DE328997C - Stellglied, insbesondere fuer Gasdruckregler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Druckregler, insbesondere auf Gasdruckregler. Die bei diesen gebrauchten Stellglieder stehen gewöhnlich unter Wirkung von Federn oder Gewichten, um dem Gasdruck den entsprechenden Gegendruck bieten' zu können. Bei Anwendung von Gewichten als Belastung des Stellgliedes tritt der Nachteil auf, daß dieses nur den Druck einstellt, der dem Gewicht

ίο entspricht, und dabei zu spät in Wirkung tritt, weil der dem Gewicht angepaßte Druck erst erreicht sein muß, ehe das Stellglied in Bewegung versetzt wird. Es tritt dabei mithin notgedrungen eine Überregelung auf.

Werden indessen Federn zur Belastung des Stellgliedes gebraucht, so spricht dieses zwar sofort bei jeder Druckänderung an, stellt aber bei verschiedenen Durchflußmengen durch das zu steuernde Ventil nicht den gleichen Druck

ao ein, da die Federspannung von der Ventilöffnung bzw. der Durchflußmenge abhängig ist

Um diese Nachteile zu vermeiden, benutzt der neue Druckregler ein Stellglied, das sich aus zwei in bestimmter Verbindung miteinander stehenden Teilen zusammensetzt, von denen der eine feder- und 'der andere gewichtsbelastet ist. Der eine leitet daher die Bewegung des zu steuernden Ventils ein und setzt diese bis zu einer gewissen Stellung fort, während der zweite das Ventil in die gewünschte Endstellung bringt. Das erste Stellglied erhält daher die mit dem Druck veränderliche Belastung (Feder) und das zweite die gleichbleibende (Gewicht), wobei die Verbindung beider Stellglieder miteinander eine mittelbare oder unmittelbare sein kann. Es wird beispielsweise das eine Stellglied von einer mit dem anderen verbundenen Kappe überdeckt, die die nicht vom · Druckmittel berührte Seite des ersten Stellgliedes gegenüber der Außenluft bis auf eine feine Öffnung in der Kappe abschließt.

Auf der Zeichnung ist das neue Stellglied an einem Gasdruckregler zur Anschauung gebracht.

F:'g. ι zeigt einen Querschnitt durch den Regler mit Membranen als Stellglieder, die in

Fig. 2 als Glocken ausgebildet dargestellt sind. . ."

Fig. 3 bis 6 sind Diagramme, die die Ventilbewegung entsprechend dem Druck zeigen.

In den Fig. 3 bis 6 ist mit 1 die Druckkurve und mit 2 die Kurve der Ventilbewegung zur Darstellung gebracht. Die Fig. 3. und 5 zeigen beide Kurven bei Anwendung der bis dahin gebräuchlichen Druckregler und veranschaulichen . die Überregelung, während die Fig. 4 und 6 die Diagramme bei Gebrauch des neuen Reglers veranschaulichen. '

Es werde angenommen, das ein Gasbehälter angefüllt werden soll. Mit einem bisherigen Druckregler würde sich dabei das in Fig. 3 zur Darstellung gebrachte Diagramm ergeben. Beim Anfangspunkt .4 soll der Druck gleich Null und das Ventil geöffnet sein. Die Linie 3 ■ soll die gewünschte Druckhöhe im Gasbehälter veranschaulichen, während die Linie 4 die Schlußstellung des Ventils zeigt. Der Druck steigt nun eine gewisse Zeitlang an, bis der Punkt 5 erreicht ist, in welchem die Kurve ι und die Linie 3 sich schneiden. In,

diesem Augenblick beginnt erst das Ventil, da nun der eingestellte Druck erreicht ist, sich zu öffnen. Diese Bewegung hält an bis Punkt 6, wo Kurve 2 und Linie 4 einander treffen. Inzwischen ist jedoch der Druck weiter gestiegen und hat den Punkt 7 erreicht, der beträchtlich über der Linie 3 liegt. Das Ventil ist nun geschlossen, aber der Druck im Behälter entspricht nicht der Druckhöhe A ³, sondern A⁷.

Wie aus dem Diagramm Fig. 4 hervorgeht, bewegt sich zugleich mit steigendem Druck auch das Ventil, infolgedessen zeigen beide Kurven 1 und 2 vom Anfangspunkt A ab bereits eine aufsteigende Bewegung. Hat die Kurve ι den Punkt 5 -erreicht, so gelangt zu gleicher Zeit die Kurve 2 zu dem Punkt 6, so daß bei Schluß des Ventils der gewünschte Druck in dem Behälter vorhanden ist. Durch die Diagramme Fig. 5 und 6 ist die Auffüllung eines Behälters gezeigt, aus dem gleichzeitig Gas entnommen wird. Mit den bekannten Einrichtungen würde die Kurve 1 zunächst bis zum Punkt 5 ansteigen, welcher der gewünschten Druckhöhe A^a entspricht. Das Ventil würde dann also sich zu öffnen beginnen und diese Bewegung wieder bis zum Punkt 6 fortsetzen. Solange das Ventil aber ' geöffnet ist, muß auch der Druck im Behälter noch steigen. Daher befindet sich bei .Ventilsehluß im Behälter der Druck A ⁷. Wird nun Gas entnommen, so fällt der Druck bis Punkt 8, ohne daß das Ventil beeinflußt wird, das infolge seiner Einstellung erst wieder anspricht, nachdem der Druck im Behälter unter die Drückhöhe A^a gefallen ist. Bei Punkt 8' wird daher das Ventil sich zu öffnen beginnen, so daß der Druck' damit wieder ansteigen kann. Das Ventil -. öffnet sich indessen weiter, bis die Kurve r wieder die Linie 3 schneidet (Punkt 9). In diesem Augenblick (Punkt 9) beginnt das Ventil sich zu schließen, -während aber der Druck noch weiter steigt, so daß ein beständiges Hin- und Herpendeln und eine !Uberregelung eintritt.

