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Beschreibung Durchflußmengenregler Die Erfindung bezieht sich auf
einen Regler, der den Mengenstrom eines Stromungsmittels auch bei Änderung des Druckgefässes
konstant hilt, und zwar der bekannten ohne Hlltsenergle arbeitenden Art, bei der
ein beweglicher Meßkorper direkt ein öglichst stellkråftfreies Drosselorgan betätigt.
Die Erfindung betrifft eine Ausbildung, die diesen Reglen befähigt, auch-mit schwebeatoffhaltigem
Stromungsmittel zu arbeiten.
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Regler der eingangs genannten Art werden vor allem in Gaawnrmegeraten
und in hydraulischen Anlagen verwendet. In beiden Fallen ist äußerste Sauberkeit
des Strömungsmittels - hier also Heizgas bzw. Hydraulikfliissigkeit-Voraussetzung
sicheren Funktionierens. Eine solche Sauberkeit laßt sich mit einigem Aufwand auch
tatsächlich in der Praxis einhalten. Bei schwebestoffhaltigem Strömungsmittel versagen
jedoch diese bekannten Regler, da wegen des funktionsmnßig sehr engen Spaltes zwischen
Gehl ; use und beweglichem Teil das letztere durch das kleinste Staubkorn blockiert
wird. Auch enthalten manche Regleraustührungen Bauteile mit größeren horizontalen
Flache, auf denen sich Staub nblagern kann. Mit einer Staubablagerung indert sich
das Gewicht des beweglichen Teiles und dadurch wieder die eingestellte Durchflußmenge
unkontrollierbar.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen billigen und funktionsfehigen
Regler für achwebestoffhaltige Stromun" ; sNittel zu schaffen. Unmittelbarer Anlaß
hierzu war die Uberlegung, daß ein solcher Regler beim Betrieb von Steigrohrwindsichtern
große Energieersparnisse bringen wurde. Bisher war es nömlich nötig, um eine', nderung
des Luftumlaufes bei wechselnder Qutbeladung tu vermeiden, im Ventilator einen übermäßig
hohen Druck zu erzeugen und den überschüssigen Druck in einem Drosselorgan su vernichten.
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Das bedeutet naturlich einen hohen Energieverlust. Beim Einsatz eines
Reglers dagegen kann der Yentilator so klein zusgelegt werden, daR er gerade noch
den Druckbedarf bei höchster Beladung deckt, wodurch der sonst erforderliche überschüssige
Druck gespart wird. Neben dieser apeziellen Aufgabe bestehen in der Verfahrenstechnik
aber noch viele Anwendungsfälle, in denen der Einsatz eines Durchflußmengenreglers
in schwebestoffhaltigen Gas-und Flüssigkeitsströmen Vorteile verspricht.
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Ziel der Erfindung ist es, durch zweckentsprechende Gestaltung und
Auslegung des Reglers mögllchst weite Spalte zwischen dem bewegten Teil und des
Gehäuse zu ersielen Zur Erreichung dieses Zieles wird die folgend beschriabene Ausbildung
für den Regler-siehe Zeichnung-vorgeschlagen : In einem innen zylindrischen Gehäuse
1 ist senkrecht beweglich ein Schwebekörper 2 gelagert. Dieser besteht im wesentlichen
aue dem'hier ale Stauplatte ausgebildeten und mit dem Gehäuse 1 den Spalt 8 bildenden
Meßkörper 3 und den Rohrechieber 4.
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Der letztere ist so angeordnet, daP er im geschlossenen Zustand gegen
eine Abschlußfläche und zwar gegen den Deckel 5 des Gel'ruses 1 anfährt, oo daX
nur ein Dichtspalt 6 von der Luft 7 durchströmt wird. Dieser Dichtepalt 6 wird dadurcls
groß gehalten, dais von vorneherein auf völligen AbschluB verzichtet wird.
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Um die Spalte 6 und 8 möglichst groß wählen zu können, ist zun'ichst
eine Analyse des Regelproblems nötig. Der Sollwert der Iuftmenge soll zwischen einem
Höchst- und einem Kleinstwert einstellbar sein. Bei jeder Luftmenve int ein kleinster
Druckabfall. der I, uft unvermeidlich und ist ein höchster Druckabfall fiir das
Verfabren notwendig. Zwischen die@en belden Druckabfällen liegt der Arbeiabereich
des Reglers.
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Der kleinste Druckabfall ist gleich dem Fl@@chengewicht der stauplatte
3.
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Er stellt sich ein, wenn der Schwebekorper ? so weit unten ist, daf
im' Spalt 9 zwlechen Oberkante des Rohrschlebers 4 und dem Gehäuse 1, 5 kein merklicher
DruckabfaJl entsteht. Die Spaltweite 8 ergibt sich dann nach den Durchflußgeaetzen
aua kleinster Luftmenge und kleinstem Druckabfall. Möglichst geringes Gewicht des
Schwebekörpers 2 ist wichtig, denn esergibt sowohl kleinen Energieverlust durch
niedrigen kleinsten Durckabfall als auch große Spaltweite 8 und damit große Staubunsmpfindlichke@t.
