Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen der pro Zeiteinheit durch eine Leitung strömenden Menge eines Mediums Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ein stellen der pro Zeiteinheit durch eine Leitung strö menden Menge eines Mediums proportional zu einem dem Sollwert entsprechenden Steuersignal durch Drosseln des Strömungsquerschnittes an einer Dros selstelle.
Fernerhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem in einer Leitung für das strömende Medium angeordneten, mittels einer Stelleinrichtung einstellbaren Drossel organ und ferner mit einem von der Druckdifferenz vor und hinter dem Drosselorgan beeinflussten Druck differenzgeber.
Das Problem, eine Durchflussmenge linear zu einer Steuergrösse einzustellen, tritt in den verschie denen Gebieten der Technik, beispielsweise bei der Speisewasserregelung an Dampferzeugern auf. Es sind mehrere Lösungen bekannt, die jedoch bisher noch mit von Fall zu Fall sich mehr oder weniger ungünstig auswirkenden Nachteilen behaftet sind.
Nach einem bekannten Verfahren wird das Steuersignal als Leitgrösse auf eine die Durchfluss- menge beeinflussende Regeleinrichtung gegeben. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, dass neben dem eigentlichen Regelventil ein Messorgan nötig ist, z.
B. in Form einer Messblende, das selbst bei voller Öffnung des Regelventils einen zusätzlichen Druckabfall hervorruft. Überdies bereitet das Ein stellen kleiner Durchflussmengen bei dem unveränder ten Messquerschnitt der Messblende wegen des be kannten quadratischen Zusammenhangs zwischen dp und der Geschwindigkeit der gemessenen Strömung Schwierigkeiten, während ein von vornherein kleiner gewählter Messquerschnitt unerwünschte Drosselver luste bei grösseren Geschwindigkeiten verursachen würde.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung ist ein Hilfsdrosselorgan vorhanden, das von einem Hilfs- regler so gesteuert wird, dass der Druckabfall im eigentlichen Regelventil konstant bleibt. Verläuft der Ventilquerschnitt des letzteren linear mit dem Ventil hub, so ist die Durchflussmenge proportional zum Ventilhub. Dieses Verfahren hat neben dem Vorzug einer guten Funktion den Nachteil, dass zwei Ventile nötig sind. Auch hierbei sind die zusätzlichen Energie verluste der Strömung nicht unbedenklich.
Die Erfindung hat den Zweck, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden unter gleich zeitiger Vereinfachung mindestens der mechanischen bzw. der in dem Strömungsweg eingebauten Teile, wobei überdies noch eine Verbesserung der Regel genauigkeit gegenüber den bekannten Regelvorrich tungen und ein geringerer Strömungswiderstand mit der Regelanordnung nach der Erfindung angestrebt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Differenz dp der stati schen Drücke vor und hinter der Drosselsteile ab greift, dass man ferner aus dem Steuersignal J,st) mit Hilfe der Druckdifferenz dp ein korrigiertes Stell signal J(kor,) bildet, und dass man schliesslich den freien Strömungsquerschnitt F an der Drosselstelle nach Massgabe dieses korrigierten Stellimpuls.es in dem Sinne einstellt,
dass einer Vergrösserung der Druckdifferenz dp eine Verringerung des freien Strö mungsquerschnittes F entspricht.
Hierbei kann mit Vorteil die Massnahme ergriffen sein, dass man aus der Druckdifferenz dp die Quadrat wurzel
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zieht und hieraus ein erstes Hilfssteuer- signal J(Vap) bildet, dass man dieses Hilfssteuer signal J ap mit dem Steuersignal J(st) vergleicht und aus beiden Signalen das korrigierte Stellsignal J(borr) bildet,
und dass man schliesslich den freien Strömungs querschnitt F an der Drosselstelle nach Massgabe des korrigierten Stehsignals J,i;"rr, einstellt.
Es hat sich aber auch als zweckmässig erwiesen, wenn man an der Drosselstelle die Grösse des freien Strömungsqucrschnittes F bestimmt und daraus ein zweites Hilfssteuersignal J, F) bildet, und dass man schliesslich die drei Signale J,St" J(F) unter einander vergleicht und aus dem Vergleich
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ein korri giertes Stehsignal J;k"", bildet, und dass man schliess lich den freien Strömungsquerschnitt F nach Mass gabe des korrigierten Stell.signals <B>J,1 .....</B> derart ein stellt, dass sich zwischen den drei verglichenen Signalen ein Gleichgewicht einstellt.
Hierbei kann entweder so verfahren werden, dass man aus dem ersten Hilfssteuersignal und aus dem zweiten Hilfssteuersignal J,F,
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ein Produkt dem Steuersignal J. ";
vergleicht und aus, dem Vergleich
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bildet, dass man ferner dieses Produkt mit ein korrigiertes Stehsignal J,k"", bildet, und dass man schliesslich den Strömungsquerschnitt F an der Drossel stelle nach Massgabe des korrigierten Stehsignals J,k", derart -regelt, dass das Produkt
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dem Steuersignal J,", proportional ist.
Es kann alternativ aber auch so verfahren wer den, dass man aus dem Steuersignal J"t; und dem ersten Hilfssteuersignal
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ein Verhältnis bildet, dass man ferner dieses Verhältnis mit
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dem zweiten Hilfssteuersignal J,F, vergleicht und aus dem Vergleich ein korrigiertes Stellsignal J,i;
"", bildet, und dass man schliesslich den Strömungsquerschnitt F an der Drosselstelle nach Massgabe des korrigierten Stellsignals J,k"rr, so weit drosselt, bis das. zweite Hilfssteuersignal <B>4)</B> dem Verhältnis
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propor tional ist.
Und schliesslich kann man vorteilhaft auch so verfahren, dass man aus dem Steuersignal J(st) und dem zweiten Hilfssteuersignal J,r) das Verhältnis
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bildet, dass man ferner dieses Verhältnis mit dem ersten Hilfssteuersignal vergleicht und aus dem Vergleich ein korrigiertes
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Stehsignal J,k"rr, bildet, und dass man schliesslich den Strömungsquerschnitt F an der Drosselstelle nach Massgabe dieses korrigierten Stehsignals so weit drosselt,
bis das erste Hilfssteuer- signal
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dem Verhältnis
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proportional ist.
