DE3044124A1 - TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR A FLUID - Google Patents

TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR A FLUID

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DE3044124A1
DE3044124A1 DE19803044124 DE3044124A DE3044124A1 DE 3044124 A1 DE3044124 A1 DE 3044124A1 DE 19803044124 DE19803044124 DE 19803044124 DE 3044124 A DE3044124 A DE 3044124A DE 3044124 A1 DE3044124 A1 DE 3044124A1
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servo fluid
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temperature
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Robert Bernard West Hartford Conn. Goodman
John Peter South Windsor Conn. Patrick
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    • G05D23/13—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

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DE-3DE-3

United Technologies Corporation Hartford,-Ct. /V. St. A.United Technologies Corporation Hartford, -Ct. / V. St. A.

Temperaturregelsystem für ein FluidTemperature control system for a fluid

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Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf Systeme zur Lieferung eines Fluids mit einer vorgewählten Temperatur durch Mischen zweier Fluide unterschiedlicher Temperaturen oder durch Führen der Fluide im gegenseitigen Wärmeaustausch. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein solches System für die Verwendung im Zusammenhang mit Luft einer bestimmten Temperatur, die von einer Gasturbine abgezweigt wird.The invention relates to systems for delivering a fluid at a preselected temperature by mixing two Fluids of different temperatures or by guiding the fluids in mutual heat exchange. The invention relates refer in particular to such a system for use in connection with air of a certain temperature, which is branched off from a gas turbine.

Es ist allgemein bekannt, den Rumpf eines Flugzeugs mit Luft zu klimatisieren und verschiedene Untersysteme des Flugzeugs mit Luft zu versorgen, die von dem Antriebssystem des Flugzeug abgezweigt wird. Bei der Klimatisierung des Rumpfs eines mit einer Gasturbine angetriebenen Flugzeugs ist es üblich, den Rumpf mit Luft zu speisen, die vom Kompressorabschnitt der Turbine abgezogen wird, wobei diese Luft durch Mischen oder durch Wärmeaustausch mit kühlerer Luft, die vom Ventilator der Turbine geliefert wird, auf die gewünschte Temperatur gekühlt wird. Da verschiedene Betriebsbedingungen der Turbine Änderungen in der Temperatur der vom Kompressor abgezweigten Luft verursachen, sind Systeme nötig, die die Temperatur der abge-. zweigten Luft überwachen und diese Luft mit einem geregelten Strom kühlerer Ventilatorluft abkühlen. Die bekannten Systeme zerfielen bisher im allgemeinen in zwei Typen. Die erste Type, welche beispielsweise in den US-PSen 3 441 213 und 3 537 644 beschrieben ist, besitzt im allgemeinen einen pneumatischen Temperaturfühler, der ein pneumatisches Regelventil für die Ventilatorluft regelt. Zwar ergeben solche pneumatische Temperaturfühler ein ziemlich genaues Ansprechen bei stetigem Zustand, es wurde jedoch gefunden, daß das Übergangsverhalten solcher Fühler verbessert werden könnte. Zwar gibt es gewisse schnell wirkende pneumatische oder mechanische Temperaturfühlübertrager, aber die Genauigkeit solcher Fühlvorrichtungen hat sich für Luftklimatisierungssysteme von Flugzeugen als unzureichend erwiesen.It is well known to use air to air-condition the fuselage of an aircraft and various subsystems of the Aircraft to be supplied with air that is diverted from the propulsion system of the aircraft. When it comes to air conditioning of the fuselage of an aircraft powered by a gas turbine, it is common practice to feed the fuselage with air, which is withdrawn from the compressor section of the turbine, this air being mixed or by heat exchange is cooled to the desired temperature with cooler air supplied by the turbine fan. There different operating conditions of the turbine cause changes in the temperature of the air diverted from the compressor, systems are needed to monitor the temperature of the. monitor branched air and this air with a regulated Cool the flow of cooler fan air. The known Systems have so far generally been divided into two types. The first type, which is described, for example, in U.S. Patents 3,441,213 and 3,537,644 generally has a pneumatic temperature sensor which is a pneumatic control valve for the fan air. It is true that such pneumatic temperature sensors give a fairly accurate response at steady state, however, it has been found that the transition behavior of such sensors is improved could. There are certain fast-acting pneumatic or mechanical temperature-sensing transmitters, but the accuracy such sensing devices have proven inadequate for air conditioning systems in aircraft.

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Bei den anderen Temperaturregelsystemein für Fluide, wie beispielsweise eines in der US-PS 2 919 859 beschrieben ist, werden elektrische Temperaturfühler und Regler verwendet. Zwar können solche Systeme sowohl eine ausreichende Genauigkeit bei der Einstellung des stetigen Zustande als auch ein rasches Übergangsansprechen zeigen, aber sie erfordern ziemlich komplizierte elektrische Fühler und Verbindungen in Nachbarschaft der Gasturbine, weshalb sie W'Irine- und/oder Vibrationsbeschädigungen ausgesetzt sind, die eine schlechte Zuverlässigkeit des Systems zur Folge haben.In the other temperature control systems for fluids, such as one described in U.S. Patent No. 2,919,859, electrical temperature sensors and controllers are used. It is true that such systems can provide sufficient accuracy in setting the steady state as also show a rapid transient response, but they require rather complicated electrical probes and connections in the vicinity of the gas turbine, which is why they are exposed to W'Irine and / or vibration damage, which result in poor system reliability.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Temperaturregelsystem für ein Fluid zu schaffen, welches die bekannten Nachteile nicht aufweist.The invention was therefore based on the object of a temperature control system to create a fluid that does not have the known disadvantages.

