DE383616C - Relais fuer Regelvorrichtungen - Google Patents

Description

Bei Vorrichtungen zur Regelung eines gewissen Zustandes, beispielsweise einer Geschwindigkeit, einer Temperatur, eines Druckes o. dgl., wird oft ein Regelorgan, beispielsweise ein in eine Rohrleitung eingesetztes \^?entil, von diesem Zustand beeinflußt. Dies kann entweder direkt geschehen, so daß der Zustand (z. B. der Druck) einen Kolben, eine Membran o. dgl. beeinflußt, wobei jede

ίο Zustandsänderung das Regelorgan direkt beeinflußt oder aber indirekt, indem die Anregung auf einen elektrischen Stromkreis, eine Druckflüssigkeit ο. dgl. einwirkt, wodurch ein Servomotor beeinflußt wird, der dann das Regelorgan betätigt.

Meistens wird dieses indirekte Verfahren angewendet, wobei gewöhnlich die Anregung einen Steuerschieber o. dgl. beeinflußt, der seinerseits eine Druckflüssigkeit für einen Servomotor steuert. Für hohe Empfindlichkeit, wenn also sehr kleine Änderungen des Zustandes bereits das Regelorgan betätigen sollen, läßt man zuerst die Anregung durch ■Vermittlung eines Relais o. dgl. auf eine Druckflüssigkeit einwirken, die den obengenannten Steuerkolben verstellt, um durch die geringe Anregung, die für die Regelung zur Verfügung steht, hinreichend große Kräfte für die Verstellung des Steuerkolbens hervorzubringen.

*) Von dem Patentsucher sind als Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing.Nils Persson und Carl Gustaf Janson in Stockholm.

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Für die Übertragung der Anregung auf eine für die Umstellung des Regelorganes zweckentsprechende Kraft sind eine ganze Reihe verschiedener Relaiskonstruktionen vorgeschlagen worden. So ist es u. a. bekannt, ein in der Strömungsrichtung eines ausfließenden Flüssigkeitsstrahles bewegliches Hemniungsorgan auf den Strahl einwirken zu lassen, ihn dadurch mehr oder minder zu ίο hemmen und dadurch den Druck unter einer Membran o. dgl. zu ändern. Durch die Bewegung der Membran o. dgl. wird der Zu- und Abfluß der Steuerflüssigkeit zum Servomotor verändert. Hierbei wird jedoch der Druck des Strahles gegen das Hemmungsorgan nicht ausgeglichen, und man sieht sich, um der daraus entstehenden schädlichen Einwirkung zu entgehen, daher genötigt, sehr kleine Ausströmungsöffnungen anzuwenden. Die Folge davon ist, daß diese sich leicht verstopfen und Betriebsstörungen entstehen, die oft sehr ernster Art sein können. Infolge dieser kleinen Öffnungen ist es auch schwer, das Organ auf den Wert genau einzustellen, der konstant gehalten werden soll.

Zur Vermeidung dieser Betriebsstörungen ist es bei den Regelapparaten oben beschriebener Art wichtig, daß möglichst große Flüssigkeitsmengen im Relais dauernd durch die obengenannten öffnungen strömen, damit ! nämlich kleine feste Bestandteile, wie Schmutz und Ausscheidungen der Flüssigkeit sich nicht festsetzen. Versucht man dies durch die früher bekannten Anordnungen zu er- : reichen, so entstehen so große Reibungen der- ί art, daß der Regelapparat unempfindlich wird. j Vorliegende Erfindung erstrebt Abhilfe die- ! ser Übelstände und ermöglicht einen für die ! Übertragung der Anregungen betriebssicheren Apparat unter gleichzeitiger Erreichung einer ' größeren Genauigkeit in der Regelung zu erhalten.

