DE2315540A1 - Verfahren zur regelung von einer anlage zustroemenden gasmengen - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH Ο —8 MÖNCHEN 22 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMAM-! steinsdorfstraee 10

Dr. rer. not. W. KÖRBER ^{W (M11)} ^⁶⁶⁸⁴ Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS 28. März 1973 PATENTANWÄLTE

SOCIETE DES AOIEHS J¹INS DE L¹ESO?

AO, Rue de Paris

BILLANGCXJHa? (Hauts de Seine) /Frankreich

Patent anme 1 dung

zur Regelung von einer Anlage zuströmenden

Gasmengen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Gasmengen, die einer Anlage zuströmen, die einer solchen Regelung bedarf, insbesondere einem gasbeheizten Ofen für Wärmebehandlungen.

Der einwandfreie Betrieb solcher gasbeheizten öfen erfordert die ununterbrochene Regelung ihrer Luftzufuhr , d. h. der Regelung nicht nur der Temperatur, sondern auch des Verhältnisses von Luft und Brenngas und schliesst auch die Regelung der den öfen zugeführten Brenngasmenge ein.

Die üblichen Mittel zur Durchführung dieser Regelung und zur Sicherstellung einer vollkommenen Verbrennung und zur Aufrechterhaltung eines konstanten Verhältnisses von Luft- und Brenngasmengen weisen Servomotore auf, die die öffnung der Ventile für die Zufuhr von Luft und

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Brenngas zuden Brennern regeln. Man erhält so eine mehr oder weniger grosse, zugeführte Gasgemischmenge, a"ber das Verhältnis der in den Ofen eintretenden Mengen von Luft und Brenngas "bleibt unverändert. Um dieses Verhältnis zwecks Herstellung der Bedingungen für eine oxidierende oder reduzierende Verbrennung zu verändern, muss die eine oder andere zugeführte Gasmenge verändert werden, was nicht ohne das Risiko erfolgen kann, dass die Heizkraft wesentlich vermindert wird.

Bei einigen bekannten Regelverfahr en wurde zur Erhöhung der Brenngas zu fuhr unabhängig von der Hauptzufuhr eine zusätzliche Zufuhr vorgesehen. Auf diese Weise wurde eine gute, unmittelbare Regelung bei Aufrechterhaltung einer passenden Heizleistung erreicht, aber die Vorrichtung und die Regelung waren kompliziert und der Zusammensetzung des Brenngemisches in den verschiedenen Zonen des Ofens fehlte die Regelmässigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelverfahren auszubilden, das die oben genannten Mangel nicht aufweist und mit dem ständig das gewünschte Brenngasgemisch und eine gute Heizleistung erhalten werden.

Das Verfahren nach der Erfindung ist anwendbar auf die Regelung jeder Mischung aus mindestens zwei zuströmenden Gasen, wenn eine ein bestes Resultat liefernde Zusammensetzung gesichert werden soll. Ausgehend von Ventilen für jedes zuströmende Gas, die durch von dem gleichen Regler gesteuerte Servomotore betätigt werden, besteht die Erfindung darin, dass die Servomotoren so angeordnet sind, dass das gleiche Kommando des gemeinsamen Reglers den einen Servomotor direkt so beeinflusst, dass er eine Erhöhung der von ihm geregelten, zuströmenden Gasmenge bewirkt und auf den andoren. Servomotor indirekt so einwirkt, dass er eine Verminderung der von ihm geregelten, zuströmenden Gasmenge verursacht, ausgehend von einer anfänglichen, maximalen Öffnung cfes zugehörigen Ventils, 1121 d ferner dadurch gekennzeichnet, dass die G-renzeii der durch den Reg-

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ler für die Servomotoren gegebenen Kommandos dadurch so eingestellt werden, dass sie gegeneinander ohne überlapp-ung nach beiden Seiten des Wertes des Kommandos des Reglers, das der anfänglichen maximalen öffnung für die zuströmende Gasmenge des indirekt beeinflussten Servomotors entspricht, verschoben werden.

Mit diesem Verfahren gelingt die totale und homogene Umstellung des Betriebes auf eine oxidierende, reduzierende oder neutrale Verbrennung.

