DE3500731A1

DE3500731A1 - Elektropneumatischer signalumformer bzw. pneumatischer stellungsregler

Info

Publication number: DE3500731A1
Application number: DE19853500731
Authority: DE
Inventors: Mathias 6455 Gründau Regel
Original assignee: Honeywell GmbH
Current assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3500731C2

Description

HONEYWELL GMBH 10. Januar 1985

Kaiserleistraße 55 77400548 DE

D-6050 Offenbach am Main Hz/ep

Elektropneumatischer Signalumformer bzw. pneumatischer Stellungsregler

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektropneumatischen Signalumformer bzw. einen pneumatischen Stellungsregler nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1. Zur Umkehrung der Wirkungsrichtung ist es bei derartigen Signalumformern bzw. Stellungsreglern bekannt, die Düse von der einen Seite auf die andere Seite einer Prallplatte umzusetzen. Andere bekannte Systeme, die mit einem Waagebalken oder einer kippbaren Lagerplatte ausgerüstet sind/ sehen zur Wirkrichtungsumkehr eine Verschiebung der Düse von der einen Seite des Lagerpunktes auf die andere Seite des Lagerpunktes vor. Zum Stand der Technik betreffend die verschiedenen Bauformen pneumatischer Einheitsregler sei auf die Hefte "Regelungstechnische Praxis", rtp, 1968, Heft 4, M13-M21 und 1969, Heft 1, M1-M5 verwiesen

Ausgehend von diesen bekannten Einheitsreglern ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei diesen eine Umkehrung der Wirkungsrichtung ohne Eingriff in den Regler selbst vorzusehen. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Signalumformers bzw. Stellungsreglers sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Reversierbare Verstärker als solche sind bekannt. Ein derartiger Verstärker kann z.B. der DE-OS 18 15 002 entnommen werden.

Anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnung sei im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 ein Schaltbild eines elektropneumatischen

Signalumformers;
Figur 2 ein Schnittbild eines direkt wirkenden Leistungsverstärkers; und Fig ar 3 ein Schnittbild eines revers wirkenden

Leistungsverstärkers.

Der in Figur 1 dargestellte elektropneumatische Signalumformer umfaßt eine an einem Kreuzfedergelenk 10 gelagerte Prallplatte 12, an deren einem Ende ein Gegengewicht 14 angeordnet ist und die an einem auf die andere Seite des Kreuzfedergelenkes hinausragenden Hebelarm 16 eine Tauchspule 18 trägt. Die Tauchspule 18 greift in einen Topfmagneten 20 und wird in Abhängigkeit von dem in ihr fließenden Strom mehr oder weniger aus dem Topfmagneten 20 herausgedrückt. Der in die Tauchspule 18 fließende Strom wird mittels einer Düse 22 in einen Druck umgeformt. Die Düse 22 ist der Prallplatte 12 gegenüber angeordnet. Die Düse t 22 wird über eine Festdrossel 24 von einem Hilfsdruck ρ

in der Größenordnung von 1,5 - 7,0 bar aus einer geeigneten Druckluftquelle 26 gespeist. Zur Kaskadenstabilisierung

kann zwischen der Druckluftquelle 26 und der Festdrossel 24 noch ein Sollwertsteller 27 angeordnet sein,der eingesetzt wird, um den Regler vom Zuluftdruck unabhängig zu machen. Der 5 umgeformte Druck ρ zwischen der Düse 22 und der Festdrossel 24 wird

Wf

abgegriffen und über einen reversierbaren 1^-Leistungsverstärker als Ausgangs-Stellsignal ρ nach draußen geführt. Der Leistungsverytärkt-r 28 bezieht seine Hilfsenergie ρ ebenfalls aus der Druckluftquelle 26. über auf die Prallplatte 12 auf verschiedenen Seiten einwirkende Vorrichtungen 30 und 32 kann in bekannter Weise der Regelbereich und der Startpunkt des Umformers eingestellt werden.

