CH461059A - Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von physikalischen Grössen - Google Patents

Description

      Einrichtung        zur        selbsttätigen    Regelung von     physikalischen    Grössen    Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur  selbsttätigen Regelung von physikalischen Grössen, wie  Druck,     Temperatur,    Menge, unter Verwendung eines  als Drosselorgan     ausgebildeten        Stellgliedes,    das     durch     Gas, Dampf oder Flüssigkeit     beaufschlagbar    ist.  



       In    Rohrleitungen für Gase, Dampf und Flüssigkeit  werden zur Regelung von physikalischen Grössen be  kanntlich Druck-, Temperatur-, Mengenregler o. dgl.  eingebaut. Bisher war es üblich, jeden einzelnen Regel  vorgang     örtlich        getrennt    mit     einem    Stellglied (Ventil)  zu steuern.

   Zur Veranschaulichung dessen soll anhand  eines in     Fig.    1 schematisch dargestellten     Ausführungs-          beispieles    bekannter Art, bei dem es sich um den  Hausanschluss eines Heizungssystems an eine     Fern-          heizleitung    mit     Hochdruck-Heisswasser    als Wärmeträ  ger handelt, der bisher übliche     Aufwand    an den einzel  nen Reglern erläutert werden.  



       Erfahrungsgemäss    liegt der Druck des     Fernheizvor-          laufes    1 wesentlich höher als der Vorlaufdruck 3 und  der     Rücklaufdruck    4 der     Hausinstallation.    Da es jetzt  allgemein üblich ist, das     Fernheiz-Vorlaufwasser    direkt  der     Niederdruck-Hausinstallation    beizumischen, ist es  erforderlich, den Druck des     Fernheiznetzes    zu reduzie  ren.

   Hierbei ist der     reduzierte    Druck geringfügig und in  den zulässigen Grenzen höher zu halten, als der Druck  im     Hausinstallations-Vorlauf.    Hierzu dient ein Druck  begrenzer 5, der aus einem     Stellglied    6, einem Regel  glied 7, einer     Sollwerteinstellung    8 und einer Steuerlei  tung 9 besteht. Mit 2 ist der     Fernheizrücklauf    bezeich  net.  



  Damit bei einer Vielzahl von einzelnen Hausan  schlüssen die zur Verfügung stehende     Fernheizwärme     gleichmässig verteilt und gleichzeitig vermieden wird,  dass grosse Gebäudekomplexe anderen Gebäuden die  Bedarfsspitzen stossweise vorwegnehmen, ist die maxi  male, durch ein einzelnes Gebäude abnehmbare Wär  memenge zu begrenzen. Zu diesem Zweck ist ein Men  genbegrenzer 10 vorgesehen, der aus einem Stellglied  11, einem     Differenzdruckregler    12,     einer    Sollwertein-    Stellung 13, einer Messblende 14 und Steuerleitungen  15 besteht.  



  Da in der Hausinstallation die Temperatur des       Vorlaufheisswassers    entsprechend den Witterungsver  hältnissen zu halten ist, wird dem in den Hausleitungen  zirkulierenden Heisswasser je nach Bedarf     Fernheiss-          wasser    beigemischt, Hierzu dient ein     Beimischregler     16, der aus einem Stellglied 17, einem Stellmotor 18,  einem     Vorlauftemperaturfühler    19 und einem Aussen  temperaturfühler 20 besteht. Die Zirkulation in der  Hausinstallation wird durch eine Pumpe 21 unterstützt,  die gleichzeitig die erforderliche Druckhöhe erzeugt,  um bei Drosselstellung des Stellgliedes 17 dem Vor  laufwasser     Rücklaufwasser    beizumischen.  



  Bei dieser Ausführung besteht der Nachteil, dass  für jeden Regelvorgang ein Stellglied erforderlich ist.  Da die einzelnen Stellglieder in gewissen Abständen  voneinander angeordnet sind, bedingt diese Anordnung  einen komplizierten und unübersichtlichen Aufbau.  



