DE2039368C3

DE2039368C3 - Controllable fluid resistance with two chambers

Info

Publication number: DE2039368C3
Application number: DE2039368A
Authority: DE
Inventors: Norbert Roger Paris Beyrard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-08-27
Filing date: 1970-08-07
Publication date: 1980-03-06
Also published as: CA925973A; NL7012617A; LU61577A1; DE2039368B2; FR2056063A5; NL160105B; NO128135B; YU214370A; DE2039368A1; ES383040A1; NL160105C; AT302486B; SU402248A3; SE365648B; US3668595A; YU33638B; JPS4913299B1; BE754127A; GB1324861A

Description

Die Erfindung betrifft einen steuerbaren Flüssigkeitswiderstand gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a controllable fluid resistance according to the preamble of claim 1.

Bekanntlich läßt sich der Wert des Widerstandes zwischen zwei in die betreffende Flüssigkeit eingetauchten Elektroden entweder durch Änderung der Eintauchtiefe der Elektroden in die Flüssigkeit oder durch Verschiebung einer isolierenden Wand zwischen diesen Elektroden, die den Stromfluß zwischen denselben mehr oder minder unterbricht, oder durch Änderung der in dem die Elektroden aufnehmenden Flüssigkeitsbehältei enthaltende Flüssigkeitsmenge verändern. Es ist ebenfalls bereits bekannt, einen Flüssigkeitswiderstand durchAs is well known, the value of the resistance between two immersed in the liquid in question can be determined Electrodes either by changing the immersion depth of the electrodes in the liquid or by Displacement of an insulating wall between these electrodes, which increases the flow of current between them or less interrupts, or by changing the liquid container receiving the electrodes Change the amount of liquid contained. It is also already known to use fluid resistance

Einleitung von Dampf in den ihn umgebenden Raum zu ändern; auch in diesem Falle erzielt man ein teilweises Austauchen der Elektroden durch Austreiben der Flüssigkeit aus dem Elektrodenraum unter der Einwirkung des Dampfdruckes.To change the introduction of steam into the space surrounding it; in this case, too, a partial result is obtained Immersion of the electrodes by expelling the liquid from the electrode space under the influence the vapor pressure.

Ein steuerbarer Flüssigkeitswiderstand der eingangs angegebenen Gattung ist aus der FR-PS 15 66 687 bekannt Die dort übereinander angeordneten Kammern sind miteinander über Rohre verbunden. Die untere Kammer stellt einen steuerbaren Dampfgenerator dar. Der von diesem erzeugte Dampfdruck bestimmt die in die obere Kammer verdrängte Elektrolytmenge und damit den Widerstand zwischen dem Elektrodenpaar in der oberen Kammer, also den freien Durchschnittsquerschnitt des elektrischen Stromes in dieser oberen Kammer. Nachteilig ist hieran, daß die Volumina der beiden Kammern in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen müssen, während gleichzeitig das Volumen der oberen Kammer im wesentlichen durch den jeweiligen Anwendungsfall bestimmt ist, so daß die untere, steuernde Kammer häufig unnötig groß gemacht werden muß.A controllable fluid resistance of the type specified at the beginning is from FR-PS 15 66 687 known The chambers arranged one above the other are connected to one another via pipes. the The lower chamber represents a controllable steam generator. The steam pressure generated by this is determined the amount of electrolyte displaced into the upper chamber and thus the resistance between the pair of electrodes in the upper chamber, i.e. the free average cross-section of the electric current in this upper chamber. The disadvantage here is that the volumes of the two chambers in a certain Must be in relation to each other, while at the same time the volume of the upper chamber essentially is determined by the particular application, so that the lower, controlling chamber is often unnecessary must be made big.

Aus der CH-PS 1 35 332 ist ein steuerbarer Widerstand bekannt der einen in Quecksilber eintauchenden Widerstandsdraht umfaßt, dessen Eintauchtiefe durch Verdrängung des Quecksilbers mittels einer Membrane verändert wird, die auf ihrer dem Quecksilber abgewandten Seite mit dem auf diese Weise als Widerstandsänderung zu messenden Gasdruck beauf-From CH-PS 1 35 332 a controllable resistor is known of the one immersed in mercury Includes resistance wire, the immersion depth of which is achieved by displacing the mercury by means of a membrane is changed on its side facing away from the mercury with the in this way as Change in resistance applied to gas pressure to be measured

JO is beating.

