DE1943020B2

DE1943020B2 - Feindruckgeber

Info

Publication number: DE1943020B2
Application number: DE19691943020
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing 6729 Worth Leeder Walter 7500 Karls ruhe Lochner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-09-13
Filing date: 1969-08-23
Publication date: 1973-08-30
Also published as: DE1943020A1; FR2018031A1; US3602428A; NL6913710A; DE1943020C3; LU59434A1; BE738805A; GB1272468A

Description

In der Gaschromatographie müssen Gasdurchsätze im Bereich von etwa 10 ml/Min, bis 500 ml/Min, konstant gehalten werden. Das geschieht häufig dadurch, daß der Druck vor einem als konstant zu betrachtenden Strömungswiderstand geregelt wird. Die, Schwierigkeit dieser Druckregelung ist darin zu sehen, daß die in der Gaschromatographie verwendeten Geräte nicht abblasen, d. h. kein gezieltes Leck in der Ausgangsleitung haben dürfen, weil zum Teil sehr teure (z.B. Helium) oder brennbare (Wasserstoff) Gase verwendet werden. Die vom Druckregler gesteuerten Ventile müssen daher vollkommen dicht schließen.

Für diesen Zweck werden Feindruckgeber eingesetzt, bei denen eine Feder, deren Spannung zur Vorgabe des Solldruckes einstellbar ist, einseitig an einem mit dem Gehäuse verbundenen Faltenbalg befestigt ist. Der Innenraum des Faltenbalges mündet dabei in einen Außendruckraum, und ein am beweglichen Ende des Faltenbalges befestigter Stößel betätigt eine im Außendruckraum angeordnete einseitig eingespannte federnde Prallplatte, die eine Düse aussteuert. Ein solcher Feindruckgeber ist z.B. in der britischen Patentschrift 70S 725 rjeschrieben. Um die geforderte absolute Abdichtung zwischen Prallplatte und Düse zu erreichen, ist hier an der Prallplatte eine besondere Dichtung in Form eines Ansatzes angebracht. Wenn die Düse verschlossen werden soll, legt sich die Dichtung gegen deren Mündung. Die Dichtung besteht aus einem weichen ölbeständigen Material.

Derartige Dichtungsmaterialien nutzen sich während des Betriebes ab und führen zu einer Dejustierung der Düsen-Prallplattenanordnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, der Abnutzung unterliegende Dichtungsmaterialien und

ίο die dadurch erforderlichen Nachjustierungen zu vermeiden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Prallplatte mit ihrem freien Ende ohne zusätzliche Dichtungsmittel auf die Düse einwirkt und die Mündungsfläche der Düse genau in der

ij Ebene der Anlagefläche für die Einspannstelle der Prallplatte liegt, infolge einer gemeinsamen Feinbearbeitung (Läppen) der beiden Flächen.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Feindruckgebers ist die Verwendung von Metall für Ventilsitz- und Ventilkörper ohne Einbuße an Dichtigkeit gegenüber den mit elastischen Werkstoffen arbeitenden Ventilen. Um die hohe Genauigkeit des eingestellten Druckes auch bei Temperaturänderungen zu gewährleisten, ist zusätzlich eine Temperaturkompensation vorgesehen. Die Wirkungsweise der Kompensation ist derart, daß ein Blech, auf das der Stößel wirkt, aus Bi-Metall hergestellt und derart mit der Prallplatte verbunden ist, daß sich bei Temperaturerhöhung der Abstand zwischen dem Blech und der Prallplatte verringert. Diese Abstandsverringerung hat zur Folge, daß die Düse mit steigender Temperatur weiter geöffnet wird und der Druck im Ausgangsdruckraum ansteigt. Dadurch wird die Druckverringerung infolge der nachlassenden Federkraft bei Temperaturerhöhung kompensiert.

Die Erfindung wird an Hp nd eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Figur im folgenden näher erläutert.

Der Feindruckgeber F ist in einem zylinderförmigen Gehäuse G untergebracht, das einen dornartigen Fortsatz E an seinem oberen Ende besitzt. In diesem Fortsatz £ ist eine Stellschraube 34 in ein Gewinde 33 eingeschraubt. Im Innern des Gehäuses G befinden sich anschließend an die Spitze der Stellschraube 34, die in eine Senkung N einer Deckplatte 32 eingreift, eine Feder 31 und ein Faltenbalg B. Das eine Ende der Feder 31 liegt auf der Unterseite der Deckplatte 32 und das andere Ende auf der Oberseite der oberen Abschlußplatte 30 des Faltenblages B auf.