Gemäß den Figuren 2 und 3 weist der pneumatische Leistungsverstärker 28 ein Gehäuse 34 mit vier Kammern 36, 38, 40 und 4 2 auf. Der Eingangs-Steuerdruck ρ ist wahlweise der obersten Kammer 36 über einen in das Gehäuse 34 eingearbeiteten Kanal 44 oder der darunter befindlichen Kammer 38 über einen weiteren in das Gehäuse 34 eingearbeiteten

* Kanal 96 zuführbar. Dieser Eingangs-Steuerdruck ρ wirkt

V w

über, eine Ia das Gehäuse 34 eingespannte erste Vergleichsmembran 46 auf einen Steuerkörper 48 ein. Sowohl die Kammer 36 über der Vergleichsmembran 46 als auch die Kammer 38 unter der Vergleichsmembran 46 sind durch Dichtmembranen 50 und 52 abgeschlossen, die einerseits in den Steuerkörper 48 und andererseits in das Verstärkergehäuse 34 eingespannt sind. Außer der abdichtenden Wirkung dienen diese Membranen der Führung des Steuerkörpers 48. Auf Grund ihres geringen Durchmessers tragen diese Membranen im Gegensatz zu der Vergleichsmembran 46 zu einem Druckvergleich nichts bei.

Der Steuerkörper 48 ist in seinem oberen Teil als Gewindebolzen 54 ausgebildet, über den zwei die Vergleichsmembran 46 zwischen sich einspannende Membranteller 56, 58 geschoben sind. Der untere Membranteller 58 liegt an einem durch einen erweiterten unteren Teil 60 des Steuerkörpers 48 gebildeten Absatz an, wobei die Membran 52 zwischen dem unteren Membranteller 58 und diesem Absatz eingespannt ist. Die obere Dichtmembran 50 ist zwischen dem oberen Membranteller 56 und einem über den Gewindebolzen 54 geschobenen Stützring 62 eingespannt, wobei der Stützring 62 von einer Mutter 64 unter Zwischenfügung einer Unterlagscheibe 66 und einer Widerlagerscheibe 68 gegen die Dichtmembran 50 und den oberen Membranteller 56 gepreßt wird. Eine Federhaube 70 ist in eine zentrale Gewindebohrung in dem Gehäuse 34 von oben eingeschraubt, wobei im reversen Betrieb eine Feder 72 zwischen der Widerlagerscheibe 68 und der Federhaube 70 angeordnet ist.

Der erweiterte Teil 60 des Steuerkörpers 48 ist von unten mit einer zentralen Bohrung 74 versehen, die über radiale Bohrungen 76 mit der Kammer 40 in Verbindung steht. Die Kammer 40 ist über eine weitere in dem Gehäuse 34 angeordnete Bohrung 78 in die Atmosphäre entlüftet. Zwischen dem Zutritt zu der zentralen Bohrung 74 und den radialen Bohrungen76 ist eine weitere Vergleichsmembran 80 zwischen Gehäuse 34 und Steuerkörper 48 eingespannt. Diese Ver-

gleichsmembran 80 stützt sich nach oben an einem mit dem Steuerkörper 48 verbundenen Membranteller 82 ab.

Ein an einer Feder 48 aufgehängter Doppel-Schließkörper besteht ί us zwei auf einer Stange 86 angeordneten sphärischen Schließkörpern 88 und 90. Der obere Schließkörper 88 wirkt mit der Zutrittsöffnung zu der zentralen Bohrunq 74 zusammen, deren Ringkante mit dem Schließkörper 88 ein Auslaßventil bildet. Der untere Schließkörper 90 wirkt mit einer zentralen Bohrung 92 einer in das Gehäuse 34 eingesetzten Sitzscheibe 94 zusammen und bildet ein Einlaßventil, das den Zutritt der Zuluft in der Kammer 42 in die darüber befindliche und an den Ausgang angeschlossene Kammer 42' steuert. Das Auslaßventil 74, 88 entlüftet die

1¹S Kammer 42' in die Atmosphäre.

