DE1779229U - Vorrichtung zur aussteuerung eines druckes, insbesondere pneumatischer regler. - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Aussteuerung eines Druckesg insbsondere

  pneumatischer Regler.

  .. --L----~. -

  DieNeuerung betriff ! : eine Vorrichtung zur Aussteuerung

  eines Druckes, insbesondere einen pneumatischen sehen

  Form einer kraftkompenserten Hebelwaage. Sie soll beispiels-

  weise der Verhäl'bnisreg !'lung, etwa boi der Mischung von Brenn

  Stoff und Frischluft, d :. en<sn. Ausserdem ist an die Verwendung

  für andermische Aufgaben wie für die Wirkdruok-

  messung als WirMruoktraaEiitter oä. p gedachte

  Für die Verhältnisre'elun lassen sih die bekannten Verhält'

  nisschieber verwenden b : denen swei Meßwertkräfte mit Hil-

  fe einer veränderlichen Hebelübersetsung ins Gleichgewicht

  gebracht werden. Solche Ve :'hältnissenieber hben den Hut

  daß die zu ihrer Verstellung erforderlichen Kräfte von der-

  Belastung abhängig sind. Dadurch wird die Verwendung zur

  selbsttätigen Regelung von Mischungsverhältnissen oder der-

  gleichen erschwerte Veræ, lerliche Hebelübersetzungen sind

  ferner bei Meßgeräten begannt und werden dort im allgemeinen

  durch spezielle Ausbildungen von Waagebalken verwirklicht «

  So ist es beispielsweise bekannte Kräfte an eine sweiten

  Waagebalken angreifen s'j. lassen de an dem ersten befestige

  und um eine v-ar-tikale drehbar ist. Eine solche Einriah-

  tung ist mit rossen Ribunga-und Zwangskrdften behaftet

  und läßt siu-ii nicht als kraftkompensierte Waage gebraushen.

  Bei anderem Meßgeräten wird eine Äu erung des Sbersetsungs-

  erreichte daß der Drehpunkt des Waage-

  balkens verändert, wird. Das bedeutet aber daß bei einer ol

  chen Änderung die Noent sämtlicher am Waagebalken angreifen-

  der Kräfte geändert weren wrenc'es bei Regelauigaben not-

  wendig'-'sein kann einige Drehmomente am Waagebalken konstant

  zuhalten.

  , Neuerungsgemäss werdon dieas M. aRg&l durch die Verwendung ei-

  ner kraftkompensierten Hebelwaage armieden'bei dsr. die di

  Drh"*'und''ße'gondrehaiome. !. ts erzeugenden Kräfte von Kraftgeben).

  ausgeübt'werden von'd''. en. einer oder mehrere. am'Waagebalken'

  lelagei : -t daß die

  in der'Weise'beweglich ; : elagert sir. st daß die Angriff'srichtung

  de'r durch'sie e'rzeuge Kräfte un' ? da. ml'i : ihr wirksamer'Hebel--

  a. ym'verä'aderbär is' wo<uroh die i. e : n'entsprechendem Drehmomen-

  be variiert w'ardeR k5mi<' : a. Uai die Y<aag8"im'G-l ichgewioht''2U häl-

  tenp. wird durch-einen Fr. hler der WaagebalkeRausaohla gemessen

  und ein Druck ausges'teufyty der deR derErseügung dea'Gegendreh-"

  momantes dienendem Kra ?. tgebe'n zu. g'3fü-hr't wird. Die am Waagebal-

  ken wirkenden Kräfte ko Ben. dabei Zg-"ocier Druckkräfte seine Es

  ist aber (ilo drehbar"3elagerten Kraftg'eber Zi). g-

  kräfte.'.'ausüben zu lasse : . tmd. den Ar'riffspunkt der Rcraft am"Waa'-

  ge'baHcen..mi.tdem Kraf'ber durch e !-n'Zugband zu verbinden ;, weil

  da-durch aHrende Richtkräfte ?/eitg'ahend vermiede werdet.'Die

  beweglieh gelagerten Kruftgeber sollen dabei vorzugsweise um

  eine Achse drehbar sein,, die durch. den.. Angriffspunkt der Kraft ;

  am'Waagebalken weist. Unter dieser-Bediung ist die Andermig des

  Drehmomentes durch die Ynderung der Kraftangriffsrichtung ledig

  lich eine Funktion des Winkelsunter dem die Kraft am Waagebel-

  'kes. irkt. Die Kraftgebr IcHnnen dasu in x'iöhtkraftfreien Dreh-

  gelenken gelagert sein, insbesondere kenneii für diese Lagerung

  Spannbänder Verwendung finden..