  Durch die Erfindung werden diese Nachteile besei  tigt und die Voraussetzung für eine einfache und leicht  zu überwachende mechanisch arbeitende Regelanord  nung geschaffen. Die Einrichtung nach der Erfindung  ist dadurch gekennzeichnet, dass als Verbindungsglied  zwischen den Regelgliedern und dem Stellglied ein       Konbinationsstück,    zur     Kombinierung    von verschiede  nen Regelvorgängen vorgesehen ist. In diesem Sinne  können beispielsweise eine     Temperatur-Druckregelung,     eine     Druckhalte-Mengenbegrenzungsregelung    oder     eine          Temperatur-Sicherheitsregelung    angeordnet sein.

   Hier  bei kann das Kombinationsstück einem mit einem Ge  stänge und einem Drosselorgan, wie beispielsweise  einem Drosselkegel, versehenen Stellglied zugeordnet  sein. Infolge des Kombinationsstückes kann, wie es  bisher üblich war, auf die Einrichtung von mehreren  Stellglieder verzichtet werden, da ein     einziges    Stellglied  zur Durchführung der verschiedenen Regelvorgänge  ausreicht.  



  Zur Ausübung der von dem Kombinationsstück zu  übernehmenden Funktion ist dieses     vorteilhafterweise         mit mehreren beweglichen     übertragungsgliedern    verse  hen, die mit dem Gestänge des     Stellgliedes    in Verbin  dung stehen. Die     Übertragungsglieder    sind hierbei bei  spielsweise als Winkelhebel, Stifte, Spindeln, Zahnrä  der, Zahnstangen, Exzenter     o.    dgl. ausgebildet.  



  Ferner wird     vorzugsweise    das Kombinationsstück  mit leicht lösbaren Verbindungselementen versehen,  die als mechanisch     bedienbare    Kupplungen ausgebildet  sind. Zur Durchführung der verschiedenen Regelvor  gänge können an dem Kombinationsstück mindestens  zwei unabhängig     voneinander        beaufschlagbare    Regel  glieder angreifen, deren Kupplung mit den Kupplungen  des Kombinationsstückes in Verbindung stehen.. Hier  bei sind gegebenenfalls die Kupplung des Kombina  tionsstückes und der Regelglieder beispielsweise als       Uberwurfmutter    mit Gegenwinde, Konus mit Gegenko  nus, Bajonettverschlüsse o. dgl. ausgebildet.  



  Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand  eines     Ausführungsbeispieles    beschrieben und auf zwei       Zeichnungsblättern    schematisch dargestellt. Es zeigen:       Fig.    2 eine durch die Verwendung eines Kombina  tionsstückes gegenüber     Fig.    1     vereinfachte    Ausführung  eines Schaltschemas und       Fig.3    eine     vergrösserte        Darstellung    des Kombina  tionsstückes und der angrenzenden Glieder mit weite  ren Einzelheiten.  



  Anstelle der bei der Anordnung gemäss     Fig.    1 er  forderlichen Anzahl von drei     Stellgliedern    6, 11 und  17 wird nunmehr in die Vorlaufleitung 1 des     Fernheiz-          anschlusses    ein einziges Stellglied 22 eingebaut, das  über     ein.    Kombinationsstück 23     mit    den     Regelgliedern     7, 12 sowie 18 bis 20 in     Verbindung    steht. Auf diese  Weise nehmen die Regelglieder 7, 12 sowie 18 bis 20  über das Kombinationsstück 23 ihrer     Vorrangigkeit     entsprechend auf die Drosselwirkung des Stellgliedes  22 Einfluss.  



       Geäss        Fig.3    ist das Kombinationsstück 23 über  eine Kupplung 24 beispielsweise in Form einer     17ber-          wurfmutter,    eines Bajonettverschlusses o. dgl. und  einem Kupplungsgegenstück 25 z. B. in Gestalt eines  Gegengewindes mit dem Stellglied 22 verbunden.