Beim oxidierenden Betrieb erfolgt die Regelung durch die Vergrösserung der Menge der einströmenden Verbrennungsluft bis zum Maximalwert, wobei das einströmende Brenngas seinen maximalen Wert beibehält und nicht verringert wird, bis der maximale Wert der einströmenden Verbrennungsluft erreicht wird, so dass bis zu diesem Zeitpunkt die Heizung ihre volle Stärke beibehält. Beim reduzierenden Betrieb erfolgt die Regelung im umgekehrten Sinn zuerst durch die Vergrösserung der Menge des einströmenden Brenngases bis zum Maximalwert, wobei die volle Stärke der Heizung durch die Beibehaltung der Menge der einströmenden Verbrennungsluft gesichert wird und anschliessend durch die Verringerung der einströmenden Verbrennungsluft,

Dieses Regelverfahren ist besonders vorteilhaft, wenn die verschiedenen, unabhängigen Zonen eines Ofens in der gleichen Weise beliefert werden sollen, was im allgemeinen für jede

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Zone eine unabhängige Regelung erfordert und daher eine sehr verwickelte und schwer zu regelnde Ausstattung benötigt. Die Belieferung mittels des Regelverfahrens nach der Erfindung benötigt für jede dieser Zonen nur eine einfache Regelung durch die Temperatur einstellende Elektroventile, die lediglich eine Offen- und eine Geschlossen-Lage haben. Jedesmal wenn sich z. B. eines dieser Ventile sohliesst, deigen der Druck des betreffenden Gases und seine Verfügbarkeit für die anderen Zonen innerhalb der Greozen der vorliegenden

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Verbrennungsart. Die Regelung dieser Verbrennungsart ist somit für die Gesamtheit der belieferten Zonen eine totale und sie sichert mit einfachen Regelmitteln eine genaue und unregelbare Identität der Verhältnisse.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Segel verfahr ens nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung beschrieben, in der eine Vorrichtung zur Belieferung der voneinander unabhängigen Heizzonen Z. bis Z₁- eines Gasofens dargestellt ist. In diese Zonen mündet die Zuführleitung 1 für die Verbrennungsluft und die Zuführleitung 2 für das Brenngas, deren Ausströmmengen durch die von Servomotoren 5 und 6 gesteuerten Ventile 3 und 4· geregelt werden.

In die Leitungen Λ und 2 sind stromaufwärts von den Ventilen 3 und 4- Strömungsmesser 7 und 8 eingebaut, von denen jeder sein Messergebnis an ein Registriergerät 9 weitergibt. Der Strömungsmesser 7 für die Verbrennungsluft gibt seine Meldung auch an ein Einstellorgan OR für das Gemisch und der Strömungsmesser 8 für das Brenngas an einen Regler R und eiaa Auswahlorgan MAG weiter, mit dem die Ausströmmenge des Gases mit der Hand oder automatisch geregelt werden kann. Palls dies notwendig ist, gestattet dieses Auswahlorgan die Regelung abzustellen und die Servomotore 3 und 6 unmittelbar zu steuern.

Bei der automatischen Regelung steuert das Auswahlorgan den Regler R, der unmittelbar die Servomotore 5 und 6 regelt. Nach der Erfindung ist der Servomotor 5 für die Verbrennungsluft umgekehrt aufgestellt, d. h. dass im Fall einer pneumatischen Regelung die Erhöhung des Druckes der vom Regler R kommenden und die Servomotore 5 und 6 steuernden modulierten Luft die allmähliche Verringerung der Luftlieferung herbeiführt, ausgehend von einer maximalen öffnungslage, wenn dieser modulierte Druck beispielsweise zwischen 8^0 und 1400 Millibar schwankt.

Der Servomotor 6 ist direkt aufgestellt, d. h. dass eine fort-

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schreitende Erhöhung des modulierten Druckes eine fortschreitende öffnung des Gasventilß 3 bewirkt. Nach der Erfindung erfolgt diese Entwicklung in einem Gebiet des modulierten Druckes, der unterhalb der unteren Grenze der Schliessbewegung des Luftventils liegt, z. B. bei 200 bis 800 Millibar. Diese untere Grenze entspricht der maximalen öffnung des Luftventils, entsprechend einem modulierten Druck des Reglers von 850 Millibar des erwähnten Beispiels.

