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Elektro - pneumatischer Wandler
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen eleRtro-pneumatischen Wandler.
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Für fernbediente Armaturen sind pneumatische und elektrische Steuerungen
bekannt. Besonders bei gröberen Schaltkräften und Schaltwegen ist die pneumatische
Steuerung der elektrischen Steuerung vorzuziehen, da die elektrische Steuerung aufwendiger
ist und große Schaltorgane benötigt. Auch bei bestimmten Umgebungsbedingungen, z.B.
be Vorhandensein einer erhöhten Explosionsgefahr, ist eine pneumatische Steuerung
der Armaturen einer elektrischen Steuerung vorzuziehen.
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Wenn jedoch keine Druckluftleitung vorhanden ist, muß diese installiert
werden, was einen großen Arbeits-, Zeit- und Materialaufwand mit sich bringt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen,
die den Vorteil der Flexibilität der elektrischen Steuerung mit der Universalität
der pneumatischen Steuerung kombiniert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Gehäuse mit einer
verzweigten Druckluftleitung mit je einem Magnetventil pro Zweigleitung, von denen
jedes durch einen eigenen elektrischen Schalter steuerbar ist, mit einem den Schaltern
gemeinsam zugeordneten Kompressor, von dem die verzweigte Druckluftleitung ausgeht,
sowie mit einem allen Zweigleitungen gemeinsam zugeordneten,bei
einem
bestimmten Druck ansprechenden Druckschalter zur Unterbrechung der Stromzufuhr zum
Kompressor. Zweckm;aßigerweise st dabei jedem elektrischen Schalter sowie dem Kompressor
eine Leuchtanzeige zugeordnet, die den Schaltzustand bzw. den Arbeitszustand anzeigt.
Die Ansteuerung des Kompressors kann auf verschiedene Weise erfolgen. Vorteilhafterweise
sind die elektrischen Leitungen zwischen den Magnetventilen und den zugeordneten
Schaltern sowie der Ausgang eines den Kompressor steuernden Relais über Dioden mit
dem Eingang des Relais so verbunden, da(3 ein Stromfluß nur in Richtung zum Eingang
des Relais möglich ist.
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Der Erfindungsgegenstand ermöglicht trotz elektrischer Schaltauslösung
den Einsatz von direkt betätigten Membran-und/oder Kolbenventilen, z.B. für heiße,
verschnutzte oder aggressive Medien. Die direkte Verlegung von elektrischen Leitungen
zum Ventil bei ungünstigen Umgebungsbedingungen wie starke Verschmutzung, Explosionsgefahr,
rauher Betrieb u. a. ist nicht erforderlich.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1: eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen
elektro-pneumatischen Wandlers im Schema; und Fig. 2: eine zweite, bevorzugte Ausführung
des elektropneumatischen Wandlers gemäß der Erfindung im Schema.
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Die nichtgezeigten Armaturen, z.B. Kolben- oder Membranventile, werden
über je eine pneumatische Leitung 10,11, 12,17,14,15 .... gesteuert. Die Leitungen
10,11,12,13,14,15
bilden Zweigleitungen eines pneumatischen Leitungssystems
und münden in eine Hauptleitung 1 ein. In jeder Leitung 10,11,12,13,14,15 .... ist
ein Magnetventil 20,21,22,23,24,25 vorgesehen, das die Luftzufuhr zu den Armaturen
steuert.
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Die Magnetventile 20,21,22,23,24,25 .... werden durch elektrische
Schalter 30,31,32,33,34,35 .... gesteuert, die an die Netzleitung 3 angeschlossen
und nach Belieben an einem die erfindungsgemäße Vorrichtung aufnehmenden Gehäuse
2 oder unabhängig von diesem an geeigneter Stelle angeordnet sind.
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Mit den Leitungen 40,41,42,43,44,45 .... zwischen den Schaltern 30,31,32,33,34,35
.... und den Magnetventilen 20,21,22,23,24,25 .... sind Leitungen 50,51,52,5D,54,55
.... verknüpft, in denen sich Relais 60,61,62,63,64,65 .... befinden. Die Relais
60,61,62,63,64,65 .... weisen in Leitungen 70,71,72, 73,74,75 .... Kontakte 600,610,620,630,640,650
.... auf.
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Die Leitungen 70,71,72,73,74,75 .... sind über eine Sammelleitung
7 und über den Kontakt 160 eines Druckschalters 16 mit einem Kompressor 17 verbunden,
der über eine Leitung 5 mit der Netzleitung 4 verbunden ist.