Es war ein weiteres Ziel der Erfindung, ein solches Temperaturregelsystem für ein Fluid zu schaffen, welches eine verbesserte Genauigkeit des stetigen Zustands ergibt. Schließlich war es eine Aufgabe der Erfindung, ein Temperaturregelsystem für ein Fluid zu schaffen, welches rasch auf plötzliche Änderungen in der Temperatur des hereinkommenden Fluids anspricht. Weiterhin war es eine Aufgabe der Erfindung, ein Temperaturegelsystem für ein Fluid zu schaffen, bei dem keine elektrischen Teile verwendet wurden. It was another object of the invention to provide such a temperature control system for a fluid that gives improved steady state accuracy. Finally, it was an object of the invention to provide a temperature control system for a fluid which quickly is responsive to sudden changes in the temperature of the incoming fluid. Furthermore, it was a task of Invention to provide a temperature control system for a fluid that does not use electrical parts.

Nicht zuletzt war es Aufgabe der Erfindung, ein solches Temperaturregelsystem für ein Fluid zu schaffen, das eine verbesserte Zuverlässigkeit aufweist.Last but not least, it was the object of the invention to create such a temperature control system for a fluid, the one has improved reliability.

Diese und weitere Aufgaben werden, wie sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ergibt, durch das erfindungsgemäße Temperaturregelsystem für ein Fluid gelöst, wobei ein erstes Fluid durch einen geregelten Strom eines zweiten Fluids entweder erwärmt oder abgekühlt wird, um einen Fluidstrom mit einer vorgewählten Temperatur zu schaffen. Die Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Fluids wird durch ein Regelventil ge-These and other tasks will be as evidenced by the following Description in connection with the accompanying drawings results, by the temperature control system according to the invention for a fluid, wherein a first fluid is either heated by a regulated flow of a second fluid or cooled to create a flow of fluid at a preselected temperature. The flow rate of the second fluid is controlled by a control valve

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regelt, das durch einen Antrieb betätigt wird, der auf den Druck einer Servofluidquelle anspricht. Die Temperatur des austretenden Fluids, das durch das System der vorliegenden Erfindung geliefert wird, wird kontinuierlich durch einen
Temperaturfühler überwacht, der mit einer Einrichtung verbunden ist, die kontinuierlich den Servofluiddruck in Abhängigkeit vom Signal des Temperaturfühlers regelt. Der Servofluiddruck wird so eingestellt, daß die Änderung des
Drucks, der bei dem vorhergehenden stetigen Zustand herrscht, zunächst groß ist und dann mit der Zeit zu einem kleineren stetigen Wert abnimmt. Die anfängliche Servofluiddruckänderung in Abhängigkeit zur Temperaturänderung, die durch den Temperaturfühler gefühlt wird, verursacht eine Modulierung des Ventilantriebs, so daß er rasch auf vorrübergehende
Fluktuationen in der Fluidtemperatur anspricht.that is operated by an actuator that is responsive to pressure from a servo fluid source. The temperature of the exiting fluid delivered by the system of the present invention is continuously monitored by a
Monitored temperature sensor, which is connected to a device that continuously regulates the servo fluid pressure depending on the signal from the temperature sensor. The servo fluid pressure is adjusted so that the change in
The pressure that prevails in the previous steady state is initially large and then decreases over time to a smaller steady value. The initial change in servo fluid pressure as a function of the temperature change sensed by the temperature sensor causes the valve drive to be modulated so that it is rapidly transient
Responds to fluctuations in fluid temperature.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention will now be explained with reference to the accompanying drawings
explained in more detail. In the drawings show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Temperaturregelsystems für ein Fluid; undFig. 1 is a schematic representation of the invention Temperature control system for a fluid; and

Fig. 2 ein Diagramm, bei welchem die Zeit gegen die Temperatur des Servofluiddrucks bei einer plötzlichen
Änderung der Fluidtemperatur aufgetragen ist.Fig. 2 is a diagram in which the time versus the temperature of the servo fluid pressure at a sudden
Change in fluid temperature is plotted.

In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Temperaturregelsystem
für ein Fluid mit 10 bezeichnet. Das System regelt die Temperatur eines ersten Fluids, das durch ein erstes Rohr 15
strömt, entweder durch Mischen dieses Fluids mit einem
zweiten Fluid anderer Temperatur, das durch ein zweites
Rohr 20 strömt, oder durch Fließenlassen der beiden Fluide im Wärmeaustausch zueinander, so daß das durch ein drittes Rohr 25 fließende Fluid die gewünschte Temperatur erhält.
Das erfindungsgemäße System eignet sich besonders zur Klimatisierung eines Flugzeugrumpfs durch die Zufuhr von Luft mit einer vorbestimmten Temperatur und zur Enteisung eines mit einer Gasturbine angetriebenen Flugzeugs. Bei dieser
Anwendung kann das erste Fluid im ersten Rohr 15 aus LuftIn Fig. 1 is the temperature control system according to the invention
denoted by 10 for a fluid. The system regulates the temperature of a first fluid flowing through a first pipe 15
flows, either by mixing this fluid with one
second fluid at a different temperature, which is passed through a second
Tube 20 flows, or by allowing the two fluids to flow in heat exchange with one another, so that the fluid flowing through a third tube 25 receives the desired temperature.
The system according to the invention is particularly suitable for air conditioning an aircraft fuselage by supplying air at a predetermined temperature and for defrosting an aircraft driven by a gas turbine. At this
The first fluid in the first tube 15 can be used from air