Aus der DE-AS 11 98 444 ist schließlich noch ein steuerbarer Flüssigkeitswiderstand bekannt dessen Wert durch eine zwischen dessen Elektroden verschiebbar angeordnete Scheidewand einstellbar istFrom DE-AS 11 98 444 is finally one more controllable fluid resistance known whose value can be displaced between its electrodes arranged septum is adjustable

J5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Flüssigkeitswiderstand zu schaffen, bei dem das Volumen der den Dampferzeuger enthaltenden Kammer im wesentlichen unabhängig von dem Volumen der das Elektrodenpaar enthaltendenJ5 The invention is based on the object of a To create generic liquid resistance, in which the volume of the steam generator containing chamber essentially independent of the volume of the electrode pair containing

4« Kammer ist.4 «Chamber is.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben. Sie hat den Vorteil, mit einem sehr kleinen Dampferzeuger den Stromdurchgang durch eine gegebenenfalls sehr große, erste Kammer steuern zu können, wodurch man zu sehr kurzen Ansprechzeiten gelangt. Außerdem läßt diese Lösung verschiedene räumliche Zuordnungen des Dampferzeugers in bezug auf die erste Kammer zu, während bei dem bekannten Flüssigkeitswiderstand der Dampferzeuger sich stets unterhalb der ersten Kammer befinden muß.The solution to this problem is given in the characterizing part of claim 1. She has the advantage of having a very small steam generator, the passage of current through a possibly very large, first one To be able to control the chamber, which leads to very short response times. Also leaves this Solution to different spatial assignments of the steam generator in relation to the first chamber, while with the known liquid resistance, the steam generator is always below the first chamber must be located.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Flüssigkeitswiderstandes nach der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 angegeben.Advantageous embodiments and developments of the fluid resistance according to the invention are specified in claims 2 to 8.

In der Zeichnung ist ein Flüssigkeitswiderstand nach der Erfindung in zwei beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch veranschaulicht. Es zeigenIn the drawing, a liquid resistance according to the invention is selected in two examples Embodiments illustrated schematically. Show it

F i g. 1 und 2 in zwei aufeinander stehenden senkrechten Schnitten eine erste Ausführungsform, wobei Fig. 1 ein Schnitt längs Linie I-l der Fig.2 und F i g. 2 ein Schnitt längs Linie H-II der F i g. 1 ist undF i g. 1 and 2 a first embodiment in two vertical sections standing on top of one another, wherein Fig. 1 is a section along line I-l of Fig.2 and F i g. 2 shows a section along line H-II in FIG. 1 is and

F i g. 3 und 4 in gleicher Weise (Schnitte entsprechen III-lll und IV-IV) eine zweite Ausführungsform.F i g. 3 and 4 show a second embodiment in the same way (sections correspond to III-III and IV-IV).

Der in Fig. 1 dargestellte Flüssigkeitswiderstand besitzt in einer eine leitende Flüssigkeit bis zum Niveau N enthaltenden Kammer 1 zwei plattenförmige Elektroden 2 und 3, die über starre Leiter 2a und 3a undThe liquid resistance shown in Fig. 1 has two plate-shaped electrodes 2 and 3 in a conductive liquid up to the level N containing chamber 1, which via rigid conductors 2a and 3a and

Stromzuführungsanschlüsse 2b und 3b an eine Flachstab 4 aufgehängt sind. Letzterer ruht auf einem Faltenbalg 5, der mit einer über der Kammer 1 angeordneten Kammer 6 in Verbindung steht Diese besitzt eine Zuleitung 6a für eine verdampfbare Flüssigkeit (z. B. destilliertes Wasser). Die Zuleitung endet über einer Schale 7, die ständig mittels eines Widerstandes 7a geheizt wird. Die Steuergröße besteht aus Stromimpulsen, die ein Magnetventil 8 in der Zuleitung 6a steuern. Ein Sicherheitsventil 9 verhindert ein übermäßiges ι ο Ansteigen des Druckes in der einen Dampferzeuger bildenden Kammer 6. Das in dieser Kammer 6 kondensierende Wasser kann über ein Kapillarrohr 10 nach außen abfließen. Die Kondensation des Dampfes wird durch Kühlrippen 11 an der Außenwand der Kammer 6 gefördertPower supply connections 2b and 3b are suspended from a flat bar 4. The latter rests on a bellows 5, which is connected to a chamber 6 arranged above the chamber 1. The latter has a feed line 6a for a vaporizable liquid (e.g. distilled water). The supply line ends via a shell 7, which is constantly heated by means of a resistor 7a. The control variable consists of current pulses that control a solenoid valve 8 in the supply line 6a. A safety valve 9 prevents an excessive increase in the pressure in the chamber 6 which forms a steam generator. The water condensing in this chamber 6 can flow to the outside via a capillary tube 10. The condensation of the steam is promoted by cooling fins 11 on the outer wall of the chamber 6

