DE1195982B

DE1195982B - Pneumatisches Relais fuer Regel- und Steuerzwecke

Info

Publication number: DE1195982B
Application number: DEST16541A
Authority: DE
Inventors: Arndt Stange
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-06-01
Filing date: 1960-06-01
Publication date: 1965-07-01

Description

Pneumatisches Relais für Regel- und Steuerzwecke Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Relais für Regel- und Steuerzwecke mit einem druckdichten Raum, aus dem eine Leitung für den Ausgangsdruck herausgeführt ist, mit einer in diesen Raum mündenden, mit Druckluft gespeisten Einlaßdüse und einer gegenüberliegenden, aus diesem Raum herausführenden Auslaßdüse, deren öffnungsquerschnitte gegensinnig von einem Ventilkörper, der von einem Meßwerk betätigt wird, gesteuert werden. Ein solches Relais ist bekannt. Er arbeitet aber stetig und ist nicht ohne weiteres verwendbar, um sprunghafte Schaltungen, also eine unstetige, zweipunktartige Arbeitsweise, die mit dem Erfindungsgegenstand ermöglicht werden soll, zu erzielen.
Es sind zwar sprunghaft schaltende, z. B. als Grenzimpulsgeber verwendete Relais bekannt, die mit mehreren Meßwerken, Hebelübersetzungen, mit Verstärkern oder mit zwei Grenzbelastungen durch Gewichte oder Federn arbeiten, bekannt; diese Geräte sind jedoch infolge des großen mechanischen Aufwandes störanfällig und in ihren Schalteigenschaften unsicher und größeren Streuungen unterworfen.
Bekannt ist auch die Endlagensteuerung mit Kippfedern und federbelasteter Hebelmechanik als übertragung auf ein Steuerventil. Das Kippspannwerk erfordert größere Kraftwirkungen in beiden Bewegungsrichtungen. Ein solches Steuerglied setzt größere Totbereiche zwischen den Grenzpunkten voraus und zwingt zu vergrößerten Meßwerken mit entsprechender Kraftabgabe. Auch muß das Meßwerk größere Hübe abgeben, damit der notwendige Weg für das Umspringen der Kippfeder geschaffen wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein sprunghaft schaltendes Relais zu schaffen, das die genannten Nachteile der bekannten Relais nicht aufweist. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß bei einem Relais der eingangs genannten Gattung der Querschnitt der Auslaßdüse wesentlich größer gemacht wird als der der Einlaßdüse und daß der Ventilkörper über eine Feder, die von dem Einfluß der an dem Ventilkörper herrschenden Druckdifferenz gespannt wird, mit dem Meßwerk verbunden wird.
Die Einrichtung nach der Erfindung wirkt unmittelbar vom Meßwerk auf das Druckmittel und schaltet sprunghaft in den Grenzstellungen. Sie ist beliebig in beiden - Funktionsrichtungen und vom kleinsten Bereich zwischen den Grenzpunkten ausgehend einstellbar.
Sie dient dem direkten Antrieb von Sicherheitsventilen, Auf-Zu-Reglern oder von Einweg- und Mehrwegeumsteuerventilen. Durch die sprunghafte Schaltung werden die unsicheren übergänge und die Streuung, wie sie bei den Grenzpunktreglem mit Strahlrohr, mechanischer oder Druckmittelübersetzung in den Grenzen auftreten, vermieden. Weil die Düsen bei den Schaltbewegungen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen werden, sind die Stellzeiten kurz. Luftverbrauch tritt nur einmal während des Schaltkreislaufes in der Größe des Hubraumes des Stellmotors auf.
Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung wird an Hand der Abbildung nachstehend erläutert. An einem dichtschließenden Kasten 1 befinden sich die Luftleitung 2 für Zuluft, die Ablaßöffnung 3 und die Leitung 4 zu den Stellgliedern. Über die Antriebsachse 5 vom Meßwerk für beispielsweise Niveau, Druck, Differenzdruck oder Temperatur betätigt die Blattfeder 6 den Ventilkörper 7 zwischen der kleinen Einlaßdüse 8 und der großen Auslaßdüse 9. Federsteife und Vorspannung sind mit Hilfe der längsverschiebbaren Stellschrauben 10 und 11 beliebig einstellbar. Wenn die Stellschrauben gestaffelt angeordnet werden, ergeben sich bei einer Einstellung von der Nullage aus unterschiedliche Federsteifen je nach der Bewegungsrichtung des Meßwerkes.
Der Wirkungsablauf des pneumatischen Relais beginnt in der normalen Ruhestellung, bei der die Auslaßdüse 9 geschlossen ist und der Innenraum des Kastens 1 überdruck besitzt. Wird die Blattfeder 6 von der Meßwerksachse 5 im Uhrzeigersinn gespannt, so öffnet sich der Auslaß 9 so lange nicht, bis die Federspannung den Differenzdruck zur Atmosphäre erreicht. Übersteigt die Federspannung den Differenzdruck,. so läßt sich der Ventilkegel? vom Sitz der Düse 9 lösen und schnellt gegen die Einlaßdüse 8, die er vermöge der verbleibenden Spannung der Feder dicht abschließt. Wird in Umkehrung die Spannung vom Meßwerk her vermindert, so wird der Punkt erreicht, in dem der Differenzdruck zwischen der Zuluftleitung 2 und dem Innenraum des Kastens 1 die Federkraft übersteigt und den Ventilkörper 7 vom Sitz der Düse 8 abhebt. Es tritt Druckluft in den Kasten 1 ein. Der sich aufbauende Druck im Kasten 1 ergibt einen Differenzdruck am Sitz der Auslaßdüse 9, welcher den Ventilkörper 7 gegen den Sitz drückt und damit die Auslaßdüse schließt. So ergibt sich aus dem Größenverhältnis der beiden Düsen und der federnden Kraftübertragung vom Meßwerk eine Relaisfunktion, deren Grenzpunkte und Schaltbereiche wahlweise einstellbar sind.
Von Vorteil ist die sichere Führung des Ventilkörpers 7. Dessen langer Zapfen auf der Seite der Auslaßdüse 9 und die in einer Achse liegenden Düsenöffnungen 8 und 9 sowie die Spitze des Ventilkegels, die nicht aus der Zuluftdüse 8 heraustritt, gestatten es, daß der Kegel 7 vollständig - auch bei beiderseits metallischen Stoffen - dicht abschließt.
Die Einstellbarkeit, zweckmäßigerweise der Auslaßdüse 9, gestattet eine Grenzpunktverschiebung und die Justierung des Ventilhubes auf ein vorher bestimmtes Maß.