Der Faltenbalg B ist auf der der Feder 31 gegenüberliegenden Seite über einen Metallring 29 und einen Dichtring 28 an der unteren Abschlußplatte 1 befestigt. Diese Abschlußplatte 1 schließt sich an das Ende des Gehäuses G an, und ihr teilweise ausgehöhltes Innere bildet mit dem ebenfalls teilweise ausgehöhlten Innern einer weiteren Platte 24 einen Ausgangsdruckraum 38. Mit der oberen Abschlußplatte 30 ist das obere Ende des in den Innendruckraum 39 des Faltenbalges B ragenden Stößels 2 verbunden, dessen unteres Ende durch eine öffnung 3 eines Durchführungsrohres 40 geleitet ist und in den Ausgangsdruckraum 38 ragt. Der Stößel 2 ist derart ausgebildet, daß er von der oberen Abschlußplatte 30 im Bereich zwischen zwei konischen Anschlägen 4 und 5 mitgeführt werden kann. Die Außenmaße des Stößels 2 innerhalb des Durchführungsrohres 40, das mit seinem unteren Ende in die untere Abschlußplatte 1 eingepreßt ist, sind so bemessen, daß ein

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Ringraum 6 entsteht, der eine gasleitende Verbin- Kräftegleichgewicht zwischen Feder- und Balgkraft

dung zwischen Innendruckraum 39 und Ausgangs- besteht. Diele Einregelung spielt sich im gleichen

druckraum 38 herstellt. Für eine exakte Führung des Sinne ab, wenn an der Ausgangsleitung 15 die abge-

Stößels 2 in Achsrichtung des Feder-Faltenbalgsy- nommene Gasmenge vergrößert wird. Der dadurch

stems sind zwei Federbänder 7 und 8 vorgesehen, de- 5 entstehende größere Druckabfall an der Düsj 36

ren Mitten an den konischen Anschlägen 4 und 5 und wird durch Abheben der Prallplatte 19 ausgeregelt,

deren beide Enden am freistehenden Teil des Durch- Bei Verkleinerung des Sollwertes des Drucks mit der

führungsrohres 40 bzw. an der Abschlußplatte 1 mit Stellschraube 34," d. h. bei Entspannung der Feder

Schrauben 13 und 14 befestigt sind. Die Achse des 31, oder bei Verringerung der entnommenen Gas-

StöGels 2 sowie die Achse der Feder 31 und der Stell- io menge am Ausgang 15 läuft der Regelvorgang in um-

schraube 34 liegen auf der gemeinsamen Mittelach- gekehrtem Sinne ab, d.h.. der Abstand der Prallplatte

^se Z. 19 zur Düse 36 verringert sich.

Durch die Platte 24 und das Innere der unteren Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Feindruckge-Abschlußplatte 1 führen Bohrungen 9, 10 und 11. bersF ist darin zu sehen, daß a'.s Stellglied für den wobei die Bohrung 11 mit einer Düse 36 im Aus- 15 Feindruckgeber F ein Düse-?ral!platten-System begangsdruckraum 38 abschließt, deren Achse parallel sonderer Präzision verwendet wird. Die plangeläppte zur Achse Z ist und deren Öffnung 12 vor der Platte Umrandung der Öffnung 12 der Düse 36 wird von 24 liegt. Aus dem Ausgangsdruckraum 38 führt eine der plan geläppten Oberseite er Prallplatte 19 abge-Bohning 15 durch die Platte 24 das drrch die Düse dichtet. Prallplatte 19 und StöTel 2 sind durch die 36 einströmende Gas wieder ab. Auf einer Auflage- so Federbänder 7 und 8 reibungsfrei gelagert und einfläche C-D der unteren Abschlußplatie 1 ist über deutig geführt, so daß keine Hysterese auftreten eine Schraubverbindung 16 eine Prallplatte 19 ange- kann. Überlastungen des Feindruckgebers F in beibracht. Sie erstreckt sich vom Befestigungspunkt an dea Richtungen der Z-Achse verändern den einmal der Schraube 16 über das Ende des Stößels 2, das zu mit der Stellschraube 34 eingestellten Sollwertdruck einem Dorn 17 ausgebildet ist und durch eine Öff- 25 nicht, da die konischen Anschläge 4 und 5 am Stönung 18 hindurchgreift, bis zu der Öffnung 12 der ßel2, die sich bei Überlast auf dem Durchführungs-Düse 36. Der Dorn 17 des Stößels 2 greift durch die rohr 40 abstützen, übermäßige Ausschläge des Fe-Öffnung 18 der Prallplatte 19 frei hindurch und liegt der-Faltenbalg-Systems verhindern,
an der Oberseite des Bleches 37 auf. Die Prallplatte Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen 19 ist am Rande der Ausnehmung 20 der zweiten 30 Feindruckgebers F liegt in der konstruktiven Ausfüh-Abschlußplatte 1 eingekerbt, damit sie als Feder wir- rung des Düse-Prallplatten-Stellgliedes. Die extrem ken kann. Anschließend an die Einkerbung ist das hohe Dichtigkeitsforderung zwischen Düse 36 und Blech 37, das aus Bi-Metall besteht, auf der Unter- Prallplatte 19 kann nur dann erfüllt werden, wenn seite der Prallplatte 19 mit einer Schraube 21 befe- die plangeläppten Flächen (Oberfläche der Prallstigt. Die beiden einander zugewandten Flächen der 35 platte 19, Fläche C-D des Abschlußs*ückes I und Platte 24 und des Abschlußstückes 1 sind mit einer Umrandung der Öffnung 12 der Düse 36) genau par-Dichtplatte 23 entlang der Ebene C-D abgedichtet. allel zueinander stehen. Dies wird dadurch erreicht,