  Bei der Verhältnisregelung wird es notwendig, die Kraftangriffs-

  richtung zu steuern: Dis geschieht durch zusätzliche pneuma-

  tische Stel. lgliederi die zur Vermeidung : von Zwangalträften zweck-

  mãßigerweisa an Spannbändern angreifen,"die im oder am Kraftpe-

  her befestigt sind.

  Für'die Verwendung derVorrichtung als pneumatischer Trasmitter

  ist die Steuerung der Kraftang. riffsrichtung nicht erforderlieh «

  Für diesen 11 ist ei, ne% Sohraubdpiidel voreesehen, mit der die

  Kraftangriffsrichtung beliebig aber fest eingestellt werden kann,

  Durch diese Einstellung ist das Verhältnis der Größen von Eingangs-und Ausgangsdruckbereich zueinander verstellbar.
• Die beigefügten schematischen Zeichnungen sollen das Wesen der Neuerung veranschaulichen. In Figur 1 ist eine kraftkompensierte Hebelwaage dargestellt. 1 bezeichnet den bei 2 dreh-

  bar gelagerten Waagebalken, 3 und 4 sid Kraftgeber'mit festerg

  5 ein'solcher mit veränderbarer Kraftangriffsrichtung der Kraft-

  erzeugung diesen die Bälg 6 bis 8. Der Kraftgeber 5 besteht a's

  einem Rr'. hmen 10 der um eine Achse schwenkbar istp die senkrecht

  zur Zeiohene'bene diese bei 9 durchstößt. Die drehbare Lagerung

  - des Rahmens 10 erfolgt mittels in der Abbildung nicht dargestell-

  ter Spannbänder. Auf dem Rshmen 10 stzt der Blg 8 welcher ge-

  gen den Bügel 11 drückt, wodurch dieser mittels des an ihm bei 13. befestigten Zugbandes 12 eine Zugkraft ausübt. Das Zugband ist mit seiner anderen Ende am Angriffspunkt 9 des Waagebalkens

  befestigt und überträgt auf diesen die vom Blg 8 erzeugte Kraft.

  Am Rahmen 10 ist ein Federband 14 eingespannte welches mit dem

  beweglichen Teil des Stellgliedes 15 gekuppelt ist. Das Stell-

  glied 15 erzeugt eine Stellkraft mit dem Balg 16, die durch die Leitung 17 mittels Druckluft steuerbar ist welche gegen die den Balg zusammenziehende Feder 24 arbeitet. Durch 18 ist eine Luft-, ausströmdüse bezeichnet, die durch den als Prallplatte wirkenden

  Waagebalken 1 nach Maßgabe seines'Aufschlages. gesteuert und über

  eine Drossel 19 mit Druckluft gespeist wird. Der durch diese Vor-

  richtung ausgesteuerte Druck wird zwischen Ausströmdüse 18 und

  Drossel'19 abgenommen und über die Leitung 20p den pneumatischen

  Verstärker 21 und die Leitung 22 dem Kraftgeber 5 zugeführt, der

  ein Gegendrehmoment erzeugt und dadurch das Gleichgewicht der

  Waage herstellt. Von der Leitung 22 zweigt die Leitung 23 ab ? die der Abnahme des ausgesteuerten Druckes zum Zwecke der Anzei-

  ge oder/der Betätigung von Stellgliedern dient. Wird nun der über

  die Leitung 1 ? zugeführte Druck v'erä'derty so ändert sich der

  Stellweg des Stellgliedes 15p wodurch der Rahmen 10 geschwenkt

  wird. Dadurch dreht sich im Angriffspunkt 9 die durch die Linie

  25 angedeutete Kraftangriffsrichtung und verändert den wirksamen

  2 5 aiiu u-9

  Hebelarm der durch 26 dargestellt it.'Die Waage kommt daduroh

  aus dem Gleichjewicht, un. d der Auasc41ag wird durch den aus

  Luftausstremdüss : 18 und Drossel 19 bestehenden pneumatischen

  Tastfühler gemessene der über den Verstärker 21 den dem Balg 8

  .'zugefühyten Druck und dadurch das von ihm erzeugte Drehmoment

  so'veränderte daß der Waagebalkenausachlag kompensiert wird.

  r g M7

  Dabei bleiben die beiden von den Krnftgebern, und 4 erzeugten

  Momente unverändert°

  In Figur 2 ist ein'Anwendungsbeispiel der kreftkompensierten

  Hebelwaage in einer Regelanlage vereinfacht und schematisch

  beschrieben Die Zeichen 1 bis 26 sind die gleichen wie in Fi.....