Im Betrieb, z. B. beim tibergang von einer oxidierenden Verbrennung zu einer reduzierenden Verbrennung, wird das Einstellorgan QR für das Gemisch, das sich in einer Lage befindet, in der es das Bestreben hat, den Anteil der Verbrennungsluft im Brenngasgemisch zu erhöhen, in eine höhere Lage gestellt und der Begier R ruft eine Öffnungsbewegung des Servomotors hervor. Venn der Servomotor 6 seine Öffnungsbewegung/beendet hat und wenn die Verbrennung immer noch oxidierend ist, was z. B. eintreten kann, wenn alle Zonen Z des Ofens beheizt sind, steigt der Druck der modulierten Luft weiter an und bewirkt die Sohliessbewegung des Servomotors 5$ bis das gewünschte Verhältnis von Verbrennungsluft und Brenngas erreicht worden ist.

Sobald eine oder mehrere Zonen des Ofens zur Regelung gelangen, werden ihre Elektroventile a, a¹, b, b¹ usw. geschlossen und die Einströmmenge der Gase in die verbleibenden Zonen steigt an. Dies führt zu dem Verlangen an den Servomotor 5» das Luftventil zu öffnen und gegebenenfalls zu dem Verlangen an den Servomotor 6 das Gasventil zu sohliessen.

Die maximale und minimale Mengen der Verbrennungsluft und des Brenngases werden durch zwei Kontroll ventile für Verbrennungeluft und Brenngas, die die Grundbauart einer Regelklappe haben können und die mit den Servomotoren 5 und 6 gekuppelt sind, vorgeregelt.

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Eine Hilfsregelung von Hand mittels des automatischen oder handbetätigten Auswahlorgans TIAG- ist vorgesehen. Pur den Pail einer pneumatischen Regelung ist die Zuführung von komprimierter Antriebsluft zu den verschiedenen Organen vorgesehen.

Anspruches 3098A2/087B

Claims (6)

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2. Ansprüche
3. Verfahren zur Regelung der einer Anlage zuströmenden Gasmengen, mit Hilfe je eines Regelventils für jedes Gas, welche Regel ventile je von einem Servomotor betätigt werden, die beide durch einen gemeinsamen Regler gesteuert werden, der durch ein auf das gewünschte Gasverhältnis einstellbaren Organ kontrolliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Servomotore (5» 6) so angeordnet sind, dass das gleiche Kommando des gemeinsamen Reglers (R) den einen Servomotor direkt so beeinflusst, dass er eine Erhöhung der von ihm geregelten, zuströmenden Gasmenge bewirkt und auf den anderen Servomotor indirekt so einwirkt, dass er eine Verminderung der von ihm geregelten, zuströmenden Gasmenge verursacht, ausgehend von einer anfänglichen, maximalen Öffnung des zugehörigen Ventils (5 bzw.
4. 4) und ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzen der durch den Regler (R) für die Servomotoren (5> 6) gegebenen Kommandos dadurch eingestellt werden, dass sie gegeneinander ohne Überlappung nach beiden Seiten des Wertes des Kommandos des Reglers, das der anfänglichen maximalen Öffnung für die zuströmende Gasmenge des indirekt beeinflussten Servomotors entspricht, verschoe-ben werden.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zuströmenden Gasmengen einen Gasofen mit Verbrennungsluft (1) und Brenngas (2) versorgen.

   Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung mit Brenngas (2) durch den direkt beeinflussten Servomotor (6) erfolgt.

   Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein pneumatischer Regler (R) beiden di Ströme der zu-

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   strömenden Verbrennungsluft und des zuströmenden Brenngases regelnden Servomotoren (5_} 6) Antriebsluft vom gleichen eingestellten Druck zuführt.
5. 5· Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass der indirekt beeinflusste Servomotor (5), äe3? die Versorgung mit Verbrennungsluft regelt, durch den zwischen 850 und 1400 Millibar liegenden, durch den Regler (E) eingestellten Druck der Antriebsluft im Schliessinn und der direkt beeinflusste Servomotor (6), der die Versorgung mit Brenngas regelt, durch den zwischen 200 und 800 Millibar liegenden, durch den Regler (R) eingestellten Druck der Antriebsluft im Öffnungssinn betätigt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zuströmende Verbrennungsluft (1) und das zuströmende Brenngas eine Serie von unabhängigen Zonen (Z. bis Zc) eines Ofens speisen, von denen jede ein entweder ganz offenes oder ganz geschlossenes Ventil (a - e, a¹ - e¹) zur Temperaturregelung aufweist,

   Der Patentanwalt

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