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bestehen, die vom Kompressorteil der Gasturbine abgezweigt wird, während das zweite Fluid, das durch das zweite Rohr 20 strömt, aus kühlerer Ventilatorluft bestehen kann. Die beiden Fluide werden an der Schnittstelle der Rohre 15 und 20 durch einen Wärmeaustauscher 27 geführt, wo Wärme von der vom Kompressor abgezweigten Luft an die kühlere Ventilatorluft abgegeben wird. Das resultierende Fluid mit geregelter Temperatur verläßt die Vorrichtung in Richtung auf das Flugzeugbelüftungssystem durch das dritte Rohr 25. Es ist jedoch klar, daß das erfindungsgemäße Temperaturregelsystem immer dann verwendet werden kann, wenn es erwünscht ist, die Temperatur eines ersten Fluids durch Mischen dieses Fluids mit einem zweiten Fluid anderer Temperatur oder durch Leiten der beiden Fluide im gegenseitigen Wärmeaustausch zu regeln.exist, which is branched off from the compressor part of the gas turbine, while the second fluid, which is passed through the second pipe 20 flows, can consist of cooler fan air. The two fluids are at the interface of the tubes 15 and 20 passed through a heat exchanger 27, where heat is transferred from the air branched off by the compressor to the cooler fan air is delivered. The resulting controlled temperature fluid exits the device in the direction of the aircraft ventilation system through the third pipe 25. It is clear, however, that the temperature control system according to the invention Whenever it is desired, the temperature of a first fluid can be used by mixing it Fluids with a second fluid of a different temperature or by conducting the two fluids in mutual heat exchange to regulate.

Das erfindungsgemäße System besitzt ein Drosselventil 30, das durch einen Ventilantrieb 35 betätigt wird, der auf den Druck in einer Servofluidquelle 40 anspricht, welche mit dem Ventilantrieb in Verbindung steht. Zur Erzielung einer wirtschaftlichen Konstruktion kann das Servofluid mit Hilfe eines vierten Rohrs 45 von einem der Rohre 15 oder 20 abgezweigt werden. Es ist jedoch selbstverständlich, daß eine gesonderte Servofluidquelle ebenfalls verwendet werden kann, sofern dies erwünscht ist. Der Druck des Servofluids wird mit Hilfe einer Vorrichtung 50 eingestellt, die auf das Signal eines Temperaturfühlers 55 anspricht, welcher kontinuierlich die Temperatur der abgezweigten Speiseluft befühlt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht dieser Temperaturfühler aus einem Bimetallelement, dessen Länge sich in Abhängigkeit von Temperaturvariationen ändert. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die verschiedensten anderen Temperaturfühler ebenfalls verwendet werden können, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen wird. Eine Änderung in der Temperatur der abgezweigten Speiseluft wird also durch den Temperaturfühler 55 ermittelt, welcher die Vorrich-The system according to the invention has a throttle valve 30, which is operated by a valve actuator 35 which is responsive to the pressure in a servo fluid source 40, which is in communication with the valve drive. To achieve an economical construction, the servo fluid be branched off from one of the tubes 15 or 20 with the aid of a fourth tube 45. It goes without saying, however, that a separate servo fluid source can also be used if so desired. The pressure of the servo fluid is adjusted with the aid of a device 50 which responds to the signal from a temperature sensor 55 responds, which continuously senses the temperature of the branched feed air. In a preferred embodiment this temperature sensor consists of a bimetal element, the length of which depends on Temperature variations changes. It should be noted, however, that a wide variety of other temperature sensors can also be used without departing from the scope of the invention. A change in the The temperature of the branched feed air is determined by the temperature sensor 55, which the device

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tung 50 betätigt, um dem Druck des Servofluids nachzustellen. Der veränderte Druck des Servofluids wird dem Ventilantrieb 35 übermittelt, der auf diese Druckänderung anspricht * und das Drosselventil 30 betätigt, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Ventilatorluft zum Wärmeaustauscher 27 (oder zur Mischkammer) nachgestellt wird, was eine Erhöhung oder Senkung der Temperatur der vom Kompressor abgezweigten Speiseluft auf den gewünschten Wert zur Folge hat.device 50 actuated to adjust the pressure of the servo fluid. The changed pressure of the servo fluid is transmitted to the valve drive 35, which responds to this pressure change * and actuates the throttle valve 30, whereby the flow rate of the fan air to the heat exchanger 27 (or to the mixing chamber) is adjusted, which increases or decreases the temperature of the compressor branched off Feed air to the desired value.

Das Ventil 30 kann irgendein bekanntes Strömungsregelventil sein, je nach der Art des damit geregelten Fluids. Bei der bevorzugten Ausführungsform, wo das Ventil die Strömungsgeschwindigkeit von Ventilatorluft regelt, ist das Ventil 3 0 vorzugsweise ein Schmetterlingsventil, dessen Ventilelement durch ein geeignetes Verbindungsglied 60 mit dem Ventilantrieb 35 verbunden ist.The valve 30 can be any known flow control valve depending on the type of fluid being controlled. In the The preferred embodiment where the valve regulates the flow rate of fan air is the valve 3 0 preferably a butterfly valve, the valve element of which is connected to the Valve actuator 35 is connected.