In allen diesen Fällen kann die Einstellung der Menge des strömenden Mediums .entweder nach Volumen oder nach Gewicht erfolgen, und es kann zu diesem Zweck von der Massnahme Gebrauch gemacht sein, dass man die Dichte des strömenden Mediums misst, und dass man die Druckdifferenz dp mit der gemessenen Dichte korrigiert.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Korrekturorgan, welches sowohl vom Druck- differenzgeber als auch vom Steuerimpuls J(St) beein- flusst ist, um ein korrigiertes Stehsignal zu erzeugen und dieses an die Stelleinrichtung des Drosselorgans weiterzuleiten.
Dabei kann die Anordnung getroffen sein, dass das Korrekturorgan eine Einrichtung besitzt, welche aus der vom Druckdifferenzgeber empfangenen Druckdifferenz 4p die Quadratwurzel
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bildet.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann von der Anordnung Gebrauch gemacht sein, dass das Korrekturorgan zusätzlich durch einen von dem freien Querschnitt F abgeleiteten zweiten Hilfs signal J,F, beeinflusst ist, derart, dass das Korrektur organ über ein Vergleichsorgan, welches zunächst aus dem Steuersignal J, st, und dem zweiten Hilfs signal J,F, ein Verhältnis bildet,
das Quadrat bildet und hieraus
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im Vergleich mit dem vom
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Differenzdruckgeber empfangenen Druckdiffe- renzsignal J(ap) ein korrigiertes Stellsignal J,h"", er zeugt.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann auch ein mit dem Druckdifferenzgeber in Wirkungsverbin dung stehendes Radizierorgan mit einem ersten Hilfs- signalgeber besitzen und ferner einen dem freien Durchflussquerschnitt F an der Drosselstelle propor tional folgenden zweiten Hilfssignalgeber und schliess lich mindestens ein zum Korrekturorgan gehörendes Vergleichsorgan, welches die drei Impulse J,St" J,F;
, Verstelleinrichtung des Drosselorgans beeinflussendes
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untereinander vergleicht und daraus ein die korrigiertes Steuersignal J,k"", bildet, derart, dass dieses verschwindet und damit die Verstelleinrichtung im neuen Gleichgewichtszustand zur Ruhe kommen lässt, sobald sich. eine Proportionalität zwischen den drei verglichenen Signalen einstellt.
Die Vorrichtung kann aber auch eine Multiplika tionseinrichtung besitzen, welche mit dem ersten Hilfssignalgeber und mit dem zweiten Hilfssignal geber in Wirkungsverbindung steht und aus beiden Hilfssignalen ein Produkt bildet und dieses an das Vergleichsorgan weiterleitet,
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welches das Pro dukt mit dem Steuersignal J,St, vergleicht.
Bei einer Alternativausführung der erfindungs gemässen Vorrichtung kann ein das Steuersignal i(St) und das Hilfssignal
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des ersten Hilfssignalgebers empfangender Verhältnisgeber angeordnet sein, wel cher das Verhältnis der beiden Signale bildet und dieses an das Vergleichsorgan weiterleitet,
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wel ches das Verhältnis mit dem zweiten Hilfssignal 4, vergleicht.
Weiterhin kann die Alternativanordnung getroffen sein, dass die Vorrichtung einen das Steuersignal J"t, und das zweite Hilfssignal J,F, empfangenden Ver hältnisgeber aufweist, welcher das Verhältnis der bei den Signale
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bildet und dieses an das Vergleichs organ weiterleitet, welches das Verhältnis mit dem ersten Hilfssignal
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vergleicht. Bei allen diesen Anordnungen kann mit Vorteil eine die Proportionalitätskonstante beeinflussende Justiereinrichtung vorgesehen sein.
Und .schliesslich kann die Vorrichtung eine die Justiereinrichtung beeinflussende Einrichtung zum Messen der Dichte des durchströmenden Mediums besitzen, wodurch man die Möglichkeit erhält, die Menge des Mediums nach Gewicht oder nach Volu men einzustellen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehre rer, in den Fig. 1 bis 12 dargestellter Ausführungs beispiele gezeigt, und es wird das Verfahren ebenfalls im Zusammenhang mit der Funktion dieser Vorrich- tungsbeispiele näher erläutert. Die Fig. 1, 2, 3 und 4 enthalten reine Prinzipskizzen ohne ausführungs- technische Details.
Die Fig. 5, 6, 7, 8 und 9 zeigen Ausführungs beispiele und Details der Erfindung, hauptsächlich ausgeführt mit elektrischen Regelorganen unter Ver wendung von Widerstandsschaltungen nach dem Prinzip der Wheatsttoneschen Brücke.
Fig. 10 enthält ein Beispiel der Realisierung der Erfindung mit rein mechanischen Mitteln.
Die Fig. 11 schliesslich hat eine elektromagne tische und Fig. 12 eine elektroinduktive Regelungs vorrichtung nach der Erfindung zum Gegenstand.
Fig. 1 zeigt das Grundschema der Erfindung mit der Leitung 1 für das strömende Medium und dem Drosselorgan 2, und ferner mit der Steheinrichtung 3 für das Drosselorgan 2 ,sowie mit dem Druck differenzgeber 5 und ferner mit dem Korrektur organ 6. Dieses empfängt sowohl das Steuersignal J,,t, als auch die Druckdifferenz 4p .und bildet daraus das korrigierte Stellsigna1 J,korr>> welches das Drossel organ 2 mit Hilfe der Stelleinrichtung 3 einstellt.
Fig. 2 zeigt ebenfalls das Drosselorgan 2 in der Leitung 1. Die Stelleinrichtung für das Drosselorgan 2 besteht hierbei aus dem Stellmotor 3 mit dem übertragungsgestänge 4. Das Drosselorgan 2 weist ferner den Druckdifferenzgeber 5 auf, welcher die Druckdifferenz dp vor und hinter dem Drosselorgan 2 empfängt und beispielsweise in nicht dargestellter; bekannter Weise in mechanische Bewegung eines Signalgliedes oder in ein der empfangenen Druck differenz 4p proportionales elektrisches oder hydrau lisches Signal umwandelt und an das Radizierorgan 60 im Korrekturorgan 6 weiterleitet.
Am übertragungsgestänge 4 befindet sich die Folgesteuerung 7 mit dem zweiten Hilfssignalgeber 8, dessen zweites Hilfssignal J,r) dem jeweils freien Strömungsquerschnitt F des Drosselorgans 2 propor tional ist. Das vom zweiten Hilfssignalgeber 8 ausge hende Signal J,1,,) und das vom Radizierorgan 60 über den ersten Hilfssignalgeber 61 ausgehende .erste Hilfs signal
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gelangen zu dem Multiplikationsorgan 9, welches das Produkt bildet.