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Der größte Druckabfall tritt bel oberater Stellung des Schwebekörpwrs
2, alao bel geschlossenem Spalt 9, ein. Lie Spaltweite 6 ergibt sich dann nach den
Durchflußgesetzen aus kleinster Luftmenpe und höchsteo Druckabfall, veraindert um
den kleinsten Druckabfall, also aus de gewünschten Arbeitsbereich bei der kleinsten
Luftmenge.
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DerErfindungsgedankebestehtalso darin, die Sparte 6 und 8 ao grogs
su machin, wie dies aufgrund der Analyse dea Regelproblems in einer dafUr gunatigen
Ausbildung dea Reglers irgend möglich ist.
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Diese weite Ausführung der Spalte bietet folgende Vorteile : 1. Kein
Blockieren durch einselne Schwbestoffkörmer möglich.
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2. Etwa sich bildende dünne Gutansätze haben nur geringe Ungenauigkeit
der Luftmenge zur Folge.
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3. Billige Fertigung; praktisch ist eogar handwerkliche Einzelfertigung
aus Blech möglich.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin,
den Schwebekörper 2 rotieren su lassen. Das bringt folgende Vorteile : 1. Auf der
Stauplatte 3 sich ablagernder Staub wird abgeschleudert.
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In I Innern des Rohrachiebers 4 sich ablagernder Staub wird beim
Abstellen - unterstützt durch Prallungen der Signalscheibe 9 - abgeschüttelt.
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3. Die leicht beobachtbare Drehung der auffallig gestrichenen Signalscheibe
19 ist ein sicheres Zelchen dateur, daß der Regler innerhalb seines Regelbereiches
einwandfrei arbeitet.
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Beim ffberxchrelten des Sollwertes würde nawlich der Schwebekörper
2 soweit steigen. bis der Rohrachieber 4 an den Docker 5 anlauft und die Drehung
bremst, beim Unterschreiten dagegen
würde der Schwebekorper soweit
absinken, bis die Signalscheibe 19 auf die Speichen 10 sufläuft und die Drehung
bremat ; bei etwaigem Verklemmen in den Lagern wird gleichfalla die Drehung gebremst.
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4, Die Langareibung der Welle 13 in den Lagern 11 wird durch die
Drehung aufgehoben, wodurch die Verwendbarkeit billiger und wartungsfreier Lager
aus Kunststoff ohne Einbuße an Regelgenauigkeit öglich wird.
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5. Ein einfacher, durch Federkraft angepreßter Bromsklotz oder Damper
12 ergibt infolge der Drehung der Wella 13 eine der Lnngsgeschwindigkeit nahezu
proportionale Dampfungakraft, wodurch etwaige Pendelungen des Reglers, die sieh
als Longsschwingung des 5Chwebekörpere 2 auswirken, wirksam - ohne Entstehung von
Ribungsfehlern - gedäpft werden.
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Die Rotation des Schwbekörpers 2 kann entweder durch Anordnung desselben
in inem rotierenden Luftstrom, wie er z. B. nach dom Austritt aus einem Zyklon vorhanden
ist, ober durch schräge Schaufeln oder Anale irgendwo am Schwebekörper, deren Wirkung
vom bekannten Schwebekörper-Durchflußemesser her bekannte ist, bewirkt werden.
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Für die praktische Brauchbarkeit des Reglers ist es wichtig, daß sein
Sollwert in einem gewissen Bereich eingestellt werden kan » Der niedrigste Luftdurchfluß
ixt immer gekennzeichnet durch dia geschlossene 3tauplatte 3 und möglichst leichten
Schwebakorper 2. Der Luftdurcheatz kann erhöbt werden durch :
1.
Auflage von Gewlchten auf den Schwebekorper 2, 2. Austausch der Stauplatte 3 gegen
kleinere bsw. Öffnen von Durchläaaen in derselben oder durch Verdrehen sweier Segmentscheiben
gegeneinander, 3. eine verstellbare Umführungsleitung 14 um den Meßkörper 3.
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Etwaige Abweichungen des Durchfluß-Istwertes vos Sollwert bei wechselndem
Druckabfall kbnnen durch eine geringe Kegelform der theoretisch sylindrischen Innenfläche
des Gehäuses 1 kompensiert werden.
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In der Zeichnung ist ale Auaführungebeispiel der Erfindung ein Regler
zum Aufbau auf den Ausblasflansch eines Zyklona im Axialschnitt dargestellt.
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Das Gehäuae 1 mit Lufteinlaß-und Luftauslaßflanach 15, 16 hat eine
enkrechte Achae und ist innen zylindrisch auagefuhrt. Der mit den Schnellverschlüssen
20 versehene, horizontale Gehäusedeckel 5 kann zum Zwecke der Reinigung der Reglerlanentelle
und der Sollwerteinstellung leicht abgenommen werden. Er tragt oben den aus den
Teilen 10, 17 und 18 gebildeten Schutzkorb und die beiden schmierngsfreien Kunststofflager
11. Die in den letztern drehbar und lingaverachiebbar gelagerte Welle 13 trägt die
Stauplatte 3, den Rohrachieber 4 und die Signalscheibe 19. Diese Toile bilden zusammen
den Schwebekörper 2.
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Auf weitere Einzelheiten des dargestellten Reglers wurde bereits oben
bei der Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Reglers näher eingegangen.