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Bei nichtbetätigten Schaltern 30,31,32,35,34,35 .... sind auch die
Kontakte 600,610,620,630,640,650 .... geöffnet, während der Kontakt 160 geschlossen
ist. Soll jetzt eine Armatur betätigt werden, z.B. zum Offnen, so wird der entsprechende
Schalter geschlossen. Wenn zu diesem Zweck beispielsweise der Schalter 33 geschlossen
wird, so wird über die Leitung 43 das Magnetventil 23 geöffnet. Gleichzeitig wird
das Relais 63 erregt, das nun seinen Kontakt 630/und den Kontakt 160 wird der Kompressor
17 in Betrieb gesetzt, der in der Hauptleitung 1 einen Überdruck erzeugt. Durch
das geöffnete Magnetventil 23 gelangt nun der Überdruck zur Steuerung an die Armatur,
die nun betätigt wird. Wenn ein bestimmter Überdruck in der Hauptleitung 1 erreicht
ist, wird der Druckschalter 16 angesprochen, der die Stromzufuhr zum Kompressor
17 unterbricht. Fällt der Überdruck in der Hauptleitung 1 wieder ab, so fällt der
Druckschalter 16 ebenfalls ab, und der Kontakt 160 schließt sich wieder, /schließt.
Über den Kontakt 630
so daß der Kompressor 17 erneut Strom zugeführt
bekommt und Druckluft erzeugt.
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Es können beliebig viele Magnetventile 20,21,22,23,24,25 und entsprechend
viele Schalter 30,31,32,33,34,35 .... vorgesehen sein. Von den vorhandenen Schaltern
30,31,32,33, 34,35 .... können beliebig viele gleichzeitig betätigt werden, so daß
entsprechend auch mehrere Magnetventile 20,21,22,23,24,25 .... geöffnet werden.
Beispielsweise werden die Schalter 31,33 und 34 angesprochen, wobei die den Magnetventilen
21,23 und 24 zugeordneten Armaturen betätigt werden. Die Schalter 30,31,32,33,34,35
.... und die Magnetventile 20,21,22,23,24,25 .... können dabei gleichzeitig oder
zu versetzten Zeiten betätigt werden.
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Bei der zuvor beschriebenen Ausführung ist pro Schalter ein Relais
60,61,62,63,64,65 .... erforderlich, welches die Stromzufuhr zum Kompressor 17 steuert.
Relais sind jedoch relativ teure Bauelemente, so daß ihre Anzahl so weit wie möglich
reduziert werden sollte.
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Gemäß Fig. 2 sind die elektrischen Leitungen 40,41,42,43,44, 45 ....
über Dioden 80,81,82,83,84,85 .... mit dem Eingang eines Relais 6 verbunden, dessen
Kontakt 601 in der Stromzuführleitung 76 des Kompressors 17 liegt. Mit dem Eingang
des Relais 6 ist ferner über eine Diode 8 der Ausgang des Relais 6 verbunden, wobei
alle Dioden 8,80, 81,82,83,84,85 .... den Stromfluß nur in Richtung zum Eingang
des Relais 6 ermöglichen. Die Schaltung gemäß Fig. 2 ermöglicht auch bei Wechselstrombetrieb
eine sehr ruhige Arbeitsweise, da die Dioden 8,80,81,82,83,84,85 wie eine Gleichrichterbrücke
wirken. Würde die Diode 8 fehlen, so wäre nur ein pulsierender Gleichstrombetrieb
möglich.
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Parallel zu den Magnetventilen 20,21,22,23,24,25 ist eine Signallampe
90,91,92,93,94,95 .... angeordnet, um anzuzeigen, welches der Magnetventile 20,21,22,23,24,25
sich gerade im geöffneten Zustand befindet. Außerdem ist parallel zum Kompressor
17 eine Signallampe 9 angeordnet, die aufleuchtet, wenn der Kompressor arbeitet.
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Der dem Kompressor 17 zugeordnete Kondensator 18 erzeugt in üblicher
Weise ein phasenverschabenes Drehfeld für den Motor des Kompressors 17. Dem Kompressor
17 ist ferner ein Thermoschutzschalter 19 zugeordnet.
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Das Gehäuse 2 ist aus Sicherheitsgründen mit einer Erdleitung 46 verbunden
und mit einer Sicherung 47 abgesichert.
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Unabhängig von der Zahl der Schalter 30,31,32,33,34,35 und unabhängig
davon, wieviele und welche von ihnen betätigt werden, ist eine zentrale Steuerung
des Kompressors 17 in Abhängigkeit davon möglich,ob eine Armatur betätigt werden
soll. Unabhängig von sonst üblichen Druckluftanlagen ist somit eine Druckluftsteuerung
von Armaturen möglich, wobei lediglich Druckluftleitungen vom Gehäuse 2 bis zu den
Armaturen nötig sind. Das Gehäuse 2 mit den Magnetventilen 20,21,22,23,24,25 ....
und auch die Schalter 30,32,31,33,34, 35 .... können an jeder beliebigen Stelle,
evtl. auch im Nachbarraum, untergebracht werden, wodurch bei geringer räumlicher
Trennung von der Armatur und daher von den zu steuernden Medien die größtmögliche
Raum- und Materialaparnis bei gleicher bzw. sogar erhöhter Sicherheit gegenüber
den bisherigen Lösungen erreicht wird. Hierdurch wird eine große Flexi-bilität und
Universalität erreicht, da eine pneumatische Steuerung möglich ist unabhängig davon,
ob eine aufwendige Druckluftanlage vorhanden ist, da lediglich zwischen dem Gehäuse
2 mit dem Kompressor 17 und den Armaturen relativ kurze Druckluftleitungen 10,11,12,13,14,15
.... benötigt werden.
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