Das Multipli kationsorgan 9 bildet
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gleichzeitig Teil eines Ver gleichsorgans 10, welches auch das Steuersignal i(st) empfängt und das Produkt mit dem Steuer signal Just) abwägt. Der Zeiger
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11 des Vergleichs- organs 10 tastet in der beispielsweise gezeigten Vor richtung eine Widerstandsanordnung 12 ab, derart, dass in der bei Gleichgewicht herrschenden Neutral lage an den Polen 13 des Motors 3 kein Strom fliesst, während ein Abweichen des Vergleichsorgans 10 aus der Neutrallage den Motor 3 in dem Masse und in einer solchen Drehrichtung zur Verstellung des Drosselorgans 2 veranlasst,
bis durch Änderung des freien Strömungsquerschnittes F und als Folge davon auch des Wertes das Vergleichsorgan 10 wieder in seine Neutrallage
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zurückkehrt. In dieser Neutrallage ist das Produkt proportional dem Steuersignal J(st, und damit
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auch proportional der Durchflussmenge Q.
Fig. 3 zeigt ein Schaltbild der Regelvorrichtung nach der Erfindung in analoger Abwandlung des Schaltbildes nach Fig. 2. Gleiche oder vergleichbare Funktionsteile sind mit gleichen Ziffern wie in Fig. 2 bezeichnet.
Die Regelvorrichtung unterscheidet sich von der in der Fig. 2 gezeigten durch einen zum Kor rekturorgan 6 gehörenden Verhältnisgeber 14, wel cher das Signal J(st) und das erste Hilfssteuersignal
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empfängt und daraus das Verhältnis bildet und dieses als Hilfssteuergrösse an das
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Ver gleichsorgan Er weiterleitet, welches beide Hüfs- steuersignale untereinander vergleicht, bei Ungleich heit derselben aus seiner Neutrallage ausweicht und dabei einen der Kontakte 15 bzw. 16 so lange schliesst, bis der Stellmotor 3 durch Versteilen des Drosselorgans 2.
im Rechts- oder Linkslauf das Gleichgewicht J,F) proportional
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wieder her gestellt hat, bei dessen Eintritt die Regelanordnung in den Beharrungszustand übergeht und darin ver bleibt, solange das Steuersignal J,st) unverändert ist.
Fig.4 zeigt eine dritte mögliche Schaltung der Regelvorrichtung nach der Erfindung. Hier ist der Verhältnisgeber 14 im Korrekturorgan 6 so geschal tet, dass er das Steuersignal F,st) und das zweite Hilfs- steuersignal J(F) empfängt und daraus das Verhältnis
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bildet und dieses als Hilfssignal an das hydrau lische Vergleichsorgan 10" weiterleitet, welches dieses Verhältnis aus dem ersten Hilfssteuersignal
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vergleicht und das Ergebnis an den hydraulischen Stellsignalgeber 17 weiterleitet,
welcher bei etwaiger Ungleichheit der verglichenen Signale ein den hydrau lischen Stellmotor 18 beeinflussendes S,tellsignal J,'korrl erzeugt. Dieses bewirkt eine Stellungskorrektur des Drosselorgans 2 in dem Sinne und so lange, bis Proportionalität zwischen dem Verhältnis und dem Hilfssignal hergestellt ist und
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damit das
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Stellsignal J,.korr) verschwindet. Erst dann befindet sich das System im neuen Gleichgewichtszustand in Ruhe.
Fig. 5 zeigt ein; weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Medium, .dessen Durchflussmenge ge regelt werden soll, fliesst durch die Leitung 1 mit dem Drosselorgan 2, das mittels einer Zahnstange 4 von einem Gleichstrom-Motor 3 angetrieben wird. Die Drücke vor und nach dem Drosselorgan 2 wirken über die Leitungen 21 und 20 auf die Membrane 22, die über ein Gestänge 23 den Schieberwiderstand A befätigt.
Der Widerstand A ist Teil einer sich selbst ab gleichenden Messbrücke mit den Widerständen<I>A, B,</I> <I>C, D,</I> deren Aufbau und Schaltungsprinzip in Fig. 6 wiedergegeben ist. Diese Fig. 6 zeigt zur Erläuterung die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 zweimal ange wendete Brückenschaltung mit einer Gleichstrom quelle 37 und einem Galvanometer G. Genügen die Widerstände<I>A, B, C, D</I> der Bedingung: A:B=D:C <I>(I)</I> so besteht in den Verzweigungspunkten 2' und 4' das selbe Potential; durch das Galvanometer G fliesst somit kein Strom.
Der Abgleich der Brückenschaltung in Fig. 5 geschieht analog, indem anstelle des Gal vanometers G ein Gleichstrommotor 26 eingebaut ist, der die unter sich gleichen Drehwiderstände<I>B</I> und<I>D</I> so verstellt, dass er stromlos wird. Die Drehwider stände<I>B</I> und<I>D</I> bestehen je aus dem Spulenkörper 30, der Kontaktfeder 31 und der Kontaktschiene 32. Sie werden über die Hebelarme 33 vom Gleichstrom motor 26 angetrieben. Die Schaltung der Widerstände <I>A, B, C, D</I> sowie die Anordnung der Gleichstrom quelle 37 und des Gleichstrommotors 26 entspricht demnach völlig dem in Fig. 6 gezeigten Schaltbild.
Wenn also der Motor 26 stromlos ist, gilt somit die vorstehend angeführte Gleichung 1, da<I>B</I> und<I>D</I> gleich sind, kann Gleichung I auch geschrieben wer den:
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Wenn das Potentiometer C unverändert bleibt, so ist
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und somit proportional zur Wurzel aus dem Druck abfall Ap.
Neben den Widerständen<I>B</I> und<I>D</I> treibt der Gleichstrommotor 26 noch einen weiteren, gleichen Widerstand B' an, der somit. im Gleichgewichtszu stand ebenfalls proportional zur Wurzel aus dem Druckabfall Ap ist.
Der Widerstand B' ist Teil einer zweiten, ebenfalls sich selbst abgleichenden Messbrücke mit den Wider ständen<I>A', B',<B>C</B>, D',</I> mit der Gleichstromquelle 38 und dem Stellmotor 3, der über ein Ritzcl 39 und die Zahnstange 4 das Drosselorgan 2 und den damit verbundenen Schiebewiderstand D' antreibt. Auch diese Brücke ist analog der in Fig. 5 dargestellten angeordnet.
