflussung des Potentials des  Steuergitters 72 und der Röhre 64 durch den  Widerstand 69 sich nicht sofort ausgleichen  kann. Erst nach einiger Zeit wird der Wi  derstand 73 der thermischen Rückführung  die gleiche Temperatur annehmen wie der    Widerstand 74 und damit die Beeinflussung  des Potentials des Gitters 72 durch die tem  peraturabhängigen Widerstände 73 und 74  bis zum     Eintreten    der nächsten Änderung  der Ofentemperatur aufhören.  



  Die dargestellte Einrichtung eignet sich  besonders für solche Fälle, wo die betriebs  mässigen Änderungen des     physikalischen    Zu  standes eines Mediums, in dem Beispiel der  Gasfüllung des Ofens, betriebsmässig nur  langsam verlaufen, wie dies für die Tempera  tur in elektrischen Ofen vielfach der Fall ist.  



  Durch die neue- Ausbildung des Reglers  wird der Vorteil erreicht, dass bei derarti  gen Betriebsverhältnissen in betriebssicherer  Weise ohne Überregeln oder gar Pendeln um  den     Regelsollwert    dieser mit verhältnismässig  hoher Genauigkeit selbsttätig aufrecht erhal  ten bleibt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Regler mit elastischer Rückführung, da durch gekennzeichnet, dass die Charakteristik des Regelvorganges durch die Charakteristik einer thermischen Rückführung nachgebildet wird, die in Übereinstimmung mit den Im pulsgaben des Reglers beheizt wird. UNTERANSPRüCHE 1. Regler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer der Beheizung der thermischen Rückführung von der Abweichung des Impulsgebers vom Regelsollwert abhängig gemacht ist. 2.
    Regler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung der gewünschten Rücklaufcharakteristik so wohl die der thermischen Rückführung zugeführte Heizenergie, als auch die Ab kühlungsgeschwindigkeit der thermischen Rückführung wahlweise einstellbar ist. 3. Regler nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung. der der thermischen Rückführung zugeführ ten Heizenergie regelbare Widerstände in den über die Regelkontakte des Impuls gebers geführten Heizstromkreisen ein geschaltet sind. 4.
    Regler nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Abkühlungsgeschwindigkeit der thermi schen Rückführung ein den Wärmeaus tausch mit der Umgebung erschwerender Schirm an den beheizten Teilen der Rückführung verstellbar angeordnet ist. 5. Regler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Rück führung mit dem Impulsgeber gekuppelt ist. 6.
    Regler nach Unteranspruch 5, gekenn zeichnet durch eine mit dem Impuls geber gekuppelte Platte, die sich entspre chend dem Druckunterschied in zwei in Übereinstimmung mit den Impulsgaben des Reglers beheizten, geschlossenen Räumen verstellt. 7. Regler nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Abkühlungsgeschwindigkeit des jeweils beheizten Raumes eine Verbindungslei- tung zwischen beiden Räumen mit ein stellbarem wirksamen Querschnitt vor gesehen ist. B.
    Regler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Rück- führung, deren Charakteristik der Cha- rakteristik des Regelvorganges nach gebildet ist, auf einen kontinuierlich steuerbaren, ein Stromtor enthaltenden Regelstromkreis einwirkt. 9.
    Regler nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in der thermi schen Rückführung vorgesehene tempera turabhängige Widerstände in Differenz- schaltung mit dem Gitter des Stromtores verbunden sind. 10. Regler nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden tempera turabhängigen Widerstände der thermi schen Rückführung und ein dritter, den Zustand des Mediums überwachender, temperaturabhängiger Widerstand in zwei benachbarten Zweigen einer Brük-. kenschaltung liegen, deren Diagonal zweig mit dem Gitterkreis des Strom tores gekoppelt ist. 11.
    Regler nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine ständig im Anodenkreis liegende Heizwicklung der thermischen Rückführung bei Änderun gen des sie durchfliessenden Stromes zwei temperaturabhängige Widerstände von verschiedener Wärmeträgheit gleichzei tig beeinflusst. 12. Regler nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein von Hand ver stellbarer Regelwiderstand paiallel zur Heizwicklung der thermischen Rückfüh rung geschaltet ist. 13.
    Regler nach Unteranspruch 8 für elek trisch beheizte Ofen, dadurch gekenn zeichnet, dass die in Reihe zur Ofenwick lung geschaltete Heizwicklung der ther mischen Rückführung in einen als ver kleinertes thermisches Abbild des Ofens ausgebildeten Behälter zwischen den bei den temperaturabhängigen Widerständen der Rückführung eingebaut ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE743538C (de) * 1941-11-29 1943-12-29 Luftfahrtgeraetewerk Hakenfeld Selbsttaetige Regeleinrichtung mit nachgiebiger Rueckfuehrung
DE946016C (de) * 1941-03-29 1956-07-19 Aeg Temperatur-Regler
DE1258990B (de) * 1960-01-27 1968-01-18 King Seeley Thermos Co Vorrichtung zum Regeln einer elektrischen Heizvorrichtung
DE1279300B (de) * 1955-08-08 1968-10-03 Vapor Corp Einrichtung zur selbsttaetigen, elektrischen Temperaturregelung von Raeumen mit starken, schnellen Temperaturschwankungen, insbesondere in Fahrzeugen und Flugzeugen

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