  gur't.'Der Verstärker 2' ! und-der pneumatische Tastfühsr 1819

  sind in vereinfachter,, symbolischer Form dargestellt-durch 21

  und 18. Die zugrunde liegende Regelafgabe bestehe dariny bei

  einer Ofenfeueru-ng Luft nd Heizgas so au mischen daß der-Heiz-

  wert des Gases Berücksichtigung findet. Durch die Rohrleitung

  27 wirddem.Feuerraum29Luftdurchdio Rohrleitung 28 Heizgas

  sugefühy. t. Die DurchfluBmenge der Luft wird bei 30 gemessen und

  der. Meßwert über einen rkdruoktranamitter 3" 1 dem Kraftgeber 5

  als. Drck"2 : ugeführt.. Ebenso wird die Ditrehflußmenge des

  gasea bei. 32 gemessen und mit dem WirMru transmittF 33 in

  einen Druck umgesetzte der dem Kraftgeber 3 sugeführt wird Bei

  3. 4 wird durch ein zeoketspreohendes Meßgerät der Gehalt der

  Rauchgase an Kohlenmonoxyd gemessen nd der Meßwert dem Druck-

  transmittor 35 zugeführt. Der von dem letzteren erzeugte Druck

  wird über den Regler 36'dam Stellglied 15 zugeführto Durch den

  pneumatischen Tastfühler 18 wird nach Maßgabe des Waagebalken-

  aueachlagea ein Druck ausgesteuert, der nach der Vcistäykung

  durch den Verstärker 21 den Ventilschieber 37 und damit die

  Lt. Lu..). u. j : ij [.' x<ujti. Füü''ü. tm 23 aMtAM-ua 'd-L-.-LM't. Qcc. L' 4 hab di@

  Funktion einer irgendwie geartetRy-vorsugaweisa pneumatischen

  Punktioxi einer ir-"endwie pn, eximatischen

  Rückführung durch die des 2eitverhaLten der Eegelanlage be-

  stimmt ist. Schließlich si am Wasgesalken ein susätzlicher

  Kraftgeber 38 als Sollweltgeber : r Festlegung des Nullpunktes

  vorgesehen. Dia Wirkungsweise igt folgendem es sei zunächst

  vorausgesetzte daß der Hizwert des aaea konstant ist. Nimmt

  die Gaäufuhr su so nimt der bei 32 gemessene) Wirkdruok zu

  und damit auch die vom Kraftgeber 3 erzeugte Kräfte so daß das

  Gleichgewicht an dv W 'o gestört ist. Der vom Tastfühler 18

  rm

  ausgesteuerte und dureh S'1 verstärkts Druck sinkt und als Fol-.

  ge davon öffnet der Vontilschieber 37t wodurch die Luftzufuhr

  zum Feuerrauta9Hünimmt.Dementsprechendwird'der Kraftgeber

  5 vom Wirkdrucktransmitter 3 mit einem entspreohend höheren

  . Druck versorgt und vergröfer die Kraft ? mit der er auf den

  Waagebalken wirkt aolang tis sich das Gleichgewicht neu ein-

  gespielt hat Die Regelanlaga bewirkt's. lso daß daa Verhältnis

  '. von Luftmenge'su Heisgasmenga konstant leibt.

  Ist nun der Heiswert des Gases nicht konstante sondern mit der

  Zeit veränderliche so iwt es wünschenswerte daß das Verhältnis

  'von Luft i-Heisga. a geregelt werden,. ka. ny um nicht mmötig viel

  Luft zu'erwärmen, oder um. das. Heizgaä restlos zu verbrennen. Das

  optimale Mischungsverhältnis wird duroh den Gehalt an Köhlenmon-

  oxyd'iBi Rauohgasstrom bestimmt. Steigt, der Gehalt an Kohlenmonoxyd ?