Es gilt somit A'.C'=B'.D' Wird nun der Schiebewiderstand A' proportional zur Eingangssteuergrösse J"t, für die Durchflussmenge Q eingestellt<I>(A'</I> Qk), so wird, wenn<B>C</B> konstant ist,
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Es ist nun lediglich noch dafür zu sorgen, dass der Widerstand D' proportional zur freien Öffnung F des Drosselorgans 2 verläuft. Dieses kann beispielsweise mit der Anordnung nach Fig. 7 erreicht werden.
Fig. 7 zeigt, wie bei z. B. keilförmiger Quer schnittsform der Drosselöffnung der Widerstand D' aus einem Widerstandskörper von geometrisch ähnlicher, das heisst Keilform, bestehen kann. Dieser Widerstandskörper besteht z. B. aus einem Wider standsdraht, welcher auf einem Spulenkörper mit keilförmigem Querschnitt aufgewickelt ist, so dass der mit dem Schleifkontakt 8 abgegriffene Teilwiderstand stets proportional zum effektiven Strömungsquer schnitt F ist.
Es ergibt sich somit die gewünschte Funktion
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Die Durchflussmenge ist somit im Gleichgewichts zustand des betrachteten Systems stets proportional zu dem am Widerstand A' eingestellten Wert der Eingangssteuergrösse J"t,, unabhängig von einem sich am Ventil 2 einstellenden Druckabfall Ap.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel wurde vor ausgesetzt, dass das zu steuernde Medium unveränder liche Dichte aufweist. Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip lässt sich aber auch auf Medien von veränderlicher Dichte anwenden. In einem solchen Falle ist beispielsweise der Widerstand C in Fig. 8 mit einer Wiegevorrichtung 50 für die Dichte des Mediums verbunden, und zwar je nachdem, ob die einzustellende Menge nach dem zeitlich durchfliessen den Volumen oder nach dem Gewicht einzustellen ist, entweder reziprok oder proportional wirkend.
Die Wiegeeinrichtung 50 für die Dichte besteht in dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel aus dem vom Medium durchflossenen U-förmigen Messrohr 51, welches in den Gelenkpunkten 52 schwenkbar be festigt und mit der Wiegefeder 53 austariert ist. Bei Dichtezunahme streckt sich die Feder 53, wogegen sie sich bei Gewichtsabnahme kontrahiert, welche Be wegung z. B. bei proportionaler Einwirkung unmittel bar auf den Schleifkontakt 54 am Widerstand C übertragen wird. Das in Fig. 8 gezeigte Funktions schema der Dichte-Waage 50 ist selbstverständlich nur als ein. Prinzip-Beispiel aufzufassen.
Eine solche Einrichtung kann - ohne den Zusammenhang mit der Erfindung zu beeinflussen - auf jede beliebige andere Weise ausgeführt sein.
Die in Fig. 5 beispielsweise gezeigte Vorrichtung lässt sich bedeutend vereinfachen, wenn der Wider stand A nach dem gleichen Grundsatz wie der in Fig. 7 gezeigte Widerstand D', als Funktionswider stand, so ausgebildet ist, dass daran direkt
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abgegriffen wird. Eine solche vereinfachte Schaltung zeigt Fig. 9. Der Widerstand B" tritt als Radizier organ für dp damit an die Stelle der einen Mess- brücke, so dass diese entfällt.
Zwischen den Verzweigungspunkten 2" und 4"' einerseits und dem Motor anderseits könnte auch ein Verstärker angebracht sein. Ebenso könnte auch bei spielsweise ein elektrohydraulischer Stellmotor vorge sehen sein.
Das Verfahren nach der Erfindung ist selbstver ständlich nicht auf Realisierung mit elektrischen Mit teln angewiesen, es lässt sich vielmehr auch z. B. mechanisch oder hydraulisch verwirklichen.
Eine beispielsweise Ausführung mit rein mecha nischen Mitteln zeigt Fig. 10. Die Durchflussmenge wird - von Hand oder automatisch - am Handrad <B>130</B> eingestellt. Der Funktionsdrehkörper <B>131</B> ist starr damit verbunden. Er übt die Funktion des Kor rekturorgans 6 im Schema nach Fig. 1 aus. Er wirkt über den Fühler 132, der mittels der Feder 133 am Funktionskörper 131 anliegt, direkt auf das Drossel organ 134.
Der am Drosselorgan 134 auftretende Druck abfall 4p wirkt auf den Kolben 135 des Druck differenzgebers 5, der verschoben wird, bis Gleich gewicht mit der Feder<B>136</B> besteht.
Die Mantellinien MF des Funktionskörpers <B>131</B> entsprechen der Funktion F 11.4p <I>- k.</I>
In Umfangsrichtung verläuft die Funktionsfläche MF nach der Steuergrösse J,,t" korrigiert mit einem Proportionalitätsfaktor k, entsprechend verzerrten Spiralen, so dass die Eingangsgrösse J@,t) stets propor tional zum Drehwinkel und über die Axialstellung des Funktionskörpers 131 zu der vom Fühler 132 einge stellten Grösse F proportional<I>F .</I> -#dp # <I>k</I> ist. Somit ist J(st) auch der Durchflussmenge Q in jeder Gleich gewichtsstellung proportional.
Die Fig. 11 zeigt eine Regelvorrichtung nach der Erfindung, ausgeführt mit Hilfe von elektromagne tischen Gleichstromsignalen.
Der Vorteil dieser Regelanordnung ist die Ver meidung von veränderlichen, metallischen Kontakten, die besonders im rauhen Betrieb störanfällig sind und daher dauernder Pflege bedürfen.
Zum Verständnis der Schaltungen seien die grundsätzlichen Forderungen der Erfindung nochmals zusammengefasst: Die gewünschte Funktion für die Regelung der Menge unter Berücksichtigung des herrschenden Differenzdruckes am Regelventil lautet
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Zur Vereinfachung des Rückführgebers 7, 8 für die Ventilstellung sei ein lineares Verhältnis zwischen Ventilöffnungsquerschnitt F und Hub H der Steilein richtung angenommen.
Der am Ventil 2 herrschende Differenzdruck dp wirkt mechanisch auf den Waagebalken 90' und lenkt ihn aus. Dadurch wird in denn magnetischen Pickup 70 ein der Grösse und Richtung des Ausschlages proportionales Signal ausgelöst und dem Verstärker 91 zugeführt. Der Ausgangsstrom J1 wird gleichge richtet und durchfliesst die feste Spule 81 sowie die ihr gegengeordnete, bewegliche gleichartige Spule 82 des Waagebalkens 90'.
