DE383617C - Regelvorrichtung mit einem Relais - Google Patents

Description

Bei Vorrichtungen zur Regelung eines gewissen Zustandes, beispielsweise einer Geschwindigkeit, einer Temperatur, eines Drukkes o. dgl. wird oft ein Regelorgan, beispielsweise ein in eine Rohrleitung eingesetztes Ventil, beeinflußt von diesem Zustand. Dies kann entweder direkt geschehen, derart, daß der Zustand (besonders wenn es sich um Druck handelt) einen Kolben, eine Membran o. dgl. beeinflußt, wobei die Anregung, die bei Änderung des Zustandes entsteht, das Regelorgan direkt beeinflußt oder aber auch indirekt, indem 'die Anregung auf einen elektrischen Stromkreis, eine Druckflüssigkeit 0. dgl. einwirkt, die ihrerseits einen Servomotor beeinflussen, der das Regelorgan steuert.

Meistens wird dieses indirekte Verfahren angewendet, wobei gewöhnlich die Anregung einen Steuerschieber o. dgl. beeinflußt, der seinerseits eine Druckflüssigkeit für einen Servomotor steuert. Wird große Genauigkeit gefordert, d. h. in dem Fall, wo sehr kleine Änderungen des Zustandes für die Regelung ausschlaggebend sein sollen, läßt man zuerst die Anregung unter Vermittlung eines Relais 0. dgl. auf eine Druckflüssigkeit einwirken, die den Steuerschieber verstellt, um aus 'der schwachen Anregung, die für die Regelung · zur Verfügung steht, hinreichend große Kräfte zur Verstellung des Steuerschiebers hervorzubringen.

Für die "Übertragung der Anregung auf eine für die Umstellung des Regelorgans zweckentsprechenden Kraft sind eine ganze Reihe verschiedener Relaiskonstruktionen vorgeschlagen worden.

Handelt es sich um einen Druck, der geregelt werden soll, beispielsweise einen Dampfdruck, so hat man vorgeschlagen, diesen Dampfdruck auf einen von einer Feder beeinflußten Kolben einwirken zu lassen, der durch die Druckänderung verstellt wird. Hierbei entsteht jedoch ständig eine Undichtigkeit am Kolben, die schädlich wirkt. Der Kolben arbeitet beispielsweise in einer gewissen Lage gut, soll jedoch die Regelung auf ein anderes Druckniveau eingestellt werden, so kommt der Kolben in eine andere Lage und bleibt hier infolge rauher Stellen oft hängen, so daß der Apparat nicht mehr zufriedenstellend arbeitet.

Man bat auch Bourdonfedern zur Übertragung der Anregung vorgeschlagen und dabei für die Regelung die federnde Bewegung ausgenutzt, die diese bei einer gewissen

*) Von dem Patentsucher sind als Erfinder angegeben'worden:

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

Druckänderung aufweisen. Die hierbei zur Verfügung stehenden Stellkräfte sind jedoch sehr klein, weshalb größere Genauigkeit nicht erreicht werden kann. Bourdonfedern weisen außerdem noch den Übelstand auf, daß sie infolge der ständig auftretenden Formveränderungen ihre Struktur ändern, so daß ein ständiges Nachstellen nötig wird. Infolge der kleinen Bewegungen ist dieses Nachstellen ίο aber oft schwer zu erreichen.

Ferner sind Einrichtungen bekannt, bei denen der Druck beispielsweise auf eine Membran einwirkt, die ihrerseits ein Organ verstellt, wodurch eine Regelung " zustande kommt. Bei hohem Druck jedoch ist die Schwierigkeit vorhanden, einen hinreichend großen Ausschlag zu erhalten, weil man gezwungen ist, die Membran sehr klein zu machen, damit sie dem hohen Druck zu widerstehen vermag.

AlIt allen bisher vorgeschlagenen Einrichtungen ist es nicht gelungen, eine völlig zuverlässige und betriebssichere Übertragung der Anregungen zu erzielen, weil bei einer gewissen gegenenen Druckänderung das Arbeitsvermögen des Organs zu klein wird.

Vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Schwierigkeiten abzuhelfen, wobei gleichzeitig einer gewissen Anregung eine größere Arbeit der Regelung zugute kommt und größere Betriebssicherheit erreicht wird.

Die Erfindung besteht darin, daß das Relais mit einem regelnden Teil versehen ist, der von zwei oder mehreren Membranen, Kolben o. dgl. beeinflußt wird, auf die die Schwankungen so einwirken, daß die Bewegung beider oder sämtlicher Membranen, Kolben o. dgl. auf den beweglichen Teil übertragen wird.

Die Abb. 1 bis 3 veranschaulichen beispielsweise die Erfindung näher.

Abb. ι zeigt schematisch die Ausführungsform eines hydraulisch wirkenden Reglers, der zur Regelung des Druckes in einer Rohrleitang 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 einer Feder beeinflußten Kolben und c den Servomotor, der das Ventil d steuert. Es ist angenommen, daß der Druck in der Leitung c, in die das Ventil d eingesetzt ist, hinter dem λ entil d konstant gehalten werden soll. Dieser Druck wirkt mittels der Leitung f auf die Membran g ein.

In dem Relais α ist ein mit Ausströmungsöffnungen versehenes Rohr Λ angeordnet, das durch Leitung i mit dem Raum k unter dem Kolben b verbunden ist. Der Raum k ist seinerseits durch Rohr / mit Drosselvorrichtung m mit dem Raum« verbunden, in den ; ! ständig Druckflüssigkeit aus Leitung 0 strömt. Der Raum p ist durch Rohr q mit dem Servomotor c verbunden.

Wenn beispielsweise der Druck in der Leitiing e hinter dem Ventil d steigt, so beeinflußt 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 Drosselanordnung 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 Steuerschieber 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 Ursache 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 ρ verbindet und Druckflüssigkeit aus Leitung 0 lurch Raum n, Raum p und Leitung q dem Servomotor c zugeführt wird. Im Servomotor 'steigt also der Druck so, daß das Ventil d sich öffnet.

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

Der Hebel ν (Abb. 2) ist an seinem unteren Ende mit einem gabelförmig ausgebildeten Drosselorgan χ versehen und zwischen zwei Stiften y und 2 frei aufgehängt. Die Feder 2 bringt den Hebel ν immer zur An- i_Oo lage mit dem Stift y. Die Stifte y und ζ wirken auf verschiedene Punkte des Hebels ν derart ein, daß, wen.i eine gewisse Druckänderung im Rohr e hinter dem Ventil d auf die Membran g übertragen wird, die Stifte y und s den Hebel in der einen oder anderen Richtung drehen, und zwar bei einer Drucksteigerung nach rechts. Diese von dem Druck auf die Membran ausgeübte Kraft wird von deren Eigensteifigkeit ohne Verwendung irgendeiner Gegenkraft, beispielsweise Feder 0. dgl., aufgenommen. Die Stifte y und s stützen sich lose gegen die Membran g, und die Feder 2 ist so angeordnet, daß deren Angriffspunkt am Hebeln bei dessen Drehung n₅ eine Bewegung nahezu winkelrecht zur Mittellinie der Feder macht, weshalb nur eine sehr kleine Spannungsänderung in der Feder auftritt.

Entsteht nun im Rohr e hinter dem Ventil d beispielsweise eine Drucksteigerung, so beeinflußt diese durch die Leitung / die Mem-

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bran g, die die Stifte y und ζ gegeneinander verschieben und den Hebel ν mit dem Drosselorgan χ zwingen, sich nach rechts zu bewegen. Dadurch tritt eine größere Flüssigkeitsmenge durch die Ausströmungsöffnungen 3 des Rohres h, wodurch der Druck im Raum k sinkt, was, wie vorhin beschrieben, zur Folge hat, daß das Ventil d geschlossen wird.

