DE4007050A1 - Dosiergeraet - Google Patents
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
- G05D7/0106—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a flexible member, e.g. bellows, diaphragm, capsule
- G05D7/0113—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a flexible member, e.g. bellows, diaphragm, capsule the sensing element acting as a valve
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dosiergerät gemäß
Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
Soll ein konstanter Massenstrom eines flüssigen oder gasförmigen
Mediums einem Verbraucher zugeführt werden, besteht
die latente Gefahr, daß sich über die Betriebszeit,
sei es intermittierend oder zunehmend, eine druckbedingte
Veränderung ins System einschleicht, die zu einer Inkonstanz
des Massenstromes führt. Diese Fehlerquelle rührt
daher, daß das dem Verbraucher vorgelagerte Zuführungssystem
oder im Verbraucher selbst im Verlaufe der betrieblichen
Inanspruchnahme entweder Druckveränderungen, beispielsweise
infolge Verstopfungen, unterworfen ist, welche
den aufgabengemäß fixierten Massenstrom inkonstant werden
lassen, oder aber daß das zugeführte Medium selbst, bereits
vor dem Durchfluß des sich in Anströmungsrichtung dem
Verbraucher vorgelagerten Zuführungssystems, einem variablen
Einspeisedruck ausgesetzt ist.
In beiden Fällen ist es nicht möglich, den Verbraucher mit
einem konstanten Massenstrom anzudienen. Bei abnehmendem
Druck wird zu wenig Massenstrom bereitgestellt; bei sich
erhöhendem Druck wird hingegen zuviel desselben dem Verbraucher
zugeführt. Muß ein Verbraucher mit einer bestimmten
engtolerierten Nennmenge eines Mediums konstant
gespeist werden, so ergeben variable Ein- oder Ausgangsdrücke
unterschiedliche Massenströme, also unterschiedliche
Liefermengen pro Zeiteinheit, welche zu Herstellungsfehlern
oder Beaufschlagungsveränderungen führen.
Diesem variierbaren Zustand eines nicht konstanten Massenstromes
wird entgegengewirkt, indem die Druckausschläge
über manuell einstellbare Mengenregler, in Verbindung mit
Differenz-Druckreglern, gesteuert werden, dergestalt, daß
bei jeder feststellbaren Differenz zum Drucksollwert eine
Korrektur vorgenommen wird. Abgesehen davon, daß diese
Eingriffe nur eine punktuelle statische Richtigstellung
ergeben, ohne auf den nachfolgenden Verlauf Einfluß ausüben
zu können, erweist sich eine solche Adjustierung auch
unter anderen Aspekten als sehr problematisch: Bei kleinen
Massenströmen ist eine Einstellung und Reproduzierbarkeit
der gewollten Strommenge als sehr gering einzustufen,
denn bereits eine kleine Ungenauigkeit bei der Adjustierung
wirkt sich auf eine kleine Massenstrommenge prozentual ungleich
stärker aus, als wenn es sich um große Massenströme
handelt, die zu regeln gilt. Eine ständige Überwachung der
Ein- oder Ausgangsdrücke durch Personen ist nicht zu erstellen,
wobei diese Art der Kontrolle einer subjektiven
Komponente unterworfen wäre, die latent eine potentielle
Fehlerquelle darstellte.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dosiergerät der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, daß bei variablen Ein-
und/oder Ausgangsdrücken des Mediums ein konstanter
Durchfluß garantiert wird. Diese Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles der
Ansprüche 1 und 2.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen,
daß die genaue und repetierbare Steuerung des Massenstromes
eines Mediums über eine einfache Kombination von
im Dosiergerät vorgesehenen Drosseln erfolgt, wobei
Korrekturen von außen nicht mehr nötig sind. Diese
Kombination von Drosseln, zugeschaltet über elektrisch betätigte
Sperrventile, erlaubt, je nach Anzahl Drosseln,
die Festdrosseln oder gedrosselte Durchgänge sein können,
den Normdurchfluß eines Mediums über eine Reihe von
Steuerstufen einzustellen, wobei das erfindungsgemäße
Dosiergerät wesentliche Vorteile bezüglich seiner Genauigkeit
bietet: Für mittlere und kleine Massenströme beträgt
die Abweichung zwischen Soll- und Istwert bei
variablen Ein- oder Ausgangsdrücken weniger als 3%. Aber
auch die Reproduziergenauigkeit zwischen den einzelnen
Schrittstufen ist von einer hohen Genauigkeit charakterisiert,
denn hier beträgt die Abweichung weniger als 10%.
Nebst dem garantierten konstanten Normdurchfluß bei variablen
Ein- und/oder Ausgangsdrücken, der Möglichkeit eine
ganze