Nach .dem elektrodynamischen Prinzip gilt für kleine Stehwege die Kraft: oder
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Ein zweiter Rechen-Waagebalken 90 multipliziert diesen Wert mit dem vom Rückführgeber 7, 8 aus gehenden, dem Öffnungsquerschnitt F des Ventils 2 proportionalen Signal J2.
J1 durchfliesst die feste Spule 85 und J2 die am Waagebalken 90 angeordnete Schwenkspule 86. Es entsteht ein Drehmoment D (-I-)
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Die Auslenkung wird vom magnetischen Pickup 71 wahrgenommen, sein Signal im Verstärker 92 ver stärkt. Der Ausgangsgleichstrom J3 des Verstärkers 92 wird über die Schwenkspule 83 geführt. Sie liegt in einem konstanten Magnetfeld M des Permanent magneten 84.
Damit ergibt sich das Gegendreh moment:
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(k = Magnetkonstante) oder:
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Der Ventilmotor 3 wird von der Differenz der Ströme J3 und J,st) über den Magnetverstärker 93 integral angetrieben.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht in der Signalübertragung mit Hilfe von Gleichstrom. Da durch haben die Eigenwiderstände der Leitungen und deren Änderung durch Temperaturschwankungen keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Signale. Wechsel-Störspannungen, die in die Signalleitungen induziert werden, kompensieren sich und haben daher keine störende Wirkung auf die Funktion des. ge schilderten Systems.
Es sind noch weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, unter anderem mit Hilfe einer induktiven Regelung und Wechselspannungssignalen möglich. Eine solche Schaltung zeigt im Prinzip Fig. 12.
Der Differenzdruck 4p wird mit dem induktiven Geber 100 in die elektrische Signalspannung ui ge wandelt, dem elektrischen Radiziergerät 6 zugeführt und dort über beispielsweise eine Kurvenscheibe radi ziert.
Der Multiplikationsvorgang kann dabei so erfolgen, dass das F-Signal u2
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vom Ventilstössel 4 als Referenzs-ignai für den vom Radiziergerät 6 ge- triebenen induktiven Geber 101 benützt wird. Damit wird
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Im Eingang des Verstärkers 94 erfolgt der Ver gleich zwischen u3 und dem Sollwert J,st,. Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, dass sie bei Beschränkung auf wenige Signalumformungsvorgänge ausserordent lich einfach und übersichtlich im Aufbau ist und daher sehr genau arbeitet.
Die in den Fig. 1 bis 12 erläuterten Ausführungs beispiele der Erfindung erschöpfen durchaus noch nicht alle möglichen technischen Verwirklichungen derselben.
Die in den Beispielen nach den Fig. 1 bis 12 bisher gezeigten Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung verwirklichen die folgenden Rechenoperationen, wobei k eine später erläuterte Korrekturgrösse bedeutet:
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Analog zu dieser Schreibweise können alle Glei chungen auch folgendermassen geschrieben werden, ohne hierdurch ihren mathematischen Inhalt zu ändern:
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Die beschriebenen Vorrichtungen lassen sich daher ohne Abweichung von der Erfindung auch so schalten, dass beispielsweise mit Hilfe eines Multi- plizierorgans die Quadrierung einzelner Hilfssteuer- Signale erfolgt. Diese Rechenoperation kann unter anderem mit einem Funktionskörper analog dem Funktionskörper 131 in Fig. 10 oder mit einem Funk tionswiderstand ähnlich B" in Fig. 9 ausgeführt wer den.
Aber auch ein elektrischer Rechenwaagebalken, beispielsweise der Waagebalken 10' bzw. 90' in Fig. 11, ist bei entsprechender Schaltung nach der Erfindung geeignet, eine nach den Gleichungen (1.l), (1.2) und (1.3) im Sinne der Erfindung arbeitende Einstellvorrichtung zu verwirklichen. Und schliesslich kommt hierfür auch ein mit Kurvenscheiben rech nendes elektrisches Rechengerät in Frage.
Bei allen Verfahren und Vorrichtungen nach der Erfindung muss beachtet werden, dass der funktionelle Zusammenhang zwischen Druckabfall dp und Ge schwindigkeit v nicht streng mathematisch der Formei v = prop
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folgt.
Sowohl der bekannte Einfluss der Grenzschicht als auch möglicherweise durch die Formgebung des Drosselorgans oder sonstiger aus- führungstechnische Toleranzen hervorgerufene, bei verschiedenen Geschwindigkeiten und freien Öff nungsquerschnitten F verschieden stark sich auswir kende Fehler - beispielsweise Turbulenz in der Strömung - verursachen bekanntlich Abweichungen des quadratischen Zusammenhanges zwischen Strö mungsgeschwindigkeit v und 4p. Die in den Glei chungen enthaltene Korrekturgrösse k dient der Kor rektur dieses Fehlers, wenn ein streng linearer Zusam menhang zwischen dem Steuersignal J,t, und dem ein gestellten Medium tatsächlich notwendig sein sollte.
Bei der beispielsweise in Fig. 10 gezeigten Aus führung der Erfindung kann eine solche Korrektur durch empirische Ermittlung der Form des Funk tionskörpers 131 erfolgen.
The invention relates to a method for setting the amount of a medium flowing through a line per unit of time proportional to a control signal corresponding to the setpoint value by throttling the flow cross-section at a throttle point.
Furthermore, the invention relates to a device for performing the method with a arranged in a line for the flowing medium, adjustable by means of an adjusting device throttle organ and also with a pressure difference sensor influenced by the pressure difference upstream and downstream of the throttle organ.
The problem of adjusting a flow rate linearly to a control variable occurs in the various areas of technology, for example in the case of feed water control in steam generators. Several solutions are known, which, however, have hitherto suffered from disadvantages which have more or less unfavorable effects from case to case.
According to a known method, the control signal is sent as a control variable to a control device that influences the flow rate. This known method has the disadvantage that, in addition to the actual control valve, a measuring element is required, e.g.
B. in the form of a measuring orifice, which causes an additional pressure drop even when the control valve is fully open. In addition, setting small flow rates with the unchanged measuring cross-section of the measuring orifice is difficult because of the well-known quadratic relationship between dp and the speed of the measured flow, while a measuring cross-section selected from the start would cause undesirable throttle losses at higher speeds.