Gleichfalls kann der Ventilantrieb 35 von verschiedener Bauart sein, was von der Natur des zu betätigenden Ventils und der Art des verwendeten Servofluids abhängt. Wie gezeigt, besitzt der Ventilantrieb ein Gehäuse 65, das in sich einen Diaphragmakolben 70 trägt, der durch eine Feder 80 zum oberen Ende einer Servofluidkammer 75 gedrückt wird. Ein Verbindungsstab 85 verbindet den Kolben mit dem Verbindungsglied 6 0 und dem Drosselventil 30. Beim.Betrieb drückt die Feder den Diaphragmakolben in eine solche Richtung, daß das Ventil offen ist, während der Kolben in der entgegengesetzten Richtung wirkt, um das Ventil 30 zu schließen, und zwar in Abhängigkeit des Drucks des Servofluids in der Kammer 75.Likewise, the valve drive 35 can be of various types, depending on the nature of the valve to be actuated and depends on the type of servo fluid used. As shown, the valve drive has a housing 65, which is a Diaphragm piston 70 carries, which is urged by a spring 80 to the upper end of a servo fluid chamber 75. A connecting rod 85 connects the piston to the connecting member 6 0 and the throttle valve 30. When operating the presses Spring the diaphragm piston in one direction so that the valve is open while the piston is in the opposite direction Direction acts to close the valve 30, depending on the pressure of the servo fluid in the chamber 75.

Die Vorrichtung 50 zur Einstellung des Drucks des Servofluids in Abhängigkeit des vom Temperaturfühler 55 abgegebenen Signals weist eine Engstelle 91 im vierten Rohr 45 und eine Öffnung 90 am Ende einer Zweigleitung 95 auf, die mit dem dritten Rohr 45 in Verbindung steht. Die effektive Fläche der Öffnung 90 wird in Abhängigkeit von der Temperatur der von der Turbine im ersten Rohr 15 abgezweig-The device 50 for setting the pressure of the servo fluid as a function of the pressure output by the temperature sensor 55 Signal has a constriction 91 in the fourth pipe 45 and an opening 90 at the end of a branch line 95, which is in communication with the third pipe 45. The effective area of the opening 90 is depending on the Temperature of the branched off from the turbine in the first pipe 15

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-χι-Λ/ 30ΑΑ124-χι-Λ / 30ΑΑ124

ten Luft zwischen voll offen und ganz geschlossen eingestellt, wozu eine Verschlußklappe 100 dient, welche an einen Hebel 105 angeordnet ist, der schwenkbar auf einem stationären Lager 110 gelagert ist. Das der Verschlußklappe 100 abgewandte Ende des Hebels 105 ist mit einer Gegendruckfeder 115 verbunden, die bei 125 auf einer stationären Oberfläche 120 befestigt ist. Es ist ersichtlich, daß die Feder 115, die zwischen dem Hebel 105 und der Befestigungsstelle 125 angeordnet ist, unter Druck steht, wobei die Verschluoklappe durch eine Feder 116 und den Druck des Servofluids an der öffnung 90 im Gleichgewicht gehalten wird. Die Feder 116 überträgt vom Bimetalltemperaturfühler 55 eine Antriebskraft auf den Hebel, und zwar über einen Winkelhebel 130, der an einem Ende mit dem Temperaturfühler 55 und am anderen Ende mit einer Stange 135 verbunden ist, die ihrerseits an dem Ende der Feder 116 befestigt ist, welches dem Hebel 105 gegenüberliegt.th air set between fully open and fully closed, for which purpose a shutter 100 is used, which is arranged on a lever 105 which is pivotably mounted on a stationary bearing 110. The end of the lever 105 facing away from the closure flap 100 is connected to a counter pressure spring 115 which is fastened at 125 on a stationary surface 120. It can be seen that the spring 115, which is arranged between the lever 105 and the fastening point 125, is under pressure, the locking flap being kept in equilibrium by a spring 116 and the pressure of the servo fluid at the opening 90. Di e spring 116 transfers from the bimetal 55, a driving force on the lever, via a bell crank 130 which is connected at one end with the temperature sensor 55 and at the other end to a rod 135 which in turn is attached to the end of the spring 116 , which is opposite to the lever 105.

Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Temperaturregelsystem für ein Fluid eine Einfachrückkopplung umfaßt, wobei der Bimetalltemperaturfühler 55, wenn er aufgrund eines Fehlers in der Lufttemperatur im dritten Rohr 35 in Wirkung tritt, seine Länge ändert, wodurch auf den Hebel 105 über den Winkelhebel 130, die Stange 135 und die Feder 116 ein Signal übertragen wird. Dieses Signal hat eine Kraftänderung auf den Hebel zur Folge, wodurch die Verschlußklappe die effektive Fläche der öffnung 90 ändert, bis eine ausgleichende Druckänderung auf dem Hebel erzeugt wird. Diese Änderung des Drucks in dem Servofluid innerhalb des ,dritten Rohrs 45 und der Servofluidkammer 75 betätigt den Ventilantrieb 35, so daß das Drosselventil 30 neu eingestellt wird. Diese Neueinstellung ändert die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids durch das zweite Rohr 20, um die gefühlte Temperaturabweisung im ersten Rohr 15 zu korrigieren. It can be seen that the temperature control system according to the invention for a fluid comprises a single feedback, the bimetal temperature sensor 55, when it is due to a Error in the air temperature in the third tube 35 comes into effect, changing its length, causing the lever 105 via the angle lever 130, the rod 135 and the spring 116 a signal is transmitted. This signal results in a change in the force acting on the lever, causing the shutter to open the effective area of the opening 90 changes until a compensating change in pressure is generated on the lever. This change in pressure in the servo fluid within the third tube 45 and servo fluid chamber 75 actuates the Valve drive 35, so that the throttle valve 30 is readjusted. This readjustment changes the flow rate of the fluid through the second pipe 20 in order to correct the perceived temperature rejection in the first pipe 15.

