DE2312542A1

DE2312542A1 - PNEUMATIC OR HYDRAULIC THROTTLE

Info

Publication number: DE2312542A1
Application number: DE19732312542
Authority: DE
Inventors: Jochen H Dipl Ing Gelbke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-14
Filing date: 1973-03-14
Publication date: 1974-09-19

Description

Pneumatische oder hydraulische Drossel Die in eine Leitung oder ein Leitungssystem oder ein zeitungen enthaltendes Gerät als für die gewünschten Bigenschaften unerw läßlichen und deshalb absichtlich hergestellten und eingebauten Strömungswiderstände werden in der Meß- Steuerungs- und der Regelungstechnik meist kurz 'Drosseln" genannt. Hintereinander geschaltete Drosseln ergeben zum Beispiel einen Druckteiler (analog dem durch Hintereinanderschalten von Widerständen gebildeten Spannungsteiler in der Elektrotechnik. Pneumatic or hydraulic throttle Die in a pipe or a Piping system or a device containing newspapers than for the desired properties undesirable and therefore intentionally produced and built-in flow resistances are mostly called 'throttles' for short in measurement, control and regulation technology. Chokes connected in series create a pressure divider, for example (analog the voltage divider in of electrical engineering.

Als feste Drosseln werden gewöhnlich einfach herzustellende Leitungsverengungen verwendet wie zum Beispiel oehsteine, enge Bohrungen und Kapillarrohre. Die einstellbaren Drosseln können - abgesehen von einigen Sonderformen - dem Prinzip nach stets einer der bekannten Arten von Stellgliedern ( Klappe, Hahn, Schieber oder Ventil) zugeordnet werden; sie bestehen also aus wenigstens zwei Teilen, wovon das eine gegen das andere bewegt werden kann.Line constrictions that are easy to produce are usually used as fixed throttles used such as oehsteine, narrow bores and capillary tubes. The adjustable Apart from a few special forms, chokes can always have one associated with the known types of actuators (flap, cock, slide or valve) will; So they consist of at least two parts, one against the other can be moved.

Werden im strömenden Medium (Luft, Gas oder Flüssigkeit) feste Stoffe (zum Beispiel Staub) mitgeführt, so kommt es vor allem in den Drosseln zu unerwünschten Ablagerungen und dairit zu Querschnittsverringerungen und damit zu Widerstandserhöhungen.Are solid substances in the flowing medium (air, gas or liquid) (for example dust) are carried along, undesirable effects occur mainly in the throttles Deposits and therefore lead to cross-section reductions and thus to increases in resistance.

Diese Widerstandserhöhungen führen dazu, daß sich dadurch die Strömungsw und iruckverhältnisse in dem betroffenen System oder Gerät bis zur Unbrauchbarkeit verändern können.These increases in resistance lead to the fact that the flow rate and disruptions in the affected system or device to the point of uselessness can change.

Für große Anlagen mit vielen einzelnen Meß-, Regel- und/oder Steuergeräten wird deshalb das strömende Medium meist zentral so gut aufbereitet, daß es kaum zu Ablagerungen kommen kann.For large systems with many individual measuring, regulating and / or control devices Therefore, the flowing medium is usually prepared so well centrally that it is hardly ever deposits can occur.

Dies ist Jedoch bei kleineren Anlagen und Einzelgeräten nicht gewähr;Leistet und sogar unmöglich, wenn das ströinerde Medium mit Unterdruck statt tlberdruck gefördert wird.However, this is not guaranteed for smaller systems and individual devices; and even impossible if the flowing medium has negative pressure instead of positive pressure is promoted.

Zur Beseitigung de Ablagerungen und danit Wiederherstellung der gewünschten Strömungs- und/oder Druckverhältnisse werden deshalb zur Zeit eine Anzahl Methoden angeboten. Diese machen es Jedoch erforderlich, daß die eine Drossel enthaltenden Leitungen oder Geräte einzeln aufgesucht und die Reinigungsmaßnahme (zum Beispiel Einzelfilter reinigen oder austauschen" oder "Drosselreiniger betätigen") manuell durchgeführt werden.To remove the deposits and then restore the desired Flow and / or pressure conditions are therefore currently one Number of methods offered. However, these make it necessary that a throttle containing lines or devices individually visited and the cleaning measure (For example, clean or replace individual filters "or" Operate throttle cleaner ") can be done manually.