Another known device has an auxiliary throttle element which is controlled by an auxiliary regulator in such a way that the pressure drop in the actual control valve remains constant. If the valve cross-section of the latter runs linearly with the valve stroke, the flow rate is proportional to the valve stroke. In addition to the advantage of a good function, this method has the disadvantage that two valves are required. Here, too, the additional energy losses of the flow are not harmless.
The invention has the purpose of avoiding the disadvantages of the known devices while at the same time simplifying at least the mechanical or the parts built into the flow path, with an improvement in the control accuracy compared to the known Regelvorrich lines and a lower flow resistance with the control arrangement the invention is sought.
The method according to the invention is characterized in that the difference dp of the static pressures upstream and downstream of the throttle parts is tapped off, and that a corrected control signal J (kor,) is also obtained from the control signal J, st) with the aid of the pressure difference dp. and that finally the free flow cross-section F at the throttle point is set in accordance with this corrected setting pulse.
that an increase in the pressure difference dp corresponds to a decrease in the free flow cross-section F.
In this case, the measure can advantageously be taken that the square root can be obtained from the pressure difference dp
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draws and from this forms a first auxiliary control signal J (Vap) that this auxiliary control signal J ap is compared with the control signal J (st) and the corrected actuating signal J (borr) is formed from both signals,
and that finally the free flow cross-section F at the throttle point is set in accordance with the corrected standing signal J, i; "rr.
However, it has also proven to be useful if the size of the free flow cross section F is determined at the throttle point and a second auxiliary control signal J, F) is formed from it, and the three signals J, St "J (F) are finally compared with one another and from the comparison
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a corrected standing signal J; k "", and that finally the free flow cross-section F is set according to the corrected actuating signal <B> J, 1 ..... </B> in such a way that establishes an equilibrium between the three compared signals.
You can either proceed in such a way that the first auxiliary control signal and the second auxiliary control signal J, F,
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a product of the control signal J. ";
compare and out, the comparison
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forms that this product is also formed with a corrected level signal J, k "", and that finally the flow cross-section F at the throttle point according to the corrected level signal J, k ", is regulated in such a way that the product
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is proportional to the control signal J, ".
Alternatively, however, the procedure can also be such that the control signal J "t; and the first auxiliary control signal can be used
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a relationship forms that one furthermore with this relationship
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the second auxiliary control signal J, F, compares and a corrected actuating signal J, i;
"", and that finally the flow cross section F at the throttle point is throttled in accordance with the corrected actuating signal J, k "rr, until the second auxiliary control signal <B> 4) </B> corresponds to the ratio
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is proportional.
And finally, one can advantageously proceed in such a way that the ratio is obtained from the control signal J (st) and the second auxiliary control signal J, r)
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forms that one also compares this ratio with the first auxiliary control signal and a corrected one from the comparison
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The standing signal J, k "rr, is formed, and that finally the flow cross section F at the throttle point is throttled according to this corrected standing signal so far,
until the first auxiliary control signal
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the ratio
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is proportional.
In all these cases, the amount of the flowing medium can be set either according to volume or according to weight, and for this purpose use can be made of measuring the density of the flowing medium and using the pressure difference dp corrected for the measured density.
A device for carrying out the method according to the invention is characterized by a correction element which is influenced by both the pressure differential sensor and the control pulse J (St) in order to generate a corrected standing signal and to forward this to the control device of the throttle element.
In this case, the arrangement can be made that the correction element has a device which, from the pressure difference 4p received from the pressure difference transmitter, is the square root
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forms.
In an advantageous embodiment of the invention, use can be made of the arrangement that the correction organ is additionally influenced by a second auxiliary signal J, F derived from the free cross section F, in such a way that the correction organ has a comparison organ which is initially derived from the Control signal J, st, and the second auxiliary signal J, F, forms a ratio,
the square forms and from this
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in comparison with that of
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Differential pressure transducers received pressure difference signal J (ap) a corrected control signal J, h "", he testifies.
The device according to the invention can also have a rooting element with a first auxiliary signal generator that is in operative connection with the pressure differential sensor and furthermore a second auxiliary signal generator proportional to the free flow cross section F at the throttle point and finally at least one comparison element belonging to the correction element, which the three pulses J, St "J, F;
, Adjusting device influencing the throttle body
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compares with one another and from this forms a corrected control signal J, k "", in such a way that it disappears and thus the adjustment device can come to rest in the new state of equilibrium as soon as it is. sets a proportionality between the three compared signals.
The device can, however, also have a multiplication device which is operatively connected to the first auxiliary signal transmitter and to the second auxiliary signal transmitter and forms a product from both auxiliary signals and forwards this to the comparator,
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which the product with the control signal J, St, compares.
In an alternative embodiment of the device according to the invention, the control signal i (St) and the auxiliary signal can be used
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the first auxiliary signal transmitter receiving ratio transmitter be arranged, wel cher forms the ratio of the two signals and forwards this to the comparator,
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wel Ches the ratio with the second auxiliary signal 4 compares.
Furthermore, the alternative arrangement can be such that the device has a ratio generator which receives the control signal J "t and the second auxiliary signal J, F, and which the ratio of the signals
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forms and this forwards to the comparison organ, which the relationship with the first auxiliary signal
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compares. In all of these arrangements, an adjusting device influencing the proportionality constant can advantageously be provided.
And finally, the device can have a device influencing the adjustment device for measuring the density of the medium flowing through, whereby it is possible to adjust the amount of the medium according to weight or volume.
In the following, the invention is shown on the basis of several embodiments shown in FIGS. 1 to 12, and the method is also explained in more detail in connection with the function of these device examples. Figs. 1, 2, 3 and 4 contain pure schematic sketches without any technical details.
5, 6, 7, 8 and 9 show embodiment examples and details of the invention, mainly carried out with electrical control organs using Ver resistance circuits based on the principle of the Wheatsttonian bridge.
10 contains an example of the implementation of the invention with purely mechanical means.
Finally, FIG. 11 has an electromagnetic table and FIG. 12 an electroinductive control device according to the invention.
Fig. 1 shows the basic scheme of the invention with the line 1 for the flowing medium and the throttle element 2, and also with the standing device 3 for the throttle element 2, as well as with the pressure differential sensor 5 and also with the correction organ 6. This receives both the Control signal J ,, t, as well as the pressure difference 4p. And from this forms the corrected actuating signal J, corr >> which adjusts the throttle organ 2 with the aid of the adjusting device 3.
