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Regleranordnung zur Konstanthaltung des Solldruckes bei paralleIliegenden
Reglern Die Erfindung bezieht sich auf eine Regleranordnung zur Konstanthaltung
des Solldruckes bei parallelliegenden Reglern, deren Gasstrom in eine gemeinsame
Ausgangsleitung (Sammelleitung) geleitet wird, wobei jede Regleraustrittsleitung
an einen Mengenbegrenzungssteuerregler angeschlossen ist.
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Gasdruckregler halten bei Änderung des Durchflusses zwischen
1 und 100% den Solldruck innerhalb ihrer Regelabweichung konstant. Wird die
maximale Menge überschritten, dann fällt der Solldruck stark ab. Im Hinblick darauf,
daß die Anforderungen bezüglich der Durchgangsmenge in einer Reglerstation stark
schwanken können, sind in einer Reglerstation mehrere parallelliegende Regler angeordnet,
die entsprechend der wachsenden Menge nacheinander in Betrieb gehen.
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. Jeder Regler ist bei solchen Anlagen in der Regel auf einer
Schiene angeordnet, weshalb man schlechthin von einer Reglerschiene spricht. Es
sind demzufolge mehrere solche Reglerschienen parallel geschaltet, die insgesamt
in eine gemeinsame Ausgangsleitung speisen.
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. Bei solchen mehrschienigen Regleranlagen wird so gearbeitet,
daß der Regler der zweiten Schiene erst dann in die gemeinsame Ausgangsleitung speist,
wenn ein gewisser Druckabfall durch überziehung der Reglerleistung eintritt. Dieser
Druckabfall muß so groß gewählt werden, wie der Regelabweichung des betreffenden
Reglers entspricht. Beträgt beispielsweise die Regelabweichung ±2%, dann muß der
Druckabfall für den folgenden Regler berücksichtigt werden. Die Einstellung des
Solldruckes muß dann auf etwa 2 bis 4% unter der Einstellung des bisher arbeitenden
Reglers angesetzt werden, damit der Regler der zweiten Schiene auch wirklich in
dem Augenblick anspricht, in dem der Druckabfall die Höhe der Sollwertabweichung
oder mehr erreicht hat. Wird der Regler der zweiten Schiene so eingestellt, daß
er schon dann einspeist, wenn die Abweichung vom Solldruck weniger als 2% beträgt,
so fängt unter Umständen der zweite Regler zu früh zu arbeiten an, daß dann beide
Regler in die gemeinsame Ausgangsleitung einspeisen, obwohl der erste Regler an
sich noch in der Lage ist, die geforderte Leistung aufzubringen. Dadurch können
Pendelungen und Schwingungen eintreten. Das ist unerwünscht.
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Eine derartige Funktionsweise ist auch dann unbrauchbar, wenn Regleranlagen
zur Anwendung kommen, die mit Gaszähler ohne Mengenumwerter arbeiten; denn bei größerer
Abweichung vom Solldruck berechnet der Gaszähler die durchgeströmte Gasmenge falsch.
Bei Gaszählern mit Mengenumwertern tritt dieser Nachteil nicht auf. Aber derartige
Mengenumwerter sind sehr kostspielig, weshalb man die Anwendung von solchen Geräten
vermeiden möchte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei mehrschienigen Regleranlagen,
deren Gasstrom in eine gemeinsame Ausgangsleitung (Sammelleitung) gespeist wird,
eine Regleranordnung zu schaffen, bei der der Solldruck ständig konstant bleibt,
auch wenn jede Reglerschiene nacheinander in die gemeinsame Ausgangsleitung
einspeist, wobei die für jeden Regler vorgesehene maximale Menge durch einen für
jede Schiene vorgesehenen Mengenbegrenzungssteuerregler abgegrenzt wird.
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Die Regleranordnung nach der Erfindung, die diese Aufgabe löst, ist
gekennzeichnet durch einen einzigen, vom Hinterdruck der Sammelleitung beaufschlagten
Drucksteuerregler, dessen Steuergasstrom über den Mengenbegrenzungssteuerregler
auf die Membran (Stellmotor) des dazugehörigen Reglers einwirkt, wobei die Spannung
der Membran der Regler unterschiedlich einstellbar ist. Dabei ist die Spannung der
Membran (Stellmotor) mittels einer Kraftspeichereinrichtung einstellbar.