Die Erfindung besteht darin, daß in dem Relais ein oder mehrere öffnungen angeordnet sind, durch die die Druckflüssigkeit frei ausströmt und vor welchen Öffnungen ein Drosselorgan in einer Richtung beweglich ist, j die mit der Avisströmrichtung der Druckflüssigkeit einen Winkel bildet. ' Die Abb. 1 bis 3 veranschaulichen beispiels- j weise die Erfindung näher. i Abb. ι zeigt schematisch die Ausführungs- 1 form eines hydraulisch wirkenden Reglers, [' der zur Regelung des Druckes in einer Rohrleitung dient. Die Abb. 2 und 3 zeigen das Relais in größerem Maßstab in zwei Schnitten. In Abb. ι bezeichnet α das Relais, b einen mit einem Steuerschieber verbundenen, von 1 einer Feder beeinflußten Kolben und c den Servomotor, der das Ventil d steuert. Es ist \ angenommen, daß der Druck in der Leitung e, ι in die das Ventil d eingesetzt ist, hinter dem Ventil konstant gehalten werden soll. Dieser Druck wirkt mittels der Leitung / auf die Membran g ein.

In dem Relais α ist ein mit Ausströmungsöffnungen versehenes Rohr Ii angeordnet, das durch Leitung i mit dem ! Raum k unter dem Kolben b verbunden ist.

Der Raum k ist seinerseits durch Rohr I mit ! Drosselvorrichtung ni mit dem Raum η verbunden, in den ständig Druckflüssigkeit aus ι Leitung 0 strömt. Der Raum p ist durch Rohr q mit dem Servomotor c verbunden.

Wenn beispielsweise der Druck in der Lei-

tung e hinter dem Ventil d steigt, so beein- > flußt diese Drucksteigerung, wie weiter unten ', unter Hinweis auf die Abb. 2 und 3 gezeigt ■ werden soll, den Flüssigkeitsabfluß aus Raum k so, daß dieser Abfluß vergrößert wird. ; Da die diesem Raum zugeführte Flüssigkeitsmenge durch die Drosselanordrmng m begrenzt ist, so wird also der Druck in diesem Raum sinken, so daß der Kolben b durch die Feder r abwärts bewegt wird und der Steuer- ; schieber s die Verbindung zwischen Raum p und Ablauf t herstellt. Daher strömt die Druckflüssigkeit durch Leitung q vom Servomotor ab, so daß die Feder u das Ventil d schließt.

Wenn der Druck in der Leitung e hinter dem Ventil d aus irgendeiner Lrsache sinkt, so entsteht, wie weiter unten beschrieben werden soll, eine Drucksteigerung im Raum k, der Kolben b bewegt sich aufwärts, so daß der Steuerschieber s den Raum η mit dem Raum p verbindet und Druckflüssigkeit aus Leitung υ durch Raum n, Raum ρ und Leitung q dem Servomotor c zugeführt wird. Im Servomotor steigt also der Druck so, daß das Ventil d sich ioo öffnet.

Die bisher beschriebenen Vorrichtungen entsprechen im wesentlichen bekannten Einrichtungen. Im folgenden ist die Xeuerung näher beschrieben.

Wie aus den Abb. 2 und 3 ersichtlich, besitzt das Rohr h auf zwei gegenüberliegenden Seiten öffnungen v, durch die die Druckflüssigkeit frei ausströmen kann. Strebt man nach einer schnellen Regelung, so werden diese öffnungen zweckmäßig länglich gemacht. Das Rohr h kann mittels der Mutter w für Einstellung des zu regelnden Druckes in der einen oder der anderen Richtung verstellt werden. Durch diese Verschiebung wird jedoch nur die feinere Einstellung vorgenommen, während die gröbere Druckeinstellung dadurch geschieht, daß der Stift χ mittels einer Verschraubung y verlängert oder verkürzt wird. Die Anregung vermag auf die Membran g einzuwirken, die mit Hilfe der Stifte χ und ζ den Hebel 2 drehen, der ein

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Drosselorgan 3, beispielsweise in Form einer Gabel, besitzt. Die Feder 4 bringt den Hebel 2 immer zur Anlage am Stifte. Steigt beispielsweise der Druck in der ■ Leitung e hinter dem Ventil, so wirkt diese Drucksteigerung durch Leitung f auf die Membran g so ein, daß sie die an versetzten Stellen auf den Hebel 2 wirkenden Stifte ζ und χ gegeneinander verschieben. Das hat zur Foige, daß der ic Hebel 2 das Drosselorgan 3 nach rechts führt, so daß eine größere Flüssigkeitsmenge durch die öffnungen ν ausströmen kann. Dadurch wird der Druck im Raum k sinken, und das Ventil d wird, wie vorhin beschrieben, mehr oder weniger geschlossen werden.