Fig. 2 also shows the throttle element 2 in the line 1. The adjusting device for the throttle element 2 consists of the servomotor 3 with the transmission linkage 4. The throttle element 2 also has the pressure differential sensor 5, which determines the pressure difference dp before and after the throttle element 2 receives and, for example, in not shown; known manner in mechanical movement of a signal member or in one of the received pressure difference 4p proportional electrical or hydrau lic signal converts and forwards to the root extraction element 60 in the correction element 6.
On the transmission linkage 4 is the sequential control 7 with the second auxiliary signal generator 8, whose second auxiliary signal J, r) is proportional to the free flow cross-section F of the throttle member 2. The outgoing signal J, 1 ,,) from the second auxiliary signal generator 8 and the first auxiliary signal outgoing from the square root 60 via the first auxiliary signal generator 61
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arrive at the multiplier 9 which forms the product.
The multipli cation organ 9 forms
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at the same time part of a comparative organ 10, which also receives the control signal i (st) and weighs the product with the control signal Just). The pointer
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11 of the comparison organ 10 scans a resistor arrangement 12 in the device shown, for example, in such a way that in the neutral position prevailing at equilibrium no current flows at the poles 13 of the motor 3, while a deviation of the comparison organ 10 from the neutral position causes the motor 3 caused to adjust the throttle member 2 to the extent and in such a direction of rotation,
until the comparison element 10 returns to its neutral position by changing the free flow cross-section F and, as a consequence, the value
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returns. In this neutral position, the product is proportional to the control signal J (st, and thus
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also proportional to the flow rate Q.
FIG. 3 shows a circuit diagram of the control device according to the invention in an analogous modification of the circuit diagram according to FIG. 2. Identical or comparable functional parts are denoted by the same numbers as in FIG.
The control device differs from that shown in FIG. 2 by a ratio generator 14 belonging to the Kor rekturorgan 6, wel cher the signal J (st) and the first auxiliary control signal
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receives and from this forms the relationship and this as an auxiliary control variable to the
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Comparing device He forwards, which compares the two hip control signals with each other, if they are not the same, evades from its neutral position and thereby closes one of the contacts 15 or 16 until the servomotor 3 by adjusting the throttle element 2.
in clockwise or counterclockwise rotation the balance J, F) is proportional
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has restored, when the control system enters the steady state and remains in it as long as the control signal J, st) is unchanged.
4 shows a third possible circuit of the control device according to the invention. Here the ratio transmitter 14 in the correction element 6 is switched in such a way that it receives the control signal F, st) and the second auxiliary control signal J (F) and the ratio therefrom
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forms and this as an auxiliary signal to the hy metallic comparator 10 "forwards, which this ratio from the first auxiliary control signal
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compares and forwards the result to the hydraulic control signal generator 17,
which, if the compared signals are not identical, generates a S, tells signal J, 'korrl which influences the hydraulic servomotor 18. This causes a position correction of the throttle member 2 in the sense and until proportionality between the ratio and the auxiliary signal is established and
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So that
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Control signal J, .korr) disappears. Only then is the system at rest in the new state of equilibrium.
Fig. 5 shows a; another embodiment of the invention. The medium, whose flow rate is to be regulated, flows through the line 1 with the throttle element 2, which is driven by a direct current motor 3 by means of a toothed rack 4. The pressures before and after the throttle element 2 act via the lines 21 and 20 on the membrane 22, which operates the slide resistor A via a linkage 23.
Resistor A is part of a self-balancing measuring bridge with resistors <I> A, B, </I> <I> C, D, </I>, the structure and circuit principle of which is shown in FIG. 6. This Fig. 6 shows the explanation of the bridge circuit used twice in the embodiment of Fig. 5 with a direct current source 37 and a galvanometer G. If the resistors <I> A, B, C, D </I> satisfy the condition: A: B = D: C <I> (I) </I> so there is the same potential in the branch points 2 'and 4'; No current therefore flows through the galvanometer G.
The adjustment of the bridge circuit in FIG. 5 takes place in an analogous manner in that instead of the Galvanometer G, a direct current motor 26 is installed, which adjusts the rotary resistors <I> B </I> and <I> D </I>, which are identical among themselves, so that he becomes currentless. The rotary resistors <I> B </I> and <I> D </I> each consist of the coil body 30, the contact spring 31 and the contact rail 32. They are driven by the DC motor 26 via the lever arms 33. The circuit of the resistors <I> A, B, C, D </I> and the arrangement of the direct current source 37 and the direct current motor 26 therefore correspond completely to the circuit diagram shown in FIG.
If the motor 26 is de-energized, the above equation 1 applies, since <I> B </I> and <I> D </I> are equal, equation I can also be written:
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If the potentiometer C remains unchanged, so is
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and thus proportional to the root of the pressure drop Ap.
In addition to the resistors <I> B </I> and <I> D </I>, the direct current motor 26 also drives a further, identical resistor B ', which thus. in the equilibrium state was also proportional to the square root of the pressure drop Ap.
The resistor B 'is part of a second, also self-balancing measuring bridge with the resistors <I> A', B ', <B> C </B>, D', </I> with the direct current source 38 and the servomotor 3, which drives the throttle element 2 and the associated sliding resistance D 'via a Ritzcl 39 and the rack 4. This bridge is also arranged analogously to that shown in FIG. 5.
The following applies: A'.C '= B'.D' If the sliding resistance A 'is now set proportional to the input control variable J "t, for the flow rate Q <I> (A' </I> Qk), then if < B> C </B> is constant,
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It is now only necessary to ensure that the resistance D ′ is proportional to the free opening F of the throttle element 2. This can be achieved, for example, with the arrangement according to FIG.
Fig. 7 shows how in z. B. wedge-shaped cross-sectional shape of the throttle opening, the resistor D 'from a resistor body of geometrically similar, that is, wedge shape, can exist. This resistance body consists z. B. from a resistance wire, which is wound on a bobbin with a wedge-shaped cross-section, so that the partial resistance tapped with the sliding contact 8 is always proportional to the effective flow cross-section F.
The desired function is thus obtained
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In the equilibrium state of the system under consideration, the flow rate is therefore always proportional to the value of the input control variable J "t" set at the resistor A ', regardless of a pressure drop Ap that occurs at the valve 2.
In the example shown in FIG. 5, it was assumed that the medium to be controlled has an invariable density. The principle on which the invention is based can also be applied to media of variable density. In such a case, for example, the resistor C in FIG. 8 is connected to a weighing device 50 for the density of the medium, depending on whether the amount to be set is to be set according to the volume or the weight, either reciprocally or proportionally acting.