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Nach einer besonderen Ausführungsform ist die Kraftspeichereinrichtung
eine Feder. Nach einer anderen Ausführungsform wird die Kraftspeichereinrichtung
durch einen unter veränderbarem Druck stehenden kolben gebildet. Dabei ist der Druck
mittels eines Druckminderers veränderbar. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß
nur ein Druckminderer auf alle Kraftspeichereinrichtungen einzuwirken braucht.
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Die Anordnung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß nur sehr kleine
Solldruckabweichungen erforderlich sind, um ein Nacheinander-in-Betriebgehen
zu
erzielen. Deshalb bleibt der Solldruck innerhalb der Regelabweichung geradezu konstant.
Das Nacheinander-in-Betriebgehen wird dadurch erreicht, daß der erforderliche Stelldruck,
den der Drucksteuerregler erzeugt, von Regler zu Regler verschieden ist, indem die
Spannung der Membran (Stellmotor) unterschiedlich mittels einer Kraftspeichereinrichtung
eingestellt wird. Um aber den Stelldruck zu erhöhen, bedarf es für den Drucksteuerregler
nur einer sehr kleinen Solldruckabweichung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 die Regleranordnung nach der Erfindung schematisch, F i
g. 2 eine Ausführungsform der Kraftspeichereinrichtung, F i g. 3 eine
andere Ausführungsforin der Kraftspeichereinrichtung.
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Nach dem Ausführungsbeispiel sind drei parallelgeschaltete Regler
1, 2 und 3 vorgesehen, deren Ausgangsleitungen 4, 5 und
6 in die gemeinsame Sammelleitung 7 einspeisen. Jede Ausgangsleitung
4, 5 und 6
besitzt eine Blende 8, 9 und 10, mit deren
Hilfe die Menge gemessen wird. Die beiden Seiten der Blende sind an je einem
Mengensteuerregler 11, 12 und 13
angeschlossen.
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Für sämtliche drei und eventuell mehr Regler 1, 2 und
3 ist jedoch nur ein einziger Drucksteuerregler 14 vorgesehen. Dieser hält
den Solldruck konstant, auch wenn alle drei oder mehr Regler 1, 2 und
3 in die Sammelleitung 7 einspeisen.
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Die Wirkungsweise ist wie folgt: Der vor dem Ventil 15 des
Drucksteuerreglers 14 liegende Raum 16 wird -mit Vordruck über die Leitung
18 beaufschlagt. Fällt der Hinterdruck in der Sammelleitung 7
ab, dann
fällt auch der Druck in der Leitung 17 und im Raum 19 ab, wodurch
die Solldruckfeder 20 die Ventilplatte 21 nach unten drückt, so daß die Ventilöffnung
vergrößert wird. Dadurch gelangt der Steuergasstrom aus dem Raum 16 über
die Leitung 22 zum Mengenbegrenzungssteuerregler 11 (und auch zu den Mengenbegrenzungssteuerreglern
12, 13), der den Steuergasstrom über das Ventil 23 und die Leitung
24 zur Membran 27 des Reglers 1 ableitet. Das Ventil 28 des
Reglers 1 wird geöffnet, so daß mehr Gas in die Sammelleitung einströmen
kann und dadurch der Druckabfall wieder ausgeglichen wird.
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Der Regler 1 ist nur für eine bestimmte maximale Menge ausgelegt.
Ist diese erreicht, dann entstehen an der Blende 8 bestimmte Druckverhältnisse,
die sich auf die Membran 29 des Mengenbegrenzungssteuerreglers
11 auswirken. Dann hat das Ventil 23
mit seiner Ventilplatte 23a seine
vorgesehene Drosselstellung erreicht.
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Wird nun die angeforderte Gasmenge größer, als der Einstellung am
Steuerregler 11 entspricht, wird der Differenzdruck an der Blende
8 größer, und der Mengensteuerregler 11 schließt sein Ventil
23 a etwa5. Der Stellgasstrom wird ein wenig Zedrosselt, und dann
sinkt der Hinterdruck in der Leitung 7 gering-fügig ab, was sich in
der gleichen Weise auf den Drucksteuerregler 14 auswirkt, wie oben beschrieben wurde.