Es ist ersichtlich, daß das Signal/ das durch einen mechanischen Temperaturfühler, wie ζ „ B. den BimetalItemperatur-It can be seen that the signal / that is transmitted by a mechanical temperature sensor, such as ζ "B. the bimetal temperature

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

fühler 55, oder einen entsprechenden pneumatischen Temperaturfühler erzeugt wird, der Temperaturänderung nachhinkt, welche den Temperaturfühler veranlaßt, ein solches Signal abzugeben. Um eine solche Zeitverzögerung auszukompensieren, ist das erfindungsgemäße Temperaturregelsystem mit einer Kammer (oder einer zweiten Servofluidquelle)140 ausgerüstet, welche mit der Zweigleitung 95 des Servofluidführenden viertes Rohrs 45 über einen Strömungsbegrenzer 145 verbunden ist. Eine Wandung der Kammer 140 besteht aus einem Diaphragma 150, welches durch ein Verbindungsglied 155 mit dem Hebel 105 verbunden ist. Im stetigen Zustand wird durch die Fluidverbindung der Kammer 140 mit dem vierten Rohr 45 ein Gleichgewicht des Servofluiddrucks in diesem Teil herbeigeführt. Jedoch verursachen der Strömungsbegrenzer 145 und die Zusammendrückbarkeit, die der Kammer 140 durch das Diaphragma 150 erteilt wird, einen Ausgleich der Servofluiddrücke im vierten Rohr 45 und in der Kammer 140, um eine Nachstellung des Servofluiddrucks in der Servofluidkammer 75 zu verzögern, wenn die Feder 116 durch eine Änderung der gefühlten Temperatur zusammengedrückt wird.sensor 55, or a corresponding pneumatic temperature sensor is generated, the temperature change lags, which causes the temperature sensor to such a signal submit. To compensate for such a time delay, the temperature control system according to the invention is equipped with a chamber (or a second servo fluid source) 140, which is connected to the branch line 95 of the fourth pipe 45 carrying the servo fluid via a flow limiter 145 is connected. A wall of the chamber 140 consists of a diaphragm 150 connected to the lever 105 by a link 155. In the steady state an equilibrium of the servo fluid pressure in brought about this part. However, the flow restrictor 145 and cause the compressibility that the Chamber 140 is issued through the diaphragm 150, a Equalization of the servo fluid pressures in the fourth tube 45 and in the chamber 140 to readjust the servo fluid pressure in the servo fluid chamber 75 when the spring 116 is compressed by a change in sensed temperature will.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß eine durch einen scharfen Fehler der Temperatur der vom Kompressor abgezweigten Luft hervorgerufene Änderung der Kraft, die zum Zeitpunkt t.. durch die Feder 116 auf den Hebel 105 angelegt ist zunächst zur Folge hat, daß sich die Verschlußklappe 1OO öffnet/ was einen augenblicklichen Abfall des Drucks des Servofluids im Rohr 45 und in der Servofluidkammer 75 von P. nach P2 zur Folge hat. Wenn nun der Druck des Servofluids in der Kammer 75 abnimmt, entsteht am Strömungsbegrenzer ein Druckunterschied, der eine Strömung von Servofluid von der Kammer 140 durch den Strömungsbegrenzer 145 zur Folge hat, wodurch der Druck in der Kammer 140 abnimmt. Dies hat ein allmähliches Wiederschließen der Verschlußklappe 100 durch das Verbindungsglied /zur Folge, so daß der Druck in der Kammer und in der Leitung 40 auf P3 steigt. Es ist hervorzuhe-From FIGS. 1 and 2 it can be seen that a change in the force caused by a sharp error in the temperature of the air diverted from the compressor which is applied to the lever 105 by the spring 116 at the time t the shutter opens 1OO / resulting in an instantaneous drop in the pressure of the servo fluid in the pipe 45 and in the servo-fluid chamber 75 of P. P 2 according to the sequence. If the pressure of the servo fluid in the chamber 75 now decreases, a pressure difference arises at the flow limiter, which results in a flow of servo fluid from the chamber 140 through the flow limiter 145, as a result of which the pressure in the chamber 140 decreases. This has a gradual reclosing of the closure flap 100 by the connecting member / so that the pressure in the chamber and in the line 40 rises to P 3. It is to be emphasized-

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-43 30AA124-43 30AA124

ben, daß bei einer scharfen Änderung der durch die Feder 116 ausgeübten Kraft die anfängliche Signaldruckänderung im Rohr 45 (Δ.Ρ ) proportional dem Produkt ist, das sich aus der durch Wirksamwerden des Bimetalltemperaturfühlers hervorgerufenen Änderung in der Belastung auf dem Hebel 105 und dem Kehrwert der Oberfläche desjenigen Teils der Verschlußklappe ergibt, der vor der öffnung 90 liegt. Jedoch ist bei stetigen Bedingungen die Änderung im Servofluiddruck (Ap, ) aus dem vorherigen stetigen Zustand wesentlich kleiner, und zwar proportional dem Produkt, das sich aus der Kraftänderung auf den Hebel und dem Kehrwert der Summe aus den Verschlußklappen- und Diaphragmaflächen ergibt. Das erfindungsgemäße System arbeitet entsprechend, d. h., daß es eine große anfängliche Servodruckänderung und anschließend daran eine allmähliche Druckabnahmeänderung ergibt, wenn die Verschlußklappe betätigt wird, um die Öffnung 90 zu schließen, so daß das Drosselventil 30 geschlossen wird.ben that upon a sharp change in by the spring 116 the initial signal pressure change in pipe 45 (Δ.Ρ) is proportional to the product resulting from the activation of the bimetal temperature sensor induced change in the load on the lever 105 and the reciprocal of the surface of that part of the closure flap which lies in front of the opening 90. However For steady conditions, the change in servo fluid pressure (Ap,) from the previous steady state is essential smaller, proportional to the product that results from the change in force on the lever and the reciprocal value the sum of the flap and diaphragm areas. The system according to the invention works accordingly, d. that is, there is a large initial change in servo pressure followed by a gradual change in pressure decrease results when the shutter is operated to close the port 90 so that the throttle valve 30 is closed will.

