DE2450700B2 - Pneumatischer Stellungsregler - Google Patents
Pneumatischer StellungsreglerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
- F15C1/00—Circuit elements having no moving parts
- F15C1/003—Circuit elements having no moving parts for process regulation, (e.g. chemical processes, in boilers or the like); for machine tool control (e.g. sewing machines, automatic washing machines); for liquid level control; for controlling various mechanisms; for alarm circuits; for ac-dc transducers for control purposes
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Description
Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Stellungsregler, der mit einer Hebelanordnung nach dem Prinzip
des Kraftvergleichs arbeitet und dem Hebelausschlag über ein an einem Hebelarmende angeordneten
Düsen-Prallplatten-System einen pneumatischen Druck zuordnet und bei dem die mit der Düse zusammenwirkende
Prallplatte als Schieberplatte ausgebildet ist, die vom Hebelarm betätigt wird und mit einer Steuerkante
quer vor der Düsenmündung vorbei bewegbar ist.
Solche Stellungsregler sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So ist es beispielsweise bekannt,
elektropneumatische Stellungsregler dadurch zu schaffen, daß der Hebel einseitig von der Kraft einer
Magnetspule beaufschlagt wird, auf die ein elektrisches Eingangssignal wirkt. Dieser Kraft wirkt die Kraft eines
Druckbalges entgegen, dessen Druck wiederum von dem Düsenprallplattensystem gesteuert wird, das gleichzeitig
den pneumatischen Ausgangsdruck liefert. Solche Stellungsregler sind im allgemeinen als Feldgeräte eingesetzt
und entsprechend ihrem Montageort, beispielsweise an Ventilen, Klappen o. dgl. ständigen Erschütterungen
ausgesetzt. Bei der vorher erwähnten Ausgestaltung eines elektropneumatischen Stellungsreglers
liegt beispielsweise ein elektrisches Eingangssignal in der Größenordnung von 0 bis 20 mA vor, wodurch
ein adäquater Ausgangsdruck von etwa 0,2 bis 1 bar erreicht wird. Da diese Geräte daher auf sehr niedrigem
Kraftniveau arbeiten, sind sie sehr erschütterungsempfindlich.
Der im allgemeinen spielfrei an Kreuzbändern gelagerte Hebelarm kann zwar ausgewuchtet und somit
gegen lineare Schwingungen unempfindlich gemacht werden. Es ist aber nicht möglich, diese Maßnahme auch
gegen Drehschwingungen anzuwenden, wie sie beispielsweise bei Ventilen auftreten.
Bei einer Bauart, wie sie aus der DE-OS 22 64 220 bekannt ist erfolgt die Regelung über ein Düsen-Prallplatten-System,
bei welchem die Prallplatte als Schieberplatte ausgebildet ist, und vom Hebelarm über eine
Steuerkante betätigt wird. Dabei wird die Schieberplatte senkrecht zur Mündung der Düse hin- und herbewegt.
Der Aussteuerweg des Düsen-Prallplatten-Systems beträgt in der Regel 0,01 bis 0,03 mm. Bei durch
Erschütterungen angeregten Fehlschwingungen schlägt der Hebelarm nun auf der Seite des Düsen-Prallplatten-Systems
bereits nach 0,01 bis 0,03 mm an der Düse an und, da sich je nach Größe der Schwingungen und des
Rückpralls von der Düse ein mittlerer Düsen-Prallplatten-Abstand
einsteift der nicht mit dem durch den Kraftvergleich hervorgerufenen Abstand übereinstimmt
ändert sich der Ausgangsdruck des Umformers unkontrollierbar in bezug zur Eingangsgröße.
Bei einer anderen Bauart, wie sie aus der Druckschrift »Automatik« März 1963, Seite 91 bis 96, bekannt ist, ist eine als Prallplatte wirkende Schieberplatte über einen Pendelarm an einer Schwenkachse befestigt, die senkrecht zur Düsenachse liegt Von dem Pendelarm wird die Schieberplatte quer über die Düsenmündung bewegt, wobei es nachteilig ist, daß der Pendelarm mit der Schieberplatte Trägheitskräften unterliegt und wegen seiner Länge auch gegen Drehschwingungen empfindlich ist, wodurch eine exakte Regelung nur schwer erreicht werden kann.