Jeder Stromimpuls läßt eine kleine Menge destillierten Wassers in die Schale 7 gelangen. Das Wasser verdampft dort. Der entstehende Dampfdruck führt zu einer Dehnung des Faltenbalges 5, wodurch das Elektrodenpaar 2, 3 aus dem Elektrolyten in der Kammer 1 weiter herausgehoben wird. Im Ergebnis erhöht sich also der Wert des Flüssigkeitswiderstandes. Nach Kondensation sinkt das Elektrodenpaar 2, 3 wieder ab und der Wert des Flüssigkeitswiderstandes wird wieder kleiner. Das Eintreffen eines Stromimpulses bewirkt somit eine rasche Änderung des Stromes durch den Elektrolyten, gefolgt von einer langsamen Rückkehr zu dem Ausgangszustand. Diese Rückkehr kann dadurch beschleunigt werden, daß die Kondensation des Dampfes in der Kammer 6 durch entsprechende Kühlmittel gefördert wird.Each current pulse allows a small amount of distilled water to enter the bowl 7. The water evaporates there. The resulting vapor pressure leads to an expansion of the bellows 5, whereby the pair of electrodes 2, 3 from the electrolyte in the Chamber 1 is further lifted out. As a result, the value of the fluid resistance increases. After condensation, the pair of electrodes 2, 3 drops again and the value of the liquid resistance drops gets smaller again. The arrival of a current pulse thus causes a rapid change in the current through the electrolyte, followed by a slow return to baseline. This return can be accelerated by the fact that the condensation of the vapor in the chamber 6 by appropriate Coolant is promoted.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig.3 und 4 enthält die Kammer 1, die durch einen mit einem Füllstopfen 13 mit Abzug ausgestatteten Deckel 12 s> verschlossen ist, das Elektrodenpaar 2, 3, das an dem Deckel 12 über starre, vorzugsweise isolierte Leiter 2a und 3a hängend befestigt ist In der Kammer 1 ist weiterhin die den Dampferzeuger bildende Kammer 6 und eine aus zwei Faltenbälgen Sa und 56 bestehende -in Hebevorrichtung. Der Abstand zwischen den Elektroden 2 und 3 kann sehr gering sein und beispielsweise weniger als 1 cm betragen. Die Faltenbälge 5a und 5b tragen über Stangen 14 eine senkrecht zur Stromrichtung im Elektrolyten verschiebbare, isolierende Schei- 4s dewand 15. Die mit der gleichen Flüssigkeit wie die Kammer 1 gefüllte Kammer 6 wird entweder über einen eingetauchteil Widerstand oder vorzugsweise durch den zwischen einem weiteren Elektrodenpaar 16, 17 fließenden Strom geheizt Das Elektrodenpaar ist über isolierte Leiter 18 und 19 mit auf dem Deckel 12 angeordneten Klemmen 18a und 19a verbunden. Die Kammer 6 besitzt eine obe^re Öffnung 20 und eine untere Öffnung 21, deren Querschnitte über Ventile steuerbar sind, die von außen mittels Handrädern 22 und 23 einstellbar sind, die sich auf der Oberseite des Deckels 12 befinden.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the chamber 1, which is closed by a cover 12 s> equipped with a filling plug 13 with a trigger, contains the pair of electrodes 2, 3, which are attached to the cover 12 via rigid, preferably insulated conductors 2a and 3a is attached in a hanging manner. In the chamber 1 there is also the chamber 6 which forms the steam generator and a lifting device consisting of two bellows Sa and 56. The distance between the electrodes 2 and 3 can be very small and, for example, be less than 1 cm. The bellows 5a and 5b carry via rods 14 an insulating partition 15 that can be moved perpendicular to the direction of the current in the electrolyte. The chamber 6, which is filled with the same liquid as the chamber 1, is either via an immersed resistor or, preferably, via the between another pair of electrodes 16, 17 heated current flowing. The pair of electrodes is connected via insulated conductors 18 and 19 to terminals 18a and 19a arranged on the cover 12. The chamber 6 has a obe ^r e opening 20 and a lower opening 21, whose cross sections are controlled by means of valves which are adjustable from outside by means of handwheels 22 and 23, which are located on the top of the lid 12th