   Zur  Aufnahme der Kupplungen     24a-c        aufweisenden    Regel  glieder 7 und 12 sowie 18, das aus dem Stellmotor 18,  dem     Vorlauftemperaturfühler    19 und dem     Aussentem-          peraturfühler    20 besteht, ist das Kombinationsstück 23  mit Kupplungsgegenstücken     25a-c    versehen, wobei die  Kupplungen     24a-c    und Kupplungsgegenstücke     25a-c     als     überwurfmutter    und     Gegengewinde,    Konus und  Gegenkonus, Bajonettverschlüsse o. dgl. ausgeführt  sind.

   Innerhalb des Kombinationsstückes 23 sind be  wegbare     Übertragungsglieder    angeordnet, die beispiels  weise als Winkelhebel 26a, b; Stifte 30a, b     sowie    Spin  del 31 ausgebildet sein können. Die Regelglieder 7, 12  und 18 greifen an den Übertragungsgliedern 26a, b;  30a, b und 31 an, die ihrerseits mit einem Gestänge 27  des Stellgliedes 22 in Verbindung stehen. Während bei  den Regelgliedern 7 und 12 durch die Stifte 30a, b und  den Winkelhebeln 26a, b eine Verbindung mit dem  Gestänge 27 des Stellgliedes 22 erfolgt, wird bei dem  Regelglied 18 durch die Spindel 31 eine Verbindung  mit dem Gestänge 27 geschaffen, an deren Ende ein  Drosselorgan, wie beispielsweise ein Drosselkegel 28  vorgesehen ist.

   Die Regelglieder 7, 12 und 18     sind     hierbei     derart    angeordnet, dass sie gegeneinander so  viel Spiel besitzen, dass jedes Regelglied ungehemmt  vom anderen den Drosselkegel 28 in seine     Schliessstel-          lung    bringen kann.

      Die Wechselwirkung der einzelnen Regelglieder  und die Vorrangstellung des jeweils wichtigsten Regel  vorganges spielen sich wie folgt ab:  Es wird angenommen, dass der Druck im     Fernheiz-          vorlauf    1 über die zulässige Höchstgrenze der Hausan  lage     ansteigt.    Hierbei     erhält    das Regelglied 7 über die       Steuerleitung    9 einen entsprechenden Impuls und dros  selt dabei über den     Stift    30a den     Winkelhebel    26a und  die     Spindel    31 den Drosselkegel 28 bis zum Erreichen  des Solldruckes.

   Wenn gleichzeitig das Gebäude ausge  kühlt ist, so dass der Hausanschluss viel Wärme benö  tigt,     wird    der     Vorlauftemperaturfühler    19 bestrebt sein,  über den Stellmotor 18 den Drosselkegel 28 zu öffnen.  Da aus Sicherheitsgründen die Druckhaltung der Haus  anlage vorrangig ist, ist es dem Stellmotor 18 nicht  möglich, den Drosselkegel 28 zu öffnen.  



  Wenn beispielsweise bei grossem Wärmebedarf der       Vorlauftemperaturfühler    19 mit Hilfe des Stellmotors  18 den Drosselkegel 28 vollkommen öffnet, dann kann  es möglich sein, dass der Spitzenbedarf der     Fernwär-          mezufuhr    zu gross wird. Infolgedessen würden die  Anschlüsse der Nebengebäude in nicht genügendem  Masse mit     Wärme    versorgt. Deshalb ist eine Maximal  mengenbegrenzung erforderlich, die mittels des     Diffe-          renzdruckreglers    12 erreicht wird.