Bei einer anderen Bauart, wie sie aus der Druckschrift »Automatik« März 1963, Seite 91 bis 96, bekannt ist, ist eine als Prallplatte wirkende Schieberplatte über einen Pendelarm an einer Schwenkachse befestigt, die senkrecht zur Düsenachse liegt Von dem Pendelarm wird die Schieberplatte quer über die Düsenmündung bewegt, wobei es nachteilig ist, daß der Pendelarm mit der Schieberplatte Trägheitskräften unterliegt und wegen seiner Länge auch gegen Drehschwingungen empfindlich ist, wodurch eine exakte Regelung nur schwer erreicht werden kann.
Aus dieser Druckschrift ist weiterhin eine Bauart bekannt, bei der eine Steuerkante durch eine Aussparung
in einer Scheibe gebildet ist, die über der DUsenmündung durch Drehen der Scheibe um eine
parallel zur Düsenachse versetzten Achse quer über der Düsenmündung verschoben wird. Auch hier tritt der
Nachteil auf, daß die Scheibe bei Druckbeaufschlagung durch die Düse in Schwingungen versetzt werden kann,
die wegen des kleinen Abstandes zwischen Düse und der Scheibe die Regeleigenschaften stark beeinträchtigen
können. Da die Achse der Scheibe seitlich versetzt zur Achse der Düse angeordnet ist, können Erschütterungen
die Achsen gegeneinander unterschiedlich versetzen und so ebenfalls die Reglerwirkung beeinträchtigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Stellungsregler so
auszugestalten, daß eine exakte Regelung der Ausgangssignale auch bei unvermeidlich auftretenden
Drehschwingungen gewährleistet ist.
Die Erfindung besteht darin, daß die Schieberplatte Teil eines über ein Band von dem Hebelarmende
verdrehbaren Rades ist Durch die rotationssymmetrische Ausgestaltung eines solches Rades unterliegt
dieser Teil mit der Schieberplatte selbst bei auftretenden Erschütterungen keinen Beschleunigungen, welche
die Messung und den Ausgangsdruck beeinflussen könnten. Es ist außerdem auch möglich, die Lagerung
eines Rades sehr genau herzustellen, ohne daß der Aufwand zu groß wird.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Drehachse des Rades senkrecht zu der Achse der Düse verläuft und
wenn die Steuerkante der Schieberplatte durch eine Aussparung auf dem Umfang des Rades gebildet ist. Das
Rad bewegt sich bei dieser Ausführungsform frei über
der Düse und kann daher bei Auslenkung des Hebelarmes über das Band entsprechend verdreht
werden, ohne daß mechanische Anschläge oder zusätzliche Störschvingungen die Umformung beeinträchtigen
können. Da der Weg, der zur vollständigen Abdeckung der Düse notwendig ist, etwa um den Faktor
10 größer als der Aussteuerweg bekannter Prallplatte ist, kann die Empfindlichkeit der Düsen- Prallplatten-Anordnung
gegenüber herkömmlichen Systemen daher wesentlich herabgesetzt werden, weil die durch
Schwingungen erzeugten Störungen des Ausgangssignals etwa um den Faktor 10 kleiner werden.
Zweckmäßig kann das Band dabei mindestens teilweise auf einem neben dem die Schieberplatte
bildenden Zylinderteil vorgesehenen Zylinderansatz aufgewickelt sein, so daß ein tangentialer Angriff der
Verdrehkräfte vom Band gewährleistet ist, der keine oder nur geringe Rückwirkungen auf den Aostand der
Steuerkante von der Düse hat
Es ist auch vorteilhaft, wenn das Rad gegen die Wirkung einer Rückdrehfeder von dem Band verdrehbar
ist, wodurch jedes Spiel ausgeschaltet wird. Diese Rückdrehfeder kann als Spiralfeder ausgebildet sein, die
an einem mit dem Rad verbundenen zylindrischen Ansatz angreift und an einem Festpunkt befestigt ist.