Wenn der Dampfdruck in der Kammer 6 steigt dehnen sich die Faltenbälge SA und SB aus, die Scheidewand 15 hebt sich und gibt dadurch eine größere Querschnittsfläche zwischen dem Elektrodenpaar 2, 3 frei, so daß der Wert des Flüssigkeitswiderstandes abnimmt Befindet sich die Scheidewand 15 in ihrer Tiefstlage, so ergibt sich ein besonders großer Widerstandswert durch die Form der Elektroden, die Ansätze 2c und 3c aufweisen, die sich diagonal gegenüber liegen und zwischen denen sich dann die Scheidewand 15 befindet Eine entsprechende Ausbildung des Elektrodenpaares ermöglicht es also, den Wert des Flüssigkeitswiderstandes in Abhängigkeit von der Stellung der Scheidewand 15 einem beliebigen nichtlinearen Gesetz folgen zu lassen. Auch das Elektrodenpaar 16, 17 kann — wie dargestellt — sich verschmälernde und diagonal gegenüberstehende Flächenbereiche aufweisen, so daß nach zunächst intensiver Dampferzeugung ein stationärer Zustand eintritt, d. h. die erzeugte Dampfmenge gerade durch die aus der oberen Öffnung 20 austretende Dampfmenge kompensiert wird.When the vapor pressure in the chamber 6 increases, the bellows SA and SB expand, the septum 15 rises, thereby exposing a larger cross-sectional area between the pair of electrodes 2, 3, so that the value of the liquid resistance decreases At the lowest point, a particularly high resistance value results from the shape of the electrodes, which have projections 2c and 3c, which are diagonally opposite each other and between which the partition 15 is then located Depending on the position of the partition 15 to follow any non-linear law. The pair of electrodes 16, 17 can - as shown - have narrowing and diagonally opposite surface areas, so that after initially intensive steam generation, a steady state occurs, ie the amount of steam generated is compensated for by the amount of steam emerging from the upper opening 20.

Die Einstellung der Querschnitte der öffnungen 20 und 21 durch die Ventile bestimmt die Zeit für den Druckaufbau in der Kammer 6 und die Höhe des Überdruckes in dieser. Durch geeignete Einstellung des den Querschnitt der öffnung 21 bestimmenden Ventils können Regelschwingungen vermieden werden. Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Änderungsgesetzmäßigkeiten des Widerstandswertes durch die Form des ersten und des zweiten Elektrodenpaares, durch den steuernden Strom und durch die über die Handräder 22 und 23 betätigbaren Ventile beeinflußbar sind.The setting of the cross sections of the openings 20 and 21 by the valves determines the time for the Pressure build-up in the chamber 6 and the level of the overpressure in this. By appropriately setting the the cross section of the opening 21 determining valve control oscillations can be avoided. In summary it should be noted that the regularities of the change in the resistance value are determined by the shape of the first and second pair of electrodes, through the controlling current and through the handwheels 22 and 23 actuatable valves can be influenced.

Beispielsweise wird zum Anlassen eines Asynchron-Motors ein hoher Anschlußwert des Widerstandes durch raschen Druckanstieg in dem Dampferzeuger erzielt; hieran schließt sich eine Widerstandverminderung bis zum Abschluß des Anlaßvorganges an. Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß der oder die Faltenbälge am einen Ende ihres Hubes Kontakte betätigen, die die Elektroden kurzschließen.For example, a high connection value of the resistor is required to start an asynchronous motor achieved by a rapid increase in pressure in the steam generator; this is followed by a reduction in resistance until the end of the starting process. In addition, it can be provided that the or the At one end of their stroke, the bellows actuate contacts that short-circuit the electrodes.

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Controllable fluid resistance with two chambers, of which the first chamber contains the controlled fluid resistance and the second, essentially closed chamber contains a controllable steam generator which, via the pressure of the generated steam, influences the free passage cross-section of the electric current, which influences the electrolyte in the first chamber between a pair of electrodes arranged parallel to one another in this, characterized in that the second chamber (6) has at least one movable wall (5; 5A, SB) whose stroke, which is dependent on the level of the vapor pressure, mechanically increases the free passage cross-section of the electrical current in the first chamber (1) controls

2. Liquid resistance according to claim 1, characterized in that the movable wall (5) is mechanically connected (via 4,3a, 3b) to the pair of electrodes (2,3) in the first chamber (1) and the depth of immersion of the electrodes in the electrolyte controls

3. Liquid resistance according to claim 1, characterized in that the movable wall (5A 5B) is mechanically connected (via 14) to an insulating partition (15) which is displaceable between the pair of electrodes (2,3) perpendicular to the direction of the sti in the electrolyte

4. Liquid resistance according to one of claims 1 to 3, characterized in that the movable wall is designed as a bellows (5).

5. Liquid resistance according to one of the preceding claims, characterized in that the second chamber (6) with the first via at least one provided in its wall opening (20, 21) located below the liquid level of the first chamber (1).

6. fluid resistance according to claim 5, characterized in that in the second chamber (6) an upper opening (20) and a lower opening (21) are provided, at least one of which in their flow cross-section is adjustable.

7. fluid resistance according to claim 5 or 6, characterized in that the second chamber (6) a pair of electrodes (16, 17) connectable to a power source.

8. Liquid resistance according to one of the preceding claims, characterized in that the movable wall (5) actuates at least one electrical contact at one end of its stroke.