  was. einen Mangel an Verbrennungsluft gegenüber, dem Heizgas be-

  deutet, so wird dieser erhöhte Gehalt durch das Meßgerät 34 ge-

  MSsen und i&'Drucktranamittar 35 in einen, Druek. umgeformte der

  über einen Regler'36 das Stellglied 15 steuert. Dieses verändert

  in, der eingangs beschriebenem Weise die Kraftangriffarichtung des

  beweglich gelagerten Kraftgebers und dait das. durch diesen er-

  zeugt Drehmoment ? wodurch wiederum.. das Gleichgewicht der Waage

  gestört ist Durch den Eastfuhler 18 wird ein geringerer Druck

  ausgesteuert, so da... der VenMIaehiebe ? 37 öffnet und die Luft-

  zufuhr, vermehrt wird bis si. ? h durch dif Rückwirkung über den

  Wirkdrucktran.sBiitter31und den'Kraftgeber; 5 ein Heues Gleichge-

  weicht am Waagebalken und damit ein neuo Mischungsverhältnis'von

  Luft und Gas eingespielt hat, Man sieht an diesem letzten Bei-

  spiest,, daß di den übrien vom Regler : rür den Kohlenmonoxyd-

  ID 9

  Gehalt nicht beeinfluasten R-3elgrHBen zugeordneten Drehmomente

  unverändert'bleiben so z. B. das durch < ? er Kraftgeber 3 erzeugte

  Drehmoment, welches die DurofluMD. g'a res Heizgases repräsentierte

  eil der Drehpunkt der Waage und damit <ie Hebelarme dieser Dreh-

  momente sich nicht ändern. Iisbesondere bleibt das von dem Xraft-

  , gebey 4 erzeugte Drehmoment'tonstantu. uf. das bed'5'' « itet,'daß sichh

  das Seitverhalten der VerhäH ; nisregelm : nicht ändert. Anderer-

  seits kennen natürlich beid Regelvorgäge-nach der'Gasmenge und

  nach dem CO-Gehalt-gleichzeitig stattfinden.

  Die Figur 3 zeigt schematisc. die Anwendung der kraftkompensier-

  ten Hebelwaage als Transmittrfür Drucks Figur 4 für Differenz-

  druck. Die Bezeichnungen 1. bis 23 sircd dieselben wie in den

  Figuren 1 und 2. Der Verstärker 21 lrd der pneumatische Test-

  fahler 18, 19 sind auch hior wieder i vereinfachtersymbolischer

  Form dargestellt durch 21 und 18. Das Stellglied 15 ist ersetzt

  durch die Schraubspindel unit der c'as Übersetztmgsverhältnis

  an der Waage fest einstellbar lato Ir Figur 3 ist nur ein Kraft-

  geber 3'vorgesehen,. der on dem zu messenden Druck beaufschlagt

  wiroDurch.denpneumatischenTastfüblor. 18 und'den Verstärker

  21 wird ein Druck'ausgesteuert, der ndtfels des Kraftgeber 5

  "das kompensierende Drehmoment erzeugt. Durch die Leitung 23

  kann der der Kompensation dienende ausgesteuerteDruckfür Stell-

  oder Anzeigezwecke fortgeAeitet werden. Figur 4 stellt im wesent-

  lichten die gleiche Anordnung dar mit dem Unterschiede daß zwei

  f'este Kraftgeber 3 und, 4 iorgesehen-inde so daß die Differenz

  zweier Drucke in einen proportionalemDruck-umgeformt wird. Als

  Beispiel ist die Wirkdruckmossung bei der Bestimmung Qines Durch-

  flusses gewählt. Die zu messende Menge eines Arbeitsmittela

  strömt durch ein Rohr 42,) welches durch eine Meßblende 43 in sei-

  nem Querschnitt verengt int. Vor und hinter der MeßBlende wird

  der Druck entnommen und über die Leitungen. 44945 den Kraftge-

  bern und4 zugeleitet. Der über die Leitung 25 abgeleitete

  Druck tat daher-wie man unter Berücksichtigung der oben bei

  sohriebenen Wirkungsweise erkennt-ein Maß für den Durchfluß

  durch das Rohr 42. Mit der Schraubspindel 41 lassen sich bei den

  Anordnungen der Figur 5 uud 4 Eingang-und Ausgangsdruckbereich

  aufeinander abstimmen.