Man erkennt in Figur 2, daß beim Ansteigen des umgeformten Druckes ρ der Steuerkörper 48 eine Bewegung nach unten ausführt, so daß das Auslaßventil 74, 88 geschlossen bleibt und das Einlaßventil 90, 92 zunehmend geöffnet wird, so daß, gespeist von der Zuluft ρ , der Ausgangs-Stelldruck ρ entsprechend ansteigt. Durch Wahl der wirksamen Flächen der Vergleichsmembranen 46 und 80 kann der umgeformte Druck ρ im Verhältnis 1:1 in den Stelldruck 5 ρ abgebildet werden, wobei jedoch die Luftleistung erhöht wird.

In Figur 3 wird der umgeformte Druck ρ der Kammer 38 zu-

Wf

geführt, und die Feder 72 ist zwischen der Widerlagerscheibe 68 und der Federhaube 70 angeordnet. Wenn jetzt der umgeformte Druck ρ ansteigt, so wird das Auslaßventil 74, 88 zunehmend geöffnet, und der Ausgangs-Stelldruck ρ sinkt entsprechend ab.

5 Der vorstehend beschriebene Verstärker ist mit geringfügigen Modifikationen, nämlich der Vertauschung zweier Anschlüsse für den umgeformten Druck ρ und durch Ent-

Wf

fernung bzw. Anordnung einer Feder von direktem auf reversen

Betrieb umstellbar. Die Verwendung dieses Verstärkers erlaubt die Umstellung der Betriebsweise eines Reglers bzw. Signalumformers von direktem auf reversen Betrieb, wobei ein Eingriff in den Regler bzw. Umformer nicht vorgenommen zu werden braucht.

. β'

- Leerseite

Claims

Patentansprüche:

1. Elektropneumatischer Signalumformer bzw. pneumatischer Stellungsregler mit einer von einem pneumatischen Hilfsüignal über eine Drossel gespeisten Düse/ der gegenüber beweglich ein Abdeckelement, wie beispielsweise eine Prallplatte, angeordnet ist und die in Abhängigkeit von der Stellung des Abdeckelementes einen veränderlichen Stelldruck erzeugt, der über einen Verstärker als Ausgangssignal ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wirkungsumkehr der Verstärker (48) reversierbar ausgebildet ist.

2. Umformer bzw. Regler nach Anspruch 1, wobei der Verstärker als Alternativverstärker ausgebildet ist,< der den Eingangsdruck an einer Vergleichsmembran vergleicht und in die Bewegung eines Steuerkörpers umsetzt, der mit einem Schließkörper zusammenwirkt und über ein Einlaßventil den Zutritt der Zuluft zum Ausgang des Verstärkers bzw. über ein Auslaßventil den Austritt der Zuluft zur Atmosphäre steuert, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl oberhalb als auch unterhalb der Vergleichsmembran (46) eine abgedichtete Kammer (36, 38) in dem Verstärkergehäuse (34) angeordnet ist und daß beide Kammern (36, 38) über getrennte Kanäle (44, 96) an den Eingangsdruck (p ) anschließbar sind.

3. Umformer bzw. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkörper (48) ^ in seinem oberen Teil als Gewindebolzen (54) ausgebildet ist, an dem eine Widerlagerscheibe (68) befestigt ist, und daß von oben eine Federhaube (70) zentral in das Gehäuse (34) des Verstärkers (28) eingeschraubt ist, zwischen der und der Widerlagerscheibe (68) eine Feder (72) einsetzbar ist.

4. Umformer bzw. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über den Gewindebolzen (54) zwei Membranteller (56, 58) geschoben sind, die

zwischen sich die Vergleichsmembran (46) einspannen.