Claims

Patentansprüche: 1. Pneumatisches Relais für Regel- und Steuerzwecke mit einem druckdichten Raum, aus dem eine Leitung für den Ausgangsdruck herausgeführt ist, mit einer in diesen Raum mündenden, mit Druckluft gespeisten Einlaßdüse und einer gegenüberliegenden, aus diesem Raum herausführenden Auslaßdüse, deren öffnungsquerschnitte gegensinnig von einem Ventilkörper, der von einem Meßwerk betätigt wird, gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer unstetigen, zweipunktartigen Arbeitsweise der Querschnitt der Auslaßdüse (9) wesentlich größer ist als der der Einlaßdüse (8) und daß der Ventilkörper (7) über eine Feder (6), die unter dem Einfluß der an dem Ventilkörper herrschenden Druckdifferenz gespannt wird, mit dem Meßwerk verbunden ist.
2. Pneumatisches Relais nach Anspruch 1, mit einstellbarer Blattfeder, dadurch gekennzeichnet, daß Federsteife und/oder die wirksame Vorspannung in beiden Wirkungsrichtungen beliebig und umkehrbar mit Hilfe von verschieb- und festsetzbaren Einstellschrauben (10,11) veränderbar sind.
3. Pneumatisches Relais nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (7) als Doppelkegel ausgebildet ist, der auf der Seite der Auslaßdüse (9) einen langen Führungszapfen besitzt und auf der Gegenseite mit einer schlanken Spitze ständig im Eingriff mit der Einlaßdüse (8) steht.
4. Pneumatisches Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Ventilkörpers (7) durch Verschiebung der Auslaßdüse (9) einstellbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 676 445, 383 616; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1717 039; W ün s eh, Regler für Druck und Menge, München, 1930, S. 190 bis 194.