Deshalb ist der Anfangsdruckabfall (Δρ ) , der demTherefore, the initial pressure drop (Δρ) that corresponds to the

Ventilantrieb 35 übermittelt wird, viel höher als der Druckabfall zum stetigen Zustand, obwohl der Ventilantrieb 35 nur einen stetigen Servofluiddruckabfall auf (APj3) braucht, um das Ventil 30 so einzustellen ^ daß eine Temperaturänderung im Rohr 15 ausgeglichen wird. So wird der Betätigungskolben zunächst über den Punkt verschoben, der zur Nachstellung des Drosselventils 30 zur Erzielung eines stetigen Zustands erforderlich ist, worauf er sich dann dem Punkt des stetigen Zustands nähert, wenn sich die Drücke innerhalb der Zweigleitung 95 und der Kammer 140 angleichen. Es ist also ersichtlich, daß diese rasche und starke Betätigung des Drosselventils 30 in gewissem Ausmaß die Trägheit in der Betätigung des Ventils als Antwort auf eine Temperaturänderung, die durch den Bimetalltemperaturfühler 55 gefühlt wird, auskompensiert. Diese "Leitungskompensationscharakteristik" des vorliegenden Sy-Valve drive 35 is transmitted, much higher than the pressure drop to the steady state, although the valve drive 35 only needs a steady servo fluid pressure drop to (APj 3 ) in order to adjust the valve 30 so that a temperature change in the pipe 15 is compensated. Thus, the actuating piston is first shifted beyond the point required to readjust the throttle valve 30 to achieve a steady state, whereupon it approaches the point of steady state when the pressures within the branch line 95 and the chamber 140 equalize. It can thus be seen that this rapid and strong actuation of the throttle valve 30 compensates to some extent for the inertia in actuation of the valve in response to a temperature change sensed by the bimetal temperature sensor 55. This "line compensation characteristic" of the present system

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stems ist besonders nützlich, wenn das System den Ventilatorluftstrom in Abhängigkeit von kurzzeitigen Temperaturänderungen in der vom Kompressor abgezweigten Luft einstellen soll. Solche scharfe Änderungen in der vom Kompressor abgezweigten Luft werden bei bekannten mechanischen oder pneumatischen Systemen durch eine allmähliche Nachstellung des Regelventils in der Ventilatorluft in Abhängigkeit von einer allmählichen Zunahme der Druckänderung innerhalb des Servofluidrohrs beantwortet. So könnte also eine solche scharfe Änderung vollständig vom Rohr 15 über das Rohr 25 und dem Belüftungssystem des Flugzeugs durchschlagen, bevor das System auf die Temperaturänderung antwortet. Gemäß der Erfindung wird jedoch einer solchen kurz zeitige"1 Diskontinuität durch eine rasche und übermäßige Nachstellung des Ventils 30 begegnet, wodurch wirksam die Strömung der Ventilatorluft verändert wird, um die scharfe Temperaturänderung der vom Kompressor abgezweigten Luft aus zukompensieren.stems is particularly useful when the system is to adjust the fan airflow based on brief temperature changes in the air diverted from the compressor. Such sharp changes in the air diverted from the compressor are answered in known mechanical or pneumatic systems by a gradual readjustment of the control valve in the fan air as a function of a gradual increase in the pressure change within the servo fluid tube. Thus, such a sharp change could completely break through from tube 15 through tube 25 and the aircraft's ventilation system before the system responds to the temperature change. According to the invention, however, such a short-term "1 discontinuity is encountered by a rapid and excessive adjustment of the valve 30, thereby effectively the flow of the fan air is changed zukompensieren around the sharp temperature change of the branched from the compressor air.

Zwar ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Kammer 140 vorgesehen, um eine kontinuierliche Abnahme der Änderung des Drucks des Servofluids zu bewirken, aber es ist darauf hingewiesen, daß verschiedene andere Mittel für die Bewirkung einer solchen Abnahme in der Servodruckänderung mit der Zeit verwendet werden können. Beispielsweise kann eine gesonderte Quelle für Servofluid verwendet werden, welche bei einer Betätigung der Verschlußklappe 100 Fluid in das Rohr 45 einspeist.In a preferred embodiment, a chamber 140 is provided in order to continuously decrease the Change the pressure of the servo fluid, but it does it should be noted that there are various other means for causing such a decrease in the servo pressure change can be used over time. For example, a separate source of servo fluid can be used which feeds fluid into the tube 45 when the closure flap 100 is actuated.