Es wurde deshalb schon vorgeschlagen und auch ausgeführt, die Ablagerungen aus Leitungen und Geräten dadurch zu beseitigen, daß in den Zeitabschnitten, in denen nicht gemessen und/oder gesteuert und/ode geregelt werden kann oder muß, der Absolutdruck des strömenden Mediums wesentlich über den Maximalwert des Betriebedruckes hinaus erhöht wird. Dies Reinigungsmaßnahme ist auch bei kleineren Anlagen einfach und preiswert durchführbar. Ist der Betriebsdruck ein Unierdruck, so wird zur Beseitigung der Ablagerungen ueberdruck eingesetzt, es kobalt also in diesen Fällen zu einer Uiukehr der Strömungsrichtung.It has therefore already been proposed and also implemented, the deposits to be removed from lines and devices by the fact that in the time segments in which cannot or must not be measured and / or controlled and / or regulated Absolute pressure of the flowing medium significantly above the maximum value of the operating pressure addition is increased. This cleaning measure is easy even with smaller systems and inexpensive to implement. If the operating pressure is a unier pressure, it will be eliminated of the deposits used overpressure, so in these cases it becomes a cobalt Reversing the direction of flow.

Leider wird die Wirkung der Druckerhöhung durch die engen Querschnitte der Drosseln so stark abgesehvächt, daß die Ablagerungen oft nicht mit genügender Sicherkeit beseitigt werden.Unfortunately, the effect of the pressure increase is due to the narrow cross-sections of the throttles so strongly that the deposits are often not sufficient Security will be eliminated.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Methode der Beseitigung von Ablagerungen durch Druckerköhung dahingehend zu verbessern, daß die Druckerhöhung voll ur Wirkung komiiien kann.The invention has set itself the task of eliminating the method of deposits by increasing the pressure to the effect that the pressure increase can be fully effective.

Diese Verbesserung ist erreicht, wenn mehrere oder alle in der betroffenen Strömung vorhandenen Drosseln - wenigsten3 jedoch eine - die Eigenschaft haben, bis zum Maximalwert des Betriebsdruckes ihren erforderlichen geringen Querschnitt enzunehmen, während des Auftretens von Druckerhöhungen hingegen selbsttätig einen größeren Querschnitt freizugeben.This improvement is achieved when several or all in the affected area Flow restrictors - at least 3 but one - have the property their required small cross-section up to the maximum value of the operating pressure when the pressure increases, on the other hand one automatically to release larger cross-section.

Drosseln mit dieser Eigenschaft lassen sich gemäß der Erfindung grundsätzlich aus allen den Arten von Drosseln entwickeln, die aus wenigstens zwei Teilen bestehen, wovon wenigstens eines beweglich ist Es wird nämlich vorgeschlagem, Aas bewegliche Teil mit einem der an sich bekannten Konstriktionselemente zu verbinden (oder es selbst als solches ZU gestalten), die eine Druckänderung in einen Weg ulr.for:.en Die Verbindung erfolgt erfindungsgemß derart, daß das bewegliche Teil der Drossel nach d Unterschreiten des sxinalwertes des Betriebsdruckes in Richtung des engsten Querschnittes solange bewegt wird, bis dieser erreicht ist, daß hingegen bei Absolutdrücken, die über dem Maximalwert des Betrietsdruckes liegen, das bewegliche Teil bis zum Erreichen des größten Querschnittes bewegt wird, Darüberhinaus ist es gemäß der Erfindung möglich, die Bewegung möglichkeit des beweglichen Teiles der Drossel durch feste oder einstellbare Anschläge so zu begrenzen, daß die Drossel im Betriebsdruckbereich stets den gleichen vorgesehenen Querschnitt aufweist. Natürlich kann eriorderlichenfalls auch die bei Überschreitung des Maximalwertes des Betriebsdruckes eintretende Bewegung durch Anschläge begrenzt werden.Chokes with this property can in principle be used according to the invention develop from all kinds of chokes, which consist of at least two parts, at least one of which is mobile. It is proposed that carrion is mobile To connect part with one of the constriction elements known per se (or it to design as such), the one Pressure change in one Weg ulr.for: .en According to the invention, the connection is carried out in such a way that the movable Part of the throttle after falling below the sxinal value of the operating pressure in the direction the narrowest cross-section is moved until this is reached that, however in the case of absolute pressures that are above the maximum value of the operating pressure, the movable one Part is moved until the largest cross-section is reached, beyond that it possible according to the invention, the movement possibility of the movable part limit the throttle by fixed or adjustable stops so that the throttle always has the same intended cross-section in the operating pressure range. Naturally If necessary, this can also be done when the maximum value of the operating pressure is exceeded occurring movement can be limited by stops.