Durch das Absinken des Stellgasstromes im Mengensteuerregler 11 und das damit
verbundene Absinken des Druckes in der Leitung 7 öffnet der Drucksteuerregler
14 sein Ventil 21 etwas mehr, und damit gelangt der größer gewordene Steuergasstrom
über die Leitung 30 zum Mengenbegrenzungssteuerregler 12 und von da über
die Leitung 31 zur Meinbran 32 des parallelliegenden Reglers 2.
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Im Vergleich zum Regler 1 steht die Membran 32
des Reglers
2 durch die Kraftspeichereinrichtung 33
unter einer größeren Federspannung
als die Meinbran 27 des Reglers 1. Dadurch fängt der Regler 2 erst
dann an, in die Leitung einzuspeisen, wenn der Steuergasdruck so stark wird, daß
er die Membran 32 beeinflussen kann.
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Die Federspannung der Membran 32 wie auch die Federspannung
der übrigen Membranen ist einstellbar. Die Einstellbarkeit geschieht mit Hilfe einer
Kraftspeichereinrichtung 33, wie sie in F i g. 2 vergrößert dargestellt
ist. Die Membranen 27, 32, 40 besitzen die Merabranstange 34, auf der fest
aber längsverschiebbar der Spannkörper 35 angeordnet ist. Durch Verstellen
der Schraube 36 läßt sich die Stellung des Spannkörpers 35 und damit
auch die Spannung der Feder 37 einstellen. Die Einstellung der Federspannung
bewirkt, daß bei stärkerer Federspannung ein größerer Druck auf die Membran
32
einwirken muß, bis sich der Membranantrieb senkt und das Ventil 28 im Regler
öffnen kann.
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Wird die Feder 37 der Kraftspeichereinrichtung 33
stärker
angezogen als bei Regler 2, so muß ein noch größerer Druck auf die zum Regler
3 gehörende Membran 40 geleitet werden. Das bedeutet ein späteres öffnen
des Regelventils im Regler 3 gegenüber Regler 2. Durch die Federspannung
in der Kraftspeichereinrichtung kann deshalb das Nacheinanderin-Betriebgehen der
einzelnen Regler eingestellt werden.
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Der Spannkörper 35 besitzt ein Anzeigeorgan 38,
dessen
Ende von außen sichtbar ist und mit einer Skala 39 zusammenarbeitet.
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Dadurch kann von außen erkannt werden, ob die Membranen
32, 27 oder 40 unter einer bestimmten Spannung stehen. Gleichzeitig kann
man erkennen, welcher Regler arbeitet, denn wenn der Regler 2 in Betrieb gegangen
ist, dann hat das Anzeigeorgan 38
eine bestimmte Stellung auf der Skala. Der
Regler 3
ist mit einer gleichen Kraftspeichereinrichtung ausgerüstet. Dort
ist jedoch die Einstellung des Spannkörpers so vorgenommen, daß die Spannung der
Membran 40 noch größer ist als die der Membran 32. Dadurch ist sichergestellt,
daß der Regler 3 erst dann in die Sammelleitung 7 einspeist,
wenn der Regler 2 die maximale Durchflußmenge erreicht hat, die wie bei dem Regler
1 an der Blende gemessen wird.
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An Stelle einer Feder als Kraftspeicherung kann auch ein unter veränderbarem
Druck stehender Kolben verwendet werden. Die diesbezügliche Ausführungsform ist
in der F i g. 3 dargestellt. Der abgeschlossene Druckraum, welcher mit Gas
gefällt ist, trägt das gleiche Bezugszeichen 41. Der Kolben 42 -begrenzt diesen
Druckraum nach oben. Dieser Druckraum 41 steht-,mit einem Druckminderer 43 in Verbincliiiid,
so daß der gewünschte Anfangsdruck in diesem Raum einstellbar ist.
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Die erforderliche Zunahme des Druckes in dem Raum 41 - über
den Hubbereich des Reglers gesehen - wird dadurch zustande gebracht, daß
der Kolben 42 auf seiner Achse 44 verschoben wird. Dadurch wird der Raum 41 kleiner
und bei Hubvergrößerung der Druck entsprechend größer. Da der Kolben 42 mit einer
Anzeigevorrichtung 45 in Verbindung steht, ist die Lage des Kolbens 42 von außen
sichtbar,
wodurch auch der Spannungszustand der Membranen 27, 32, 40 erkennbar ist.
Der Kolben 42 kann grundsätzlich auch hydraulisch beaufschlagt werden.