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Claims (12)

PatentansprücheClaims 1. System zur Regelung der Temperatur eines ersten Fluids, _/ das durch ein erstes Rohr strömt, wobei das erste Fluid in Wärmeaustausch mit einem zweiten Fluid steht, das durch ein zweites Rohr strömt und eine andere Temperatur als das erste Fluid aufweist, welches System ein im zweiten Rohr angeordnetes Ventil für die Regulierung der Strömung des Fluids sowie einen Antrieb aufweist/ der mit dem Ventil zwecks Betätigung desselben verbunden ist, wobei der Antrieb auf den Druck eines Servofluidsanspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Einrichtung zur Einstellung des Drucks des Servofluids in Abhängigkeit von der Zuführtemperatur des ersten Fluids aufweist,wodurch der Antrieb des Ventils betätigt wird und wobei die Einrichtung den Druck des Servofluids derart einstellt, daß die Änderung des Drucks des Servofluids von einem stetigen Zustand mit der Zeit von der Initiierung der Servofluiddrucknachstellung von einem größeren Anfangswert zu einem nachfolgenden geringeren stetigen Zustandswert abnimmt, wodurch das Ansprechen des Regelsystems verbessert wird.1. system for regulating the temperature of a first fluid, _ / which flows through a first tube, the first fluid is in heat exchange with a second fluid flowing through a second tube and at a different temperature as the first fluid, which system comprises a valve arranged in the second pipe for the regulation of the Has the flow of the fluid and a drive / which is connected to the valve for the purpose of actuating the same, where the drive responds to the pressure of a servo fluid, characterized in that the system includes means for adjusting the pressure of the servo fluid in dependence of the supply temperature of the first fluid, whereby the drive of the valve is actuated and the device adjusts the pressure of the servo fluid in such a way that that the change in pressure of the servo fluid from a steady state with time from the initiation of the Servo fluid pressure readjustment from a larger initial value to a subsequent lower steady state value decreases, thereby improving the response of the control system. 2. Temperaturregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Nachstellung des Servofluiddrucks eine Öffnung in der Servofluidzufuhr, eine Verschlußeinrichtung zur selektiven Einstellung der effektiven Fläche der öffnung zwecks Einstellung des Servofluiddrucks in Abhängigkeit von einem Signal von einer im ersten Rohr angeordneten Temperaturfühleinrichtung und eine in Strömungsverbindung mit der Servofluidquelle stehende Kammer aufweist, wobei die Verschlußeinrichtung mit der Kammer verbunden ist und die Kammer mit der Servof luidquelle verbunden ist, so daß die Verschlußeinrichtung eine vorübergehende Nachstellung des Servofluiddrucks durch eine entsprechende Änderung des Servofluiddrucks in der Kammer bewirkt, wodurch die Servofluiddruckänderung auskompensiert und eine Verlangsamung der Servofluiddruckeinstellung bewirkt wird.2. Temperature control system according to claim 1, characterized in that that the device for readjusting the servo fluid pressure has an opening in the servo fluid supply, a Closure device for the selective setting of the effective area of the opening for the purpose of setting the servo fluid pressure as a function of a signal from a temperature sensing device arranged in the first pipe and a chamber in fluid communication with the source of servo fluid, the closure means is connected to the chamber and the chamber is connected to the servof luidquelle, so that the closure device a temporary readjustment of the servo fluid pressure by changing the servo fluid pressure accordingly in the chamber, thereby compensating for the change in servo fluid pressure and slowing down the servo fluid pressure setting is effected. 130023/0661130023/0661 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 3. Temperaturregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Servofluidquelle ein drittes Rohr aufweist, das mit dem ersten oder zweiten Rohr in Verbindung steht, so daß das Servofluid aus dem ersten oder zweiten Fluid besteht.3. Temperature control system according to claim 2, characterized in that the servo fluid source has a third pipe which is in communication with the first or second pipe, so that the servo fluid consists of the first or second fluid. 4. Temperaturregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Servofluidquelle mit der Kammer durch einen Strömungsbegrenzer verbunden ist und daß die Verschlußeinrichtung einen schwenkbaren Hebel aufweist, wobei ein erster Teil desselben selektiv die Fläche der Austrittsöffnung einstellt und ein zweiter Teil davon mit einem Diaphragma verbunden ist, wobei das Diaphragma einen Wandungsteil der erwähnten Kammer bildet, wodurch eine Servofluiddruckänderung in dieser Kammer eine entsprechende Änderung in der Belastung auf dem Hebel bewirkt, so daß ein eingestellter stetiger Zustand des Servofluiddruckes aufrechterhalten wird.4. Temperature control system according to claim 2, characterized in that the servo fluid source with the chamber through a flow limiter is connected and that the closure device has a pivotable lever, wherein a first part of the same selectively adjusts the area of the outlet opening and a second part thereof is connected to a diaphragm, the diaphragm forming a wall part of said chamber, whereby a change in servo fluid pressure in this chamber causes a corresponding change in the load on the lever, so that a set steady state of the servo fluid pressure is maintained. 5. Temperaturregelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler ein Bimetallteil aufweist, wobei der Hebel durch das Bimetallteil über ein drittes Teil angetrieben wird, das um einen Punkt zwischen der dritten Stellung und einer der ersten und zweiten Stellungen schwenkbar ist.5. Temperature control system according to claim 4, characterized in that that the temperature sensor has a bimetal part, the lever through the bimetal part via a third part is driven around a point between the third position and one of the first and second Positions is pivotable. 6. Temperaturregelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es eir&Ausgleichsfeder aufweist, die an der dritten Stelle auf den Hebel wirkt, wobei die Feder das Gleichgewicht des Hebels gegen die Belastung des Hebels durch das Bimetallteil und den Servofluiddruck aufrechterhält.6. Temperature control system according to claim 5, characterized in that that it has a balancing spring which acts on the lever at the third point, the spring the balance of the lever against the loading of the lever by the bimetal part and the servo fluid pressure maintains. 