In der Zeichnung sind AusfUhrungsbeispieic der
Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die schematische Darstellung eines elektropneumatischen
Stellungsreglers, bei dem über einen Hebelarm ein elektrisches Eingangssignal in ein
pneumatisches Ausgangssignal umgewandelt wird, wobei die Schieberplatte Teil eines Rades ist, das in
Abhängigkeit vom Hebelausschlag verdreht wird,
F i g. 2 eine praktische Ausführungsform des elektropneumatischen
Stellungsreglers der F i g. 1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,
F i g. 3 die Draufsicht auf den Stellurgsregler der
Fig. 2,
Fig.4 die Frontansicht des Stellungsreglers der F i g. 2 und 3 und
F i g. 5 eine vergrößerte Darstellung des in den F i g. 2 bis 4 eingesetzten Rades in Richtung des Pfeiles VIl
gesehen, an dessen Umfang eine Steuerkante für die Beeinflussung der Düse gebildet ist
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausfiihrungsfo.m ist das
in der Zeichnung linke Ende eines in Punkt 2 ortsfest gelagerten Hebels 1 mit einer Magnetspule 13 versehen,
die in einen Permanentmagneten 14 eintaucht und daher bei Anlegen eines die Spule durchfließendes Stromes je
nach der Größe dieses Stromes eine Kraft 3 hervorruft, die den Hebel 1 zu verdrehen versucht. Dieser Kraft 3
entgegen wirkt wiederum eine Kraft 4, die durch den pneumatischen Druck innerhalb eines Balges 15
hervorgerufen wird, der von einer nicht dargestellten Druckquelle über die Leitung 16 beaufschlagt wird, die
hinter einer beispielsweise durch ein Venturirohr gebildeten Drosselstelle 17 in die den pneumatischen
Ausgangsdruck 10 aufweisende Leitung 18 übergeht, deren Druck davon abhängt, wieweit der Mündungsquerschnitt der Düse 5 in Abhängigkeit von der
Bewegung des Hebels 1 freigegeben wird.
Das freie Ende des Hebelarmes la in der Zeichnung rechts am Hebel 1 ist über ein Band 19 mit einem Rad 20
verbunden, dessen Drehachse 21 senkrecht auf der Achse 22 der Düse 5 steht und seitlich in die geeignet
ausgebildeten I .agem 21 gelagert ist. Die Drehachse 21
des Rades 20 schneidet sich bei dieser Ausführung auch mit der Achse 22 der Düse S. Am Umfang des Rades 20
ist eine Aussparung 24 vorgesehen, deren Abmessungen auf den Mündungsquerschnitt der Düse 5 abgestimmt
sein können. In der gezeichneten Lage wird der Querschnitt der Düse durch die Lage der Aussparung 24
vollständig freigegeben. Unter der Annahme, daß in dieser Lage Gleichgewicht des Systems herrscht wird
bei Ansteigen des elektrischen Eingangssignales die
ίο Kraft 3 erhöht so daß sich der Hebel 1 in der Zeichnung
im Uhrzeigersinn verdreht und dabei die in der
<5 im Uhrzeigersinn, was durch die Anordnung einer
Rückdrehfsder bewirkt werden kann. Damit steigt der Druck in der Leitung 18 an und auch der Ausgangsdruck
10. Gleichzeitig wird aber durch den im Balg 15 ansteigenden Druck auch eine Rückkopplung bewirkt
so daß wieder abhängig von dem Eingangssignal eine Gleichgewichtsstellung erreicht wird, die durch den
erhöhten pneumatischen Ausgangsdruck 10 aufrechterhalten bleibt Unterliegt das System Drehschwingungen
aufgrund von Erschütterungen, so werden die Anschlägedesinder
Zeichnung rechten H ebelarmendes 1 a über das Band 19 dem Rad 20 übertragen, dessen Steuerkante
25 nur über einen Teil der Mündung der Düse hin und her pendelt. Dieses Hin- und Herpendeln bewirkt aber
insgesamt keine nennenswerte Veränderung des Ausgangsdruckes 10 und da das Rad 20 selbst durch
Schwingungen aufgrund der symmetrischen Ausbildung nicht so beeinflußt werden kann, daß dadurch wiederum
Ausgangsdruckänderungen hervorgerufen werden, ist dieses System geeignet gerade bei Kraftvergleichssy-
'5 stemen eingesetzt zu werden, die bedingt durch den
Montageort unvermeidlichen Erschütterungen ausgesetzt sind.