Sinkt hingegen der Druck in der Leitung e

hinter dem Ventil aus irgendeiner Ursache, so federn die Membranen g zurück. Infolge der Spannung der Feder 4 kommt dann eine Linksdrehung des Hebels 2 zustande, so daß durch die Öffnungen ν weniger Flüssigkeit ausströmt oder der Austritt ganz aufgehoben wird. Das hat zur Folge, daß der Druck im Raum k steigt, und das Ventil d, wie beschrieben, sich mehr oder weniger öffnet.

Das Drosselorgan 3 ist gabelförmig ausgebildet und umfaßt das Rohr h. Durch diese Ausbildung wird der Druck der Flüssigkeit auf das Drosselorgan .3 ausgeglichen. Dieses Organ ist zweckmäßig so ausgebildet, daß es infolge des Druckes im Rohr h von den Anlageflächen etwas abfedert, wodurch ein leichter und reibungsfreier Gang erzielt wird. In vorliegender Ausfühpungsform ist der Hebei 2 vertikal wie · ein Pendel aufgehängt. Natürlich ist dies nicht notwendig; der Hebel 2 kann auch auf andere Weise, beispielsweisen horizontal, angeordnet werden. Er federt außerdem, ist jedoch in seiner Bewegungsrichtung starr ausgebildet. Durch diese Anordnung wird eine größere Betriebssicherheit erreicht, da die Wirkung kleinerer Schiefaufhängungen o. dgl. auf das Drosselorgan 3 ausgeschaltet werden. Zufolge dieser Federung und des Flüssigkeitsdruckes auf das Drosselorgan 3 wird dieses sich immer auf einen gewissen Abstand von den Seitenflächen des Rohres h einstellen. Wird öl als Druckflüssigkeit verwendet, so verbleibt immer eine Ölschicht zwischen den Flächen des Rohres h und dem Drosselorgan 3, so daß letzteres sich in einer Ölschicht und also vollständig reibungslos bewegt.

Durch die beschriebene Einrichtung wird bei verhältnismäßig kleinen Drehungen des Hebels 2 eine ziemlich große Veränderung der iftisströmungsöffnungen erzielt, ohne daß der Dtfück der ausströmenden Flüssigkeit störend auf das Relais einwirkt, das so gut wie reibungslos arbeitet. Infolge der großen Flüssigkeitsmengenv die ständig durch die Ausströmungs'öffnufigen ν zu strömen vermögen, werden alle kleinen Schmutzteilchen in den Ablauf 5 gespült, so daß eine große Betriebssicherheit erzielt wird.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Relais für Regelvorrichtungen mit einem das regelnde Organ steuernden, von einer Druckflüssigkeit beeinflußten Servomotor und einem Steuerkolben, einem Membranventil o. dgl. zur indirekten Regelung des Flüssigkeitsdruckes durch das Relais, dadurch gekennzeichnet, daß das vor dem Austrittsquerschnitt der Druckflüssigkeit in dem Relais spielende Drosselorgan in einer Richtung beweglich ist, die mit der Ausströmungsrichtung der Flüssigkeit einen Winkel bildet.

2. Ausführungsform eines Relais gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan so beschaffen ist, daß es gegen den Druck der ausströmenden Flüssigkeit ausgeglichen ist, beispielsweise dadurch, daß die Druckflüssigkeit auf das Drosselorgan in zwei entgegengesetzten Richtungen einwirkt.

3. Ausführungsform des Relais gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeit aus zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen in der Wandung eines Rohres ausströmt, das von einem gabelförmig ausgebildeten Drosselorgan umfaßt wird.

4. Relais gemäß Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Drosselorgans, gegen den die Druckflüssigkeit ausströmt, federt oder federnd verbunden ist mit einem Hebel, der das Drosselorgan bewegt.

5. Relais gemäß Patentanspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel, der das Drosselorgan bewegt, in der Ausströmungsrichtung der Flüssigkeit federnd ausgebildet ist.

6. Relais gemäß Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr für die ausströmende Druckflüssigkeit regelbar angeordnet ist, beispielsweise so, daß es in seiner Längsachse verstellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.