Wenn dagegen im Rohr e hinter dem Ventil ei der Druck aus irgendeiner Ursache sinkt, so sinkt auch der Druck vor den Membranen g, so daß diese zurückfedern. Die gespannte Feder ζ wird deshalb den Hebel ν nach links verdrehen, so daß das Drosselorgan χ weniger Druckflüssigkeit durch die Ausströmungsöffnungen 3 hindurchtreten läßt. Der Druck im Raum k wird daher steigen, und das Ventil d wird sich öffnen, wie vorhin beschrieben. Die Stifte y und ζ sind außerdem mit Anschlägen 4 und 5 versehen, so daß, wenn eine der Membranen aus irgendeiner Ursache springen sollte, der Hebel» immer in derjenigen Richtung gedreht wird, die ein Schließen des Ventils d zur Folge hat. Einer der Stifte besitzt außerdem auch eine Verschraubung 6, die die Länge des Stiftes zu verändern ermöglicht, um dadurch den Hebel ν in eine für einen gewissen Druck in der Leitung e bedingte Lage einstellen zu können.

Sollte der Druck in der Leitung e aus irgendeiner Ursache sinken, so hat dies, wie vorhin gesagt, zur Folge, daß die Feder 2 den Hebel υ nach links zieht.

Damit nun bei einer «ehr großen Druck-Senkung diese Bewegung nicht so groß wind, daß die Ausströmungsöffnungen 3 des Rohres h ganz geschlossen und wieder freigegeben werden, ist auf der anderen Seite des Drosselorgans χ am Rohr h ein Anschlag 7 angeordnet, der verhindert, daß sich das Drosselorgan weiterbewegen kann. Bei fortschreitender Drucksenkung legt sich also das untere Ende des Hebels ν unter Vermittlung des Drosselorgans gegen den Anschlag 7 und den Stift y. Bei eintretender Drucksteigerung liegt der Hebel hier so lange an, bis auch der Stift ζ auf denselben einwirkt.

In dieser Ausführungsform sind nur zwei Membranen vorgesehen. Natürlich können noch mehrere Membranen zusammengekuppelt werden, beispielsweise zu zwei Gruppen, welche Gruppen auf die Stifte y und ζ einwirken können. Ebenso kann der eine Stift feststehen und mehrere Membranen 0. dgl.

können auf einen einzigen Stift zusammengekuppelt wirken.

Claims (7)

Patent-Ansprüche:

1. Regelvorrichtung mit einem Relais, das von den zu regelnden Zustandsschwankungen beeinflußt wird und diese Schwankungen als Druckschwankungen auf eine Druckflüssigkeit überträgt, die einen Servomotor o. dgl. beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais mit einem den Druck der Druckflüssigkeit regelnden Teil versehen ist, auf den zwei oder mehrere Membranen, Kolben o. dgl. wirken, die von den Zustandsschwankungen beeinflußt werden.

2. Ausführungsform einer Regelvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil des Relais zwischen den Membranen, den Kolben 0. 'dgl. drehbar angeordnet ist.

3. Ausführungsform der Regelvorrichtung gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den beweglichen Teil zwei Stifte wirken, von denen jeder gegen eine Membran anliegt, wobei die Membranen von den Zustandsschwankungen beeinflußt werden.

4. Ausführungsform einer Regelvorrichtung gemäß Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil von einer Feder beeinflußt wind, die in einem Punkt des beweglichen Teiles befestigt ist, der sich bei der Bewegung dieses Teiles senkrecht oder nahezu senkrecht zur Zugrichtung der Feder bewegt, go

5. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (Anschlag 7 0. dgl.), die verhütet, daß das Pendel über die Druckmitteldurchtrittsöffnungen hinausbewegt wird.

6. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Membranen beeinflußten Stifte mit Sicherheitsvorrichtungen (Anschlägen 4,5 o. dgl.) versehen sind, die bewirken, daß bei einem Bruch der Membranen das den Ölstrom regelnde Pendel in Tätigkeit bleibt und das Schließen des Ventils (d) bewirkt.

7. Regelvorrichtung gemäß Patentanspruch 3,4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Stifte in seiner Längsrichtung verstellbar ist zwecks Einstellung des zu regelnden Zustandes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.