In den F i g. 2 bis 5 ist eine praktische Ausführungsform des elektropneumatisehen Stellungsreglers ge-
zeigt, der nach dem Prinzip der F i g. 1 aufgebaut ist Mit dem Hebel 1 ist hier die Magnetspule 13 verbunden, die
in den Permanentmagnet 14 eintaucht Auf den Hebel 1 wirkt von der anderen Seite her zur pneumatischen
Kraftkompensation der Balg 15 ein, der in der anhand F i g. 1 erläuterten Weise vom Ausgangsdruck beaufschlagt
wird. Am in der Zeichnung rechten Hebelarmende la des Hebels 1 ist das Band 19 über eine
Schraubenverbindung eingespannt und mindestens teilweise auf einen Zylinder 26 aufgewickelt dessen
Durchmesser in etwa dem Raddurchmesser entspricht Die Drehachse 21 des Rades 20 sitzt in zwei in Böcken
27 eines Rahmens 28 für das ganze Gerät angeordneten Lagern 23. Der Zylinder 26 sitzt auf der Drehachse 21
und ist fest verbunden mit dem Rad 20. Das Rad 20 ist mit der Aussparung 24 und der Steuerkante 25 versehen,
die vor der Mündung der Düse 5 hin- und herbewegt wird, die ihrerseits auf einer Einstellrr.utter 29
angeordnet ist. Fest mit dem Rad 20 und dem Zylinder
26 verbunden und ebenfalls auf der Drehachse 21 angeordnet ist eine Befestigungsstelle für eine als
einmal dafür sorgt, daß die Bewegung des Hebels 1 spielfrei auf das Rad 20 übertragen wird und zum
anderen dafür, daß eine Rückstellung des Rades 20 vorgenommen wird. Außerdem ist das Gerät noch mit
einer Nullpunktfeder 31 versehen, durch die eine
5 6
Kreuzbandlagerung 32 schwenkbar angeordnet. Zur auf beiden Seiten des Geräts vorgesehen. Zur
Bereichseinstellung ist der Angriffspunkt des Balges 15 Grobauswuchtung sind an dem Hebel 1 Ausgleichsge-
in einem Langloch 33 verstellbar, worin der Balg 15 mit wichte 36 vorgesehen. Mit der gezeigten Anordnung
einer Befestigungsmutter 34 gehalten wird. Die können die gewünschten Vorteile erzielt werden,
elektrischen Anschlüsse 35 für die Magnetspule 13 sind r>
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Pneumatischer Stellungsregler, der mit einer Hebelanordnung nach dem Prinzip des Kraftvergleichs
arbeitet und dem Hebelausschlag über ein an einem Hebelarmende angeordneten Düsen-Pral!-
platten-System einen pneumatischen Druck zuordnet und bei dem die mit der Düse zusammenwirkende
Prallplatte als Schieberplatte ausgebildet ist, die vom Hebelarm betätigt wird und mit einer
Steuerkante quer vor der Düsenmündung vorbei bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieberplatte Teil eines über ein Band (19) von dem Hebelarmende (la) verdrehbaren Rades
(20) ist
2. Pneumatischer Stellungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse
(21) des Rades (20) senkrecht zur Achse (22) der Düse (5) verläuft
3. Pneumatischer Stellungsregler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerkante (25) der Schieberplatte durch eine Aussparung (24) auf dem Umfang des Rades (20)
gebildet ist
4. Pneumatischer Stellungsregler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Band (19) mindestens teilweise auf einem neben dem die Schieberplatte bildenden Rad (20) vorgesehenen
Zylinder (26) aufgewickelt ist, und daß das Rad (20) gegen die Wirkung einer Rückdrehfeder (30) von
dem Band (19) verdrehbar ist
5. Pneumatischer Stellungsregler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die
Rückdrehfeder (30) eine Spiralfeder ist, die an einem mit dem Rad (20) verbundenen Zylinderteil angreift
und an einem Festpunkt befestigt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742450700 DE2450700C3 (de) | 1974-10-25 | 1974-10-25 | Pneumatischer Stellungsregler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742450700 DE2450700C3 (de) | 1974-10-25 | 1974-10-25 | Pneumatischer Stellungsregler |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2450700A1 DE2450700A1 (de) | 1976-05-13 |
DE2450700B2 true DE2450700B2 (de) | 1980-11-06 |
DE2450700C3 DE2450700C3 (de) | 1981-06-19 |
Family
ID=5929142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742450700 Expired DE2450700C3 (de) | 1974-10-25 | 1974-10-25 | Pneumatischer Stellungsregler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2450700C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2935298A1 (de) * | 1979-08-31 | 1981-03-19 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zur befestigung von druckbeaufschlagbaren, pneumatischen bauelementen in einer grundplatte |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2264220B2 (de) * | 1972-12-30 | 1976-12-23 | Samson Ag, 6000 Frankfurt | Elektropneumatischer signalwandler |
-
1974
- 1974-10-25 DE DE19742450700 patent/DE2450700C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2450700C3 (de) | 1981-06-19 |
DE2450700A1 (de) | 1976-05-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |