DE2014307A1

DE2014307A1 - Pneumatischer Zweipunktregler

Info

Publication number: DE2014307A1
Application number: DE19702014307
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing 7000 Stutt gart G05d 13 00 Bader
Original assignee: JC Eckardt AG
Current assignee: JC Eckardt AG
Priority date: 1970-03-25
Filing date: 1970-03-25
Publication date: 1971-10-14
Also published as: DE2014307B2; DE2014307C3; FR2083577A1; US3752193A; GB1346509A; FR2083577B1

Description

J.C. E ck a r d t *0 ■ 18. März 1970

7000 Stuttgart - 50 PAT.BA/vJa

Postfach 50 03 47 A-Nr. 356

2:0 H 307

Pneumatischer Zweipunktregler

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Zweipunktregler, dessen Schaltpunkte pneumatisch einstellbar sind.

Unter Zweipunktregler versteht man Regeleinrichtungen, die beim Überschreiten und Unterschreiten einer Regelgröße in der Lage sind, Schaltvorgänge auszulöen* die z.B. ein Ventil öffnen und schließen. Bekannte Einrichtungen dieser Art gehen z.B. von einem Meßwerk (Manometer, Bourdonfeder) aus, das von der Regelgröße beaufschlagt wird und einen dieser proportionalen Ausschlag (Weg) erzeugt. Dieser Weg wird auf eine Steuer fahne übertragen. Von der Steuerfahne werden pneumatische oder mechanisch zwei Abtasteinrichtungen betätigt. So unterbricht beispielsweise bei einer bekannten Ausführung die Steuerfahne den Luft-Strahl zwischen einer Strahl- und einer Fangdüse einer Abtasteinrichtung, deren Stellung einstellbar ist. Diese bekannten Zweipunktregeleinrichtungen sind aufwendig und erfordern einen erheblichen Raumbedarf,

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_ 2 —

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen pneumatischen Zweipunktregler zu schaffen, der einfach herzustellen und zu bedienen ist und mit wenig Bauteilen eine raumsparende Ausführung erlaubt.

Die Erfindung besteht darin, daß ein Differenzdruckverstärker vorgesehen ist, der zwei von elastischen Wänden begrenzte Eingangsdruckräume aufweist, von denen einer von der zu regelnden Größe beaufschlagt ist, während der zweite von einer Druckgröße beaufschlagt ist, die einem Schaltpunkt-Druckteiler entnommen ist, der vom Ausgangsdruck des Differenzverstärkers und von einem Hilfsdruck gespeist wird. Durch diese Ausgestaltung entfallen die bei bekannten Einrichtungen nötigen mechanischen Teile, wie Tastköpfe, Steuerfahnen, drehbare Taster o.dgl.. Der Raumbedarf ist daher sehr klein. Auch die Störanfälligkeit ist gering.

W In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, den Hilfsdruck p„ ebenfalls einem Druckteiler zu entnehmen, der wie der Verstärker vom Zuluftdruck gespeist wird. Damit wird ein Druckgeber eingespart.

Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung von einem Differenzdruckverstärker auszugehen, der zwei Ausgangsdrücke A⁺ und A" erzeugt, die sich gleichzeitig aber gegensinnig in Ab-

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20U307

hängigkeit von der Differenz der beiden Eingangsdrücke ändern. Der Druckteiler, der zur Einstellung der Schaltpunkte ρ_βΛ (oberer)

"■»■ · - SO

¹¹¹¹⁽¹ Pen (unterer ,Schaltpunkt) dient, wird abwechselnd von A⁺

SU · ■

und A~ gespeist.

Das Verhältnis der Drosselwiderstände bestimmt die Größe der Schaltdrücke p__ und p_e„. Sie liegen bei dieser Ausführung

SO SU '

symmetrisch zu A⁺/2 - A~/2 = p_/2.

Um diese Symmetrie der Schaltpunkte zu den Ausgangsdrücken zu beseitigen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, einen weiteren Druckteiler vorzusehen, der von einem der Ausgangsdrücke A⁺ oder A~* gespeist wird.

bei
Der Schaltpunkt-Druckteiler wird dieser Ausführung von einem der beiden Ausgangsdrücke unmittelbar und über diesen Druckteiler mittelbar gespeist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Schaltung eines erfindungsgemäßen Zweipunktreglers, dessen Schaltpunkt-Druckteiler vom Ausgang des Differenzdruckverstärkers und einem einstellbaren Hilfsdruck p_H gespeist wird,

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Fig. 2 eine Ausführung, deren Schaltdrücke mit ein- oder zwei Druckteilern gebildet werden, die von den Ausgangsdrücken A und A~ des Verstärkers gespeist werden und

Fig. 3 eine besonders günstige Ausführungsform eines Differenzdruckverstärkers, der erfindungsgemäß geschaltet ist.

Fig. 1 zeigt einen Differenzdruckverstärker 1, dessen Ausgangsdrücke A⁺ und A" proportional sind der Differenz der Drucksignale χ (Regelgröße) und p_ß. Mit A⁺ ist das Ausgangssignal bezeichnet, das mit steigendem Eingangsdruck χ ebenfalls steigt. Demzufolge steigt A~ mit zunehmendem p_ (Schaltdruck) und fällt mit steigendem Druck x. Der Differenzdruckverstärker wird von dem Verstärkungsdruck ρ gespeist.

Zwischen den Widerständen 2 und 3 des Schaltpunkt-Druckteilers stellt sich der Schaltpunkt p_e ein, der dem zweiten Eingangsdruckraum des Differenzverstärkers 1 zugeleitet wird. Der Widerstand 3 des Druckteilers ist vom A~-Ausgang, der einstellbare Widerstand 2 von einem einstellbaren Hilfsdruck

p_u beaufschlagt. Der Wert des Schaltpunktes p„ wird bestimmt η S

von Verhältnis der Drosselwiderstände 2 und 3 und von den Werten der Druckgrößen A~ und p_H, die den Druckteiler speisen. Erreicht beispielsweise χ den Wert von p__, dann hat A~

SO

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den Maximal-Wert eingenommen, wobei A~ max = ρ ist. Für

^pso ■ TTA ^A" ^{max +} TTV ^pH

wobei λ das Verhältnis der Drosselwiderstände des Druckteilers ist.

Hat χ den Wert χ erreicht, bzw. überschritten* dann wird der Verstärker durchgesteuert und A"" fällt auf Atmosphärendruck p_o ab. Dann stellt sich zwischen dem Druckteiler, der

nunmehr von p„ gespeist wird, der Druck p„,, ein nach der Beil SU

Ziehung

^PH

In beiden Beziehungen ist λ und p„ voneinander unabhängig einstellbar, so daß auch ρ__Λ und p_„ voneinander unabhängig

SO SU

einstellbar sind.

An die Stelle des Druckminderers 4, der zur Einstellung des Hilfsdruckes p_H erforderlich ist, kann, - wie gestrichelt dargestellt - auch ein weiterer Druckteiler treten mit den Widerständen 5 und 6, der wie der Verstärker 1 vom Zuluft- ' druck P₂ gespeist wird. Der Hilfsdruck pH ist dann durch das Verhältnis der Drbsselwiderstände 5 und 6 bestimmt, von

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denen mindestens einer (5) einstellbar ist. Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist es nicht erforderlich, daß der Differenzdruckverstärker die zwei Ausgangsdrücke A~ und A⁺ erzeugt, da nur ein Ausgangsdruck verwertet wird.

Fig. 2 geht dagegen aus von einem Differenzdruckverstärker 1, der notwendigerweise zwei Ausgangsdrücke A⁺ und A~ erzeugt. Der Schaltpunkt-Druckteiler, bestehend aus den Widerständen 2 und 3 ist zwischen den beiden Ausgangsdrücken A" und A⁺ angeordnet.

Für χ < p_Drt ist A" = p„ = A~ max und A⁺ = p. = O

SO i-. O

so daß

gilt.

^pso ~ 1 + >\ ^pz

Hat χ den Wert χ_αΛ erreicht, wird der Verstärker durchgesteuert

SO

und A~ nimmt den Wert A" min = ρ_Λ = O während A⁺ auf p_ an-

O Za

steigt. Der Schaltdruck nimmt den Wert

^psu 1 + 7\ ^pz

an, wobei ^< 1 ist. Bei dieser Ausführung 3tellt sich p_„

und ρ__Λ symmetrisch zu p„/2 ein, d.h. ρ und ρ sind nicht

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voneinander unabhängig einstellbar, da p_ = const, ist. Dieser Nachteil ist zu vermeiden, wenn wiederum ein weiterer Druckteiler mit den Widerständen 7 und 8 vorgesehen wird, der vom A - Ausgang gespeist wird und gegen Atmosphärendruck p. entlüftet. Zwischen den Widerständen 7 und ist nun mit Hilfe des einstellbaren Widerstandes 8 der Druck A einstellbar, so daß der Schaltdruck ρ nunmehr durch

^psu = c P₂
bestimmt ist.

Gemäß Fig. 3 ist eine einfache Ausführung eines Differenzdruckverstärkers 1 vorgesehen, wie er beispielsweise in der Patentanmeldung P 19 55 083.5-13 bereits vorgeschlagen wurde. Dieser Verstärker besitzt zwei Kugeln 9 mit gleichem Durchmesser, die in einer Gehäusebohrung 10 verschiebbar angeordnet sind, und mindestens zwei Kanäle 11, die in diese Gehäusebohrung einmünden, wobei der Abstand der Kanäle 11 von Mitte zu Mitte gemessen dem Durchmesser der Kugeln entspricht. Der Abstand des Zufuhrkanales (p_) von einen der Kanäle 11 entspricht - von Mitte zu Mitte gemessen - etwa dem halben Durchmesser der Kugeln 9.

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Claims

20U307 Patent- und Schutzansprüche

1.j Pneumatischer Zweipunktregler, gekennzeichnet durch einen Differenzdruckverstärker, der zwei von elastischen Wänden begrenzte Eingangsdruckräume aufweist, von denen einer von der zu regelnden Größe χ beaufschlagt ist, während der zweite von einer Druckgröße beaufschlagt ist, die einem von einem Ausgangsdruck (A⁺, A~) des Differenzverstärkers (1) und von einem einstellbaren Hilfsdruck (Pu) gespeisten Druckteiler (2, 3) zur Einstellung des Schaltpunktes entnommen ist.

2. Pneumatischer Zweipunktregler, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsdruck (p_H) einem Druckteiler entnommen wird, der von der Verstärker-Druckquelle (p_) gespeist wird.

3. Pneumatischer Zweipunktregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit zwei Ausgängen (A , A^-) ausgerüsteten Differenzdruckverstärker (1) und dadurch, daß der einstellbare Hilfsdruck der zweite Ausgangsdruck des Verstärkers ist.

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4. . Pneumatischer Zweipunktregler nach den Ansprüchen

1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Druchteiler (7» 8) vorgesehen ist, der zwischen dem Ausgangsdruck (A⁺) des Differenzverstärkers und dem Druckteiler (2, 3) zur Einstellung des Schaltpunktes angeordnet ist.

5. Pneumatischer Zweipunktregler, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker aus zwei in einer Gehäusebohrung verschiebbaren Kugeln (9) gleichen Durchmessers besteht. .

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