   Die Wärmemenge  wird dabei     beispielsweise        mit    der     Messblende    14 ge  messen, die ihre     Druckdifferenz    beiderseits auf die  Membrane des     Differenzdruckreglers    12     überträgt.    Bei  Normalbetrieb, der stets     unterhalb    der Spitzenbela  stung liegt, ist der     Differenzdruckregier    12 ausser  Funktion. Bei Überschreiten der festgelegten Wärme  spitze wirkt der     Differenzdruckregler    12 über den     Stift     30b, den Winkelhebel 26b und die Spindel 31 auf das  Gestänge 27, das seinerseits den Drosselkegel 28  schliesst.

   Hieraus ergibt sich, dass unabhängig von der       Wärmebedarfsspitze    die     vorberechnete    und zugelassene  maximale Menge nicht     überschritten    wird. In diesem  Falle ist die Mengenbegrenzung     vorrangig,    unabhängig  von der Druckregelung und von der Temperaturrege  lung.  



  Die Erfindung beschränkt sich nicht auf dieses  Ausführungsbeispiel, da auch noch andere Ausfüh  rungsmöglichkeiten vorgesehen sein können. So kön  nen beispielsweise     zwei    oder auch noch mehrere Kom  binationsstücke miteinander verbunden werden,  wodurch infolge der mit den Kombinationsstücken     ge-          kuppelten    Regelglieder die     Anzahl    der Regelvorgänge  erhöht werden kann. So ist mit Hilfe des Kombina  tionsstückes in Verbindung mit einem sorgfältig durch  gearbeiteten Baukastensystem eine nachträgliche Ände  rung, Erweiterung oder     Ergänzung    der Regelanlage  möglich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von physi kalischen Grössen, wie Druck, Temperatur, Menge, unter Verwendung eines als Drosselorgan ausgebilde ten Stellgliedes, das durch Gas, Dampf oder Flüssigkeit beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbindungsglied zwischen den Regelgliedern (7, 12, 18 bis 20) und dem Stellglied (22) ein Kombinations stück (23) zur Kombinierung von verschiedenen Regel vorgängen vorgesehen ist. UNTERANSPRüCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kombinationsstück (23) zur Einleitung eines Regelvorganges dem Stellglied (22) zugeordnet ist, das mit einem Gestänge (27) und einem beispielsweise als Drosselkegel ausgebildeten Drossel organ (28) versehen ist. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kombinationsstück (23) meh rere bewegbare Übertragungsglieder (26a, b; 30a, b; 31) aufweist, die z. B. als Winkelhebel, Stifte, Spin deln, Zahnräder, Zahnstangen oder Exzenter ausgebil det sind und mit dem Gestänge (27) des Stellgliedes (22) in Verbindung stehen. 3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kombinationsstück (23) mit leicht lösbaren Verbindungselementen (22, 25a-c) ver sehen ist. 4.

   Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verbindungselemente des Kom binationsstückes (23) als mechanisch lösbare Kupplun gen (24, 25a-c) ausgebildet sind. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass am Kombinationsstück (23) minde stens zwei unabhängig voneinander beaufschlagbare Regelglieder (7, 12, 18-20) angreifen, deren Kupplun gen (25, 24a-c) mit den Kupplungen (24, 25a-c) des Kombinationsstückes (23) in Verbindung stehen, wobei die Kupplungen (24, 24a-c, 25, 25a-c) des Kombina tionsstückes (23) und der Regelglieder (7, 12, 18-20)

   beispielsweise als LUberwurfmutter mit Gegengewinde, Konus mit Gegenkonus oder Bajonettverschlüsse aus gebildet sind. 6. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kombinationsstück (23) derart ausgebildet ist, dass jedes der Regelglieder (7, 12, 18-20) völlig unabhängig vom anderen auf das Stell glied (22) wirkt, wobei jeder einzelne, von den übrigen abweichende Regelvorgang entsprechend seiner Vorran- gigkeit auf das Stellglied steuerbar ist. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass mit dem als Verbindungsglied wirk samen Kombinationsstück eine Temperatur-Druckrege- lung, eine Druckhalte-Mengenbegrenzungsregelung oder eine Temperatur-Sicherheitsregelung vorgesehen ist.