In the example shown in FIG. 8, the weighing device 50 for the density consists of the U-shaped measuring tube 51 through which the medium flows, which is pivotally fastened in the hinge points 52 and tared with the cradle spring 53. When the density increases, the spring 53 stretches, whereas it contracts when you lose weight, which movement z. B. with proportional action immediacy bar on the sliding contact 54 at the resistor C is transferred. The functional scheme of the density balance 50 shown in Fig. 8 is of course only as a. Principle example to be understood.
Such a device can - without affecting the context of the invention - be designed in any other way.
The device shown for example in Fig. 5 can be significantly simplified if the resistance was A according to the same principle as the resistance D 'shown in Fig. 7, as a functional resistance, is designed so that it is directly
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is tapped. Such a simplified circuit is shown in FIG. 9. The resistor B ″ acts as a root extractor for dp in the place of the one measuring bridge, so that it is omitted.
An amplifier could also be attached between the branch points 2 "and 4" 'on the one hand and the motor on the other. Likewise, an electrohydraulic servomotor could also be seen for example.
The method according to the invention is, of course, not dependent on implementation with electrical means with, it can also be z. B. realize mechanically or hydraulically.
An example of an embodiment with purely mechanical means is shown in FIG. 10. The flow rate is set - manually or automatically - on the handwheel <B> 130 </B>. The functional rotating body <B> 131 </B> is rigidly connected to it. It performs the function of the Kor rekturorgans 6 in the scheme of FIG. It acts directly on the throttle organ 134 via the sensor 132, which rests against the functional body 131 by means of the spring 133.
The pressure drop 4p occurring at the throttle element 134 acts on the piston 135 of the pressure differential sensor 5, which is displaced until there is an equilibrium with the spring <B> 136 </B>.
The surface lines MF of the functional body <B> 131 </B> correspond to the function F 11.4p <I> - k. </I>
In the circumferential direction, the functional surface MF runs according to the control variable J "t" corrected with a proportionality factor k, correspondingly distorted spirals, so that the input variable J @, t) is always proportional to the angle of rotation and via the axial position of the functional body 131 to that of the sensor 132 set variable F is proportional to <I> F. </I> - # dp # <I> k </I>. Thus, J (st) is also proportional to the flow rate Q in every equilibrium position.
Fig. 11 shows a control device according to the invention, carried out with the help of electromagnetic tables direct current signals.
The advantage of this control arrangement is the avoidance of variable, metallic contacts that are prone to failure, especially in rough operation, and therefore require constant maintenance.
To understand the circuits, the basic requirements of the invention are summarized again: The desired function for regulating the quantity, taking into account the prevailing differential pressure at the control valve, is
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To simplify the feedback sensor 7, 8 for the valve position, a linear relationship between valve opening cross section F and stroke H of the Steilein direction is assumed.
The differential pressure dp prevailing at the valve 2 acts mechanically on the balance beam 90 'and deflects it. As a result, a signal proportional to the magnitude and direction of the deflection is triggered in the magnetic pickup 70 and fed to the amplifier 91. The output current J1 is rectified and flows through the fixed coil 81 as well as the opposite, movable similar coil 82 of the balance beam 90 '.
According to the electrodynamic principle, the force: or applies to short standing distances
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A second arithmetic balance bar 90 multiplies this value by the signal J2 coming from the feedback sensor 7, 8 and proportional to the opening cross section F of the valve 2.
J1 flows through the fixed coil 85 and J2 the swivel coil 86 arranged on the balance beam 90. A torque D (-I-) is generated
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The deflection is perceived by the magnetic pickup 71 and its signal in the amplifier 92 is amplified. The DC output current J3 of the amplifier 92 is passed through the swivel coil 83. It lies in a constant magnetic field M of the permanent magnet 84.
This results in the counter torque:
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(k = magnet constant) or:
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The valve motor 3 is integrally driven by the difference between the currents J3 and J, st) via the magnetic amplifier 93.
The advantage of this arrangement is that signals can be transmitted using direct current. As a result, the intrinsic resistance of the lines and their changes due to temperature fluctuations have no influence on the accuracy of the signals. AC interference voltages that are induced in the signal lines compensate each other and therefore have no disruptive effect on the functioning of the system described.
Further exemplary embodiments of the invention are also possible, inter alia with the aid of inductive regulation and alternating voltage signals. Such a circuit is shown in principle in FIG.
The differential pressure 4p is converted into the electrical signal voltage ui ge with the inductive transmitter 100, fed to the electrical root eraser 6 and radiated there via, for example, a cam.
The multiplication process can take place in such a way that the F signal u2
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is used by the valve stem 4 as a reference signal for the inductive transmitter 101 driven by the eraser 6. So that
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In the input of the amplifier 94, the comparison takes place between u3 and the nominal value J, st ,. The advantage of this circuit is that it is exceptionally simple and clear in structure when limited to a few signal conversion processes and therefore works very precisely.
The illustrated in FIGS. 1 to 12 execution examples of the invention by no means exhaust all possible technical realizations of the same.
The devices shown so far in the examples according to FIGS. 1 to 12 for carrying out the method according to the invention realize the following arithmetic operations, where k means a correction variable explained later:
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Analogous to this notation, all equations can also be written as follows without changing their mathematical content:
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The devices described can therefore also be switched without deviating from the invention in such a way that, for example, individual auxiliary control signals are squared with the help of a multiplier. This arithmetic operation can, among other things, be carried out with a functional body analogous to functional body 131 in FIG. 10 or with a function resistor similar to B "in FIG. 9.
But also an electrical balance beam, for example the balance beam 10 'or 90' in FIG. 11, is suitable with a corresponding circuit according to the invention, one according to equations (1.l), (1.2) and (1.3) within the meaning of the invention to realize working adjustment device. And finally, an electrical computing device that uses cams can also be used for this.
In all methods and devices according to the invention, it must be ensured that the functional relationship between pressure drop dp and speed v is not strictly mathematically of the formula v = prop
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follows.
Both the known influence of the boundary layer as well as errors possibly caused by the shape of the throttle element or other design tolerances, which have different effects at different speeds and free opening cross-sections F - for example turbulence in the flow - are known to cause deviations in the quadratic relationship between Flow velocity v and 4p. The correction variable k contained in the equations is used to correct this error if a strictly linear relationship between the control signal J, t and the set medium should actually be necessary.
In the embodiment of the invention shown in FIG. 10, for example, such a correction can be made by empirically determining the shape of the radio body 131.