Nach dem Diagramm Fig. 6 beginnen dagegen die beiden Kurven 1 und 2 bereits im ■ Anfangspunkt A ihre Bewegung, so daß bei Erreichung der Druckhöhe A ^s auch das Ventil in Schlußstellung gelangt ist. Wird aus dem Behälter Gas entnommen, so fällt der Druck bis zum Punkt 10, wobei aber gleichzeitig das Ventil eine entsprechende Öffnungsbewegung ausführt, so daß der Druck wieder ansteigen kann, bis er von neuem die Höhe A³ im Punkt ir erreicht hat. Da bei ansteigendem Druck aber auch der neue Regler das Ventil wieder zu schließen beginnt, so kommt dieses in Punkt 12 in. Schlußstellung. Jede Überregelung ist dabei vermieden,, und im Behälter wird immer wieder von selbst genau die Druckhöhe A^s hergestellt.

Bei der in Fig. ι gezeichneten Ausführungsform dienen als Stellglieder Membranen, die in dem Gehäuse a des Reglers eingespannt sind. Vorteilhaft wird .nur eine Membran verwendet, die dann zwei Arbeitsflächen c und d hat. Die letztere umschließt ringförmig die mittlere Fläche d und trägt einen Ring 5, an dem eine Kappe h sitzt, die die mittlere Membranfläche d überdeckt; ein hohler Schrauberistopfen i dient dazu, Luft in die Kappe eintreten zu lassen. Vorteilhaft ist der Stopfen mit Watte gefüllt, damit die Luft nicht unbehindert hindurchtreten kann. Der Ring δ steht unter dem Druck von Federn m, während die innere Membran d durcn" ein Gewicht 0 belastet ist, das z. B. an dem Gestänge q für das Ventil r hängt. Das Gewicht 0 ist längs verschiebbar auf einer Schraubenpindel s, die durch das Gehäuse α nach außen reicht, so daß durch Drehen der Spindel s das Gewicht 0 verschoben werden kann, wodurch seine Wirkung auf die Membran i entsprechend dem veränderten Hebelarm ein-' gestellt wird. Eine Rast u, die am Gehäuse a angebracht ist, trägt Membran und Ventil in der Ruhestellung.

Die Wirkungsweise des neuen Stellgliedes ist folgende:

Es werde angenommen, daß der Regler bei Erreichung einer gewissen Druckhöhe in der Leitung χ das Ventil r schließen soll. Das Gewicht 0 wird mithin so bemessen, daß es diesem Druck entspricht. Der Druck wird zunächst entsprechend dem zunehmenden Gegendruck der Federn m das Anheben der Membran, c einschließlich der Kappe h veranlassen, wodurch unter dieser eine Luftverdünnung entsteht, die den Gasdruck beim ■ Anheben der Membran d unterstützt, so daß das Ventil r bereits langsam seiner Schlußstellung zugeführt wird. Durch den Pfropfen i tritt jedoch Luft unter die Kappe h und 10g hebt die Luftverdünnung allmählich auf, so daß die mittlere Membran d sich senken und dadurch das fast geschlossene Ventil r wieder ein wenig öffnen kann, wenn der vorher bestimmte Gasdruck' inzwischen nicht erreicht sein sollte. Durch das wenig geöffnete Ventil kann sich der Druck aus der Eingangsleitung über den Regler zur Ausgangsleitung χ fortpflanzen, bis die gewollte Druckhöhe erreicht ist, die das Gewicht 0 angehoben halten kann. Die Membran d bewegt sich dann nach oben, so daß nun das Ventil r geschlossen wird.

Nach Fig. 2 gelangen statt der Membranen-Glocken zur Anwendung. Dabei entspricht die Glocke c' der wirksamen Fläche c. der Membran, und die Glocke d' der wirksamen " Flächet, Der von- der.-Kapps-A...über, der-

Membran gebildete Raum, welcher durch den Stopfen i mit des Außenluft in Verbindung steht, ist hei Fig. 2 mit y bezeichnet. Die Glocken tauchen in Ringgefäße ζ ein,

Die Wirkungsweise dieser Stellglieder entspricht genau der oben . mit Rücksicht auf Fig. ι beschriebenen.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche :

   i. Gasdruckregler mit einem zwei Arbeitsflächen aufweisenden Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Arbeitsfläche dauernd unter gleicher Belastung (Gewichtsbelastung) und die andere unter' veränderlicher Belastung (Federbelastung) steht. " .
2. 2. Gasdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gleichbleibend belastete Teil von einer Kappe des anderen Teiles überdeckt wird, die die Außenluft von der vom Druckmittel nicht berührten Fläche des ersten Teiles bis auf eine feine Öffnung abschließt.
3. 3. Stellglied für den Gasdruckregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß' die beiden Arbeitsflächen des Stellgliedes im gleichen Gasraum liegen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.