Konstruktionselemente, die eine Druckänderung in einen Weg umformen, sind zum Beispiel ein mit Kraft oder Gegendruck belasteter Kolben in einem Zylinder oder eine ebenso belastete Membrane oder eines der bekannten federelastischen Druckmeßelew mente, Aus der sehr großen Anzahl erfindungsgemäß möglicher Kombinationen der Verbindung dieser an sich bekannten Konstruktionselemente mit den an sich bekannten Arten und Einzelausführungen von Drosseln sollen in dieser Beschreibung nur zwei als Beispiel dargestellt werden.Construction elements that transform a change in pressure into a path, are for example a piston in a cylinder that is loaded with force or counter pressure or an equally loaded membrane or one of the known resilient pressure gauges elements, from the very large number of combinations of compounds possible according to the invention these construction elements known per se with the types known per se and In this description, only two individual designs of chokes are intended as an example being represented.

Die in den Figuren 1 und 2 skizzierte Drossel ist für Betriebsdrücke vorgesehen, die unter dem Atmosphärendruck liegen. Sie ist wie folgt aufgebaut. Eine biege schlaffe kreisförmige Membran 1 ist in bekannter Weise zwischen den zylindrischen Teilen 2 und 3 fest eingespannt. Das mittlere Stück dieser Membran 1 ist in ebenfalls bekannter Weise zwischen zwei ebenfalls kreisförmige Membranteller 4 und 5 fest eingespannt, In den das Teil 3 abschließenden Boden 6 ist ein Rohr 7 eingefügt, Liegt der Membranteller 5 auf den (vorzugsweise drei) Anschlägen 9 auf, so ist der Spalt zwischen der Kante 8 des Rohres 7 und dem Meia'b1ant&1l 5 der engste Querschnitt der Drossel, Die Größe dieses Spaltes kann natürlich einstellbar ausgeführt werden, indem zum Beispiel das Rohr 7 in dem Boden 6 nicht starr sondern beweglich befestigt ist.The throttle sketched in FIGS. 1 and 2 is for operating pressures provided, which are below atmospheric pressure. It is structured as follows. A flexible slack circular membrane 1 is in a known manner between the cylindrical Parts 2 and 3 firmly clamped. The middle piece of this membrane 1 is also in known way between two likewise circular diaphragm plates 4 and 5 firmly clamped, a tube 7 is inserted into the bottom 6, which closes the part 3, If the diaphragm plate 5 rests on the (preferably three) stops 9, the Gap between the edge 8 of the pipe 7 and the Meia'b1ant & 1l 5 the narrowest cross-section of the throttle, the size of this gap can of course be adjusted be carried out by, for example, the pipe 7 in the floor 6 not rigid but is movably attached.

Wird diese Drossel wie in Figur 1 skizziert mit dem Unterdruck V beaufschlagt, so preßt der Atmosphärendruck A die Membran 1 mit ihrem Membranteller 5 gegen die Anschläge 9 , und der erforderliche enge Querschnitt ist erreicht, Wird die Drossel hingegen wie in Figur 2 skizziert mit dem Überdruck D beaufschlagt, so entfernt dieser die Membran 1 gegen den Atmosphärendruck wirkend von den Anschlägen 9 und ein großer Querschnitt wird freigegeben. Auch diese zuletzt beschriebene Bewegung kann nötigenfalls durch feste oder einstellbare An schläge begrenzt werden, Bei der in den Figuren 3 und 4 skizzierten Drossel ist der Betriebsdruck B ein Überdruck; als Gegendruck dient wieder der Atmosphärendruck h. Die Kennlinie der symbolisch angedeuteten Federkraft 12 ist so ausgelegt, daß sie zusammen mit dem Atmosphärendruck A den im Zylinder 10 beweglichen Kolben 11 bei Unterschreitung des Maximalwertes des Betriebsdruckes B gegen den Anschlag 15 preßt. Der engste Querschnitt dieser Drossel wird durch die Kante 14 des Kolbens 11 und die Bohrung 15 gebildet. Wird die Drossel wie in Figur 4 skizziert mit einem Druck E beaufschlagt, der über dem Maximalwert des Betriebsdruckes B liegt, so wird der Kolben 11 vom Anschlag 13 abge hoben und ein großer Querschnitt freigegeben, Beide Querschnitte von erfindungsgemäß gestalteten Drosseln - sowohl der größte als auch der kleinste - stellen sich also selbsttätig ohne Zusatzaufwand wie zum Beispiel Umschaltimpulsleitungen oder Gestänge oder manuell zu betätigende Einrichtungen allein aufgrund des Druckes und Gegendruckes auf vorher konstruktiv festgelegte gewünschte Werte ein, wobei beide Werte ohne weiteres unabhängig voneinander einstellbar gemacht werden können.If this throttle is acted upon with the negative pressure V as sketched in FIG. so the atmospheric pressure A presses the membrane 1 with its membrane plate 5 against the Stops 9, and the required narrow cross-section is reached, the throttle on the other hand, as outlined in FIG. 2, applied with the overpressure D, so removed this the membrane 1 acting against atmospheric pressure from the stops 9 and a large cross-section is released. Also this last described movement can be limited by fixed or adjustable stops if necessary, at the throttle sketched in Figures 3 and 4, the operating pressure B is an overpressure; the atmospheric pressure h is again used as the counter pressure. The characteristic of the symbolic indicated spring force 12 is designed so that it works together with the atmospheric pressure A the piston 11 movable in the cylinder 10 when the value falls below the maximum value of the operating pressure B presses against the stop 15. The narrowest cross-section of this The throttle is formed by the edge 14 of the piston 11 and the bore 15. Will the throttle, as outlined in FIG. 4, is acted upon by a pressure E which is above the If the maximum value of the operating pressure B lies, the piston 11 is moved away from the stop 13 lifted and released a large cross-section, both cross-sections of the invention designed chokes - both the largest and the smallest - are presented automatically without additional effort such as switching impulse lines or rods or manually operated devices solely on the basis of the pressure and counter pressure to the desired values that have been determined by the design beforehand, both values without further can be made independently adjustable.

Dadurch kann eine erfindungsgemäß gestaltete Drossel statt zur Erleichterung der Beseitigung von Ablagerungen auch eingesetzt werden, um mit dem ohne Zusatzaufwand umßenaltbaren trörungswiderstand meß-, steuerungs- oder regelungstechnische Vereinfachungen zu erzielen.This allows a throttle designed according to the invention instead of for relief the removal of debris is also used be around with the measurement, control or regulation technology, which can be changed without additional effort To achieve simplifications.

Benutzt man zum Beispiel bei der Drossel der Figuren 1 und 2 als Gegendruck nicht den Atmosphärendruck A sondern den in dem Rohr 7 herrschenden Druck, so hat man eine Drossel, die ihren Strömungewiderstand mit der Strömungsrichtung ändert. In der bekannten Weise mit einer zweiten Drossel in Reihe geschaltet, erhält man einen Druckteiler mit geknickter Kennlinie4 Benutzt man diesen in bekannter Weise (zum Beispiel wie in Abb.136 auf Seite 1170 von Messen und Regeln in der chemischen Industrie", Zweite Auflage, Springer-Verlag Berlin/Göttingen/Heidel berg 1964) zur Einstellung des Verstärlnmgsfaktors eines Reglers, so erhält man auf sehr einfache Weise einen unlinearen Regler, der für den Bereich "Regelgröße ist größer als Führungsgröße" selbsttätig einen anderen Verstärkungsfaktor annimmt als für den Bereich "Regelgröße ist kleiner als Führungsgröße".Is used, for example, in the throttle of Figures 1 and 2 as a counter pressure not the atmospheric pressure A but the pressure prevailing in the pipe 7, so a throttle that changes its flow resistance with the flow direction. Connected in series with a second choke in the known manner, one obtains a pressure divider with a kinked characteristic curve4 This is used in a known manner (For example as in Fig. 136 on page 1170 of Measure and Control in Chemical Industry ", second edition, Springer-Verlag Berlin / Göttingen / Heidelberg 1964) for Setting the gain factor of a controller is very simple Way a non-linear controller, which for the area "controlled variable is greater than reference variable" automatically assumes a different gain factor than for the "controlled variable" area is smaller than the reference variable ".

Claims

Expectations

S Pneumatic or hydraulic throttle consisting of several parts, at least one of which is arranged to be movable with respect to another and with this forms the variable part of the flow resistance of the throttle and in which the moving part either with one of the mechanical ones known per se Pressure measuring elements (which convert the change in pressure directly into a path ) is connected or in which the movable part is designed so that it is additionally has the property of such a mechanical pressure measuring element, thereby kerìnseichnet, that the switching of the movable part from the position of the least to the position of the greatest flow resistance of the throttle and back exclusively through the Change in the pressure conditions prevailing at the throttle is effected and that at least in the position of the lowest flow resistance its value Fixed stops for the moving part is guaranteed.

2, throttle according to claim 1, characterized in that the largest Value of the flow resistance of the throttle through fixed stops for the movable one Part is guaranteed.

3. Throttle according to claims 1 and 2, characterized in that the fixed stops and thus the flow resistances are made adjustable.

4, throttle according to claims 1 and 2, characterized in that the part which, together with the moving part, accounts for the variable part of the flow resistance forms, is executed adjustable in its position to the fixed stops.