Die Wirkungsweise des Feindruckgebers F ist die daß die Düse 36 erst im eingebauten Zustand, und eines Proportionalreglers. Mit der Stellschraube 34 zwar zusammen mit der Fläche C-D und der unteren wird die Spannung der Feder 31 und damit der Soll- 40 Abschlußplatte 1 geläppt wird. Die geläppte Oberwert des Druckes eingestellt. Die Federkraft wird auf fläche der Prallplatte 19 wird dann gegen die untere den Faltenbalg B übertragen. Starr verbunden mit Abschlußplatte 1 geschraubt. Dadurch wird optimale der oberen Abschlußplatte 30 des Faltenbalges D ist Parallelität ohne Justierarbeiten erreicht,
der Stößel 2, der bei der Abwärtsbewegung des Fe- Um die hohe Genauigkeit des eingestellten Drucks der-Faltenbalg-Systems (infolge der Federkraft) über 45 auch bei Temperaturänderungen zu gewährleisten, ist das Blech 37, das wiederum fest mit der Prallplatte die zusätzliche Temperaturkompensation eingebaut. 19 verbunden ist, die federbandgelagerte Prallplatte Das Blech 37, auf das der Dorn 17 des Stößels 2 19 von der öffnung 12 der Düse 36, durch die Gas wirkt, besteht aus Bi-Metall und ist derart mit der in den Ausgangsdruckraum 38 strömt, wegbewegt. Prallplatte 19 verschraubt, daß sich bei Tempera-Dadurch wird der Drosselwiderstand an der Düse 36 50 lurerhöhung der Abstand zwischen Blech 37 und verringert. Es gelangt eine größere Gasmenge über Prallplatte 19 verringert. Diese Abstandsverringeden Eingangsapschluß 9, 10 und 11 in den Ausgangs- rung hat zur Folge, daß die Düse 36 mit steigender druckraum 38, der auch mit der Ausgangsbohrung Temperatur weiter geöffnet wird und der Druck im 15 und dem Innendruckraum 39 des Faltenbalges B Ausgangsdruckraum 38 ansteigt. Dieser Druckanin Verbindung steht. Der durch die vergrößerte Gas- 55 stieg stellt die Kompensation der Druckverringemng menge erzeugte Druckanstieg im Faltenbalg B be- dar, die dadurch entsteht, daß die bei der Temperawirkt eine der Federkraft entgegengerichtete Balg- turerhöhung weicher werdende Federal einen niedkraft in Achsrichtung Z, die so lange anwächst, bis rigeren Sollwert einstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Feindruckgeber, bei dem eine Feder, deren Spannung zur Vorgabe des Solldruckes einstellbar ist, einseitig an einem mit dem Gehäuse verbundenen Faltenbalg befestigt ist und bei dem der Inr.enraum des Faltenbalges in einen Außendruckraum mündet und ein am beweglichen Ende des Faltenbalges befestigter Stößel eine im Außendruckraum angeordnete einseitig eingespannte federnde Prallplatte oetätigt, die eine Düse aussteuert, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Prallplatte (19) mit ihrem freien Ende ohne zusätzliche Dichtungsmittel auf die Düse (36, 12) einwirkt und die Mündungsfläche (12) der Düse genau in der Ebene (C-D) der Anlagefläche für die Einspannstelle der Prallplatte (Ho liegt infolge einer gemeinsamen Feinbearbeitung (Läppen) der beiden Flächen (12; C-D).

2. Feindruckgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (2) mit Anschlägen (4,5) zur Begrenzung der Bewegung der Prallplatte (19) versehen isi.

3. Feindnickgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (2) durch eine Öffnung (18) in der Prallplatte (19) nach unten hindruchgreift und sich gegen einen an der Unterseite der Prallplatte (19) einseitig befestigten Biiretallstreifen (37) abstützt, wobei der Bimetallstreifen (37) derait befestigt ist, daß sich bei Temperaturerhöhung der A jstand zwischen der Prallplatte (19) und dem Bimetallstreifen (37) verringert und sich somit der Abstand zwischen der Prallplatte (19) und der Austrittsöffnung (12) der Düse (36) vergrößert.