7. System zur Regelung der Temperatur eines ersten Fluids, das durch ein erstes Rohr fließt, Durchströmung des ersten Fluids im Wärmeaustausch mit einem zweiten Fluid, das durch ein zweites Rohr strömt, dadurch- gekennzeichnet, daß das System folgendes aufweist:7. System for controlling the temperature of a first fluid flowing through a first pipe, flowing through the first fluid in heat exchange with a second fluid flowing through a second tube, characterized in, that the system has: 130023/0661130023/0661 ein im zweiten Rohr angeordnetes Ventil zur Regulierung der Strömung des Fluids, einen Antrieb zur Betätigung des Ventils in Abhängigkeit zum Druck einer ersten Servofluidquelle, mit der der Antrieb in Verbindung steht, eine Einrichtung zur Regelung des Fluiddrucks in der ersten Servofluidquelle in Abhängigkeit zur Temperatur des ersten Fluids, wodurch der Antrieb selektiv betätigt wird, und eine zweite Servofluidquelle, die mit der ersten Servofluidquelle über einen Strömungsbegrenzer in Verbindung steht, wodurch die anfänglichen Einstellungen im Fluiddruck in der ersten Servofluidquelle von einem stetigen Zustand gedämpft werden durch eine Verzögerung der Servofluiddruckangleichung zwischen der ersten und der zweiten Quelle.a valve arranged in the second tube for regulating the flow of the fluid, a drive for actuation of the valve as a function of the pressure of a first servo fluid source with which the drive is connected, a device for regulating the fluid pressure in the first servo fluid source as a function of the temperature of the first fluid, thereby selectively actuating the actuator, and a second servo fluid source connected to the first Servo fluid source communicates through a flow restrictor, making the initial settings in the fluid pressure in the first servo fluid source are attenuated from a steady state by a delay the servo fluid pressure equalization between the first and second sources. 8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Regelung des Drucks des erwähnten Servofluids eine öffnung in der ersten Servofluidquelle und ein Verschlußteil aufweist, welches selektiv die effektive Fläche der erwähnten öffnung in Abhängigkeit zur ersten Fluidtemperatur einstellt, wodurch die erwähnte Quelle des Servofluiddrucks eingestellt wird, und wobei die zweite Servofluidquelle eine Kammer aufweist, die sich in die erste Servofluidquelle öffnet, wobei die Kammer einen Wandungsteil besitzt, der mit dem Verschlußteil so verbunden ist, daß eine Servofluiddruckänderung in dieser Kammer eine entsprechende Änderung in der Belastung des Hebels zur Aufrechterhaltung eines nachgestellten stetigen Servofluiddrucks bewirkt.8. System according to claim 7, characterized in that the device for regulating the pressure of said servo fluid an opening in the first servo fluid source and a closure member, which selectively the effective Adjusts the area of the mentioned opening as a function of the first fluid temperature, whereby the mentioned Source of servo fluid pressure is adjusted, and wherein the second servo fluid source comprises a chamber which opens into the first servo fluid source, the chamber having a wall part which is connected to the closure part so connected that a change in servo fluid pressure in that chamber is a corresponding change in the load of the lever to maintain an adjusted constant servo fluid pressure. 9. Temperaturregelsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Servofluidquelle ein drittes Rohr aufweist, das mit dem ersten oder zweiten Rohr in Verbindung steht, so daß das Servofluid aus dem ersten oder zweiten Fluid besteht.9. Temperature control system according to claim 8, characterized in that that the servo fluid source has a third tube which communicates with the first or second tube stands so that the servo fluid consists of the first or second fluid. 130023/0661130023/0661 10. Temperaturregelsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Servofluidquelle mit der Kammer durch einen Strömungsbegrenzer verbunden ist und daß die Verschlußeinrichtung einen schwenkbaren Hebel aufweist, wobei ein erster Teil desselben selektiv die Fläche der Austrittsöffnung einstellung und ein zweiter Teil davon mit einem Diaphragma verbunden ist, wobei das Diaphragma einen Wandungsteil der erwähnten Kammer bildet, wodurch eine Servofluiddruckänderung in dieser Kammer eine entsprechende Änderung in der Belastung auf dem Hebel bewirkt, so daß ein eingestellter stetiger Zustand des Servof luiddruckes aufrechterhalten wird.10. Temperature control system according to claim 8, characterized in that that the servo fluid source is connected to the chamber through a flow limiter and that the closure device a pivotable lever, a first portion of which selectively covers the surface of the Outlet opening adjustment and a second part of which is connected to a diaphragm, the diaphragm forms a wall part of the mentioned chamber, whereby a servo fluid pressure change in this chamber is a corresponding one Changes in the load on the lever causes a set steady state of the servof luiddruckes is maintained. 11. Temperaturregelsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler ein Bimetallteil aufweist, wobei der Hebel durch das Bimetallteil über ein drittes Teil angetrieben wird, das um einen Punkt zwischen der dritten Stellung und einer der ersten und zweiten Stellungen schwenkbar ist.11. Temperature control system according to claim 10, characterized in that that the temperature sensor has a bimetal part, the lever through the bimetal part via a third part is driven around a point between the third position and one of the first and second Positions is pivotable. 12. Temperaturregelsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Ausgleichsfeder aufweist, die an der dritten Stelle auf den Hebel wirkt, wobei die Feder das Gleichgewicht des Hebels gegen die Belastung des Hebels durch das Bimetallteil und den Servofluiddruck aufrechterhält.12. Temperature control system according to claim 11, characterized in that that it has a compensating spring which acts on the lever at the third point, the spring the balance of the lever against the loading of the lever by the bimetal part and the servo fluid pressure maintains. 130023/0661130023/0661
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DE-B.: Samal, Erwin "Grundriß der praktischen Regelungstechnik S. 204-229 *

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NO803517L (en) 1981-05-25
IL61519A (en) 1985-05-31
GB2065330A (en) 1981-06-24
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FR2470408B1 (en) 1983-12-09
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JPS5694409A (en) 1981-07-30
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NO153470C (en) 1986-04-02
IT1134399B (en) 1986-08-13
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