  Ba ist selbstverständlich für das Wecen der Neuerung unerhebliche

  ob der Konpensationskrafteber von dem durch den pneumatischen

  Tastfühler ausgesteuerten Druck direkt beaufschlagt wirdp wie

  dies i denFiguren1s5 i. nd 4 dargestellt ist oder ob die Steu-

  erdung des Kompensationskrftgebera indirelt wirkte wie beispiels-

  weise in Figur 2 wo der -. usgegbeuer'ta Druck ein Stellglied be-

  einflußt und über eine Regelstrecke s. ilf den Kompensationskraft-

  geber wirkt. Es ist ferner hinsichtlich des Wesens der

  unerheblich, ob die Kraftgeber oder die Kompensationskraftgeber

  beweglich bzw. fest angeordnet sind oder umgekehrte und es können

  statt eines beweglichen Kraft-oder Kompensationskraftgebers mit

  veränderbarer Kraftangrifsrichtung auch mehrere verwendet

  werden. Ebenso können'-auch beliebig viel feste Kraft-oder

  Kompensationskraftgeber auf den Waagebalken wirken, und alle

  am Waagebalken. Kräf-Le köm ; en sowolii, Druck- » als auoh

  Zugkräfte sein. Die Krafterzeugung BiUS nicht notwendig mit

  , pneumatischen Mitteln'erolgen son6ern konnte beispielsweise

  . auch, mit elektrodynamischen Sytemex. durchgeführ-t werden

  oder ; es ließen, sich'für die Erzeugung bestinimter Momente, wie

  etwa.. für, das ZeitverhaltN oder ftü'öen ullptctFeder-

  . kräfte. verwendet10 Auch das Stellglied zur Steuerung des Schwenk-

  'rahmens und'der'Krafta. Mgiffsrichtm'=g'braucht keine pneumatische

  . Vorrichtu, ng zu aeiR-vielmehr kann die Steuerung et'a durch ein

  elektrodynamisches System erfolgen und schliesslich läßt sich

  die Messung des Waagebalkenausschlaßa auch auf andere'Weisen als

  durch pneumatische Tastfuhler ausführen beispielsweise durch

  ein. Schwenkspulsystein, welches bei Verdrehung des Waagebalkens

  Strome. induziert, die elektrisch verstärkt und einem alektrody-'

  Hämischen Kompensationakraftgeber zugeführt werden.

  Die'beschriebene Vorrichtung kann in einer Vielzahl von Regens

  lagen Verwendung finden ? diese vereinfachen und die Übersicht-

  lichkeit erhöhen.

  Schutzansprüche :

Claims (1)

1. Schutzansprüche 1) Pneumatische Vorrichtungzur Aussteuerung eines Druckes, insbesondere pneumatischer Reglery bestehend aus einer kraftkompensierten, Hebelwaage p deren Waagebalken einen Strömiungswiderstand verändert und damit einen Druck aus- steuert und bei der am Waagebalken vorzugsweise mehrere pneumatisch wirkende , .in Drehmoment verursachende Kraft- geber sowj. e weitere Kraftgebere die direkt oder indirekt durch den vom Waagebalken ausgesteuerten Druck beaufschlagt werden, zur Erzeugung eines den Waaebalkenaussohlag kompen- sierenden Gegendrehmomentes sowie Mittel ; isur kontinuierlichen Veränderung der am Waagebalken wirksamen Hebelarme vorge- sehen sind. gekennzeichnet durch eine bewegliche Lagerung eines oder mehrerer der Kraftgeber amWaagebalken in der Artj, daß die Angriffsrichtung der durch sie erzeugten Kräf- te veränderbar isto 2) Pneumatische Vorrichtung nach Anspruch t ;, gekennzeichnet durch den Waagebalken auf Zug beanspruchende Kraftgeber., 3) Pneumatische Vorrichtung nach Anspruch 1 odr 2, gekennseich- net durch eine richtraftarme Zgbr-ndverbindung zwischen Kraftgeber und Waagebalkeno 4.) Pneumatische Vorrichtung nach eifern der Ansprüche 1 bis 3y bei der den Waagebalken auf Druck und/oder Zug beanspruchen- de beweglich gelagerte Kraftgeber vorgesehen aindy dadurch gekennzeichn. et, daß die Kraftgeber durch riohtkraftfreie Drehgelenke, vorzugsweise durch Spannbndlagerung ? um eine Achse drehbar gelagert aind, dif. durch den Angriffspunkt der durch sie erzeugen Kräfte m Waagebalken weisto 5) Pneumatische Vorrichtung nach eifern oder mehreren der An- sprüche 1 bis 4y dadurch gekennzeichnete daß die Kraftan- griffsriohtt. mg der beweglich am Waagebalken gelagerten Kraft- geber durch isusatslih vorgeseh ne pneumatische Stellglieder veränderbar isto 6) Pneumatischevorrichtung naok einem oder mehreren der An- sprüche 1 bis 49 vorzugsweise pneumatischer f. ranamitter zur Umwandlung ein<'a Druckes,, Differenzdrucke s oder der- gleichen in einen diesen Größet proportionalon Druck p da- durch'gekennzeichnete daß die raftangriffsrichtug des 3riffsri ("h-, tL"ig des Kraftgebers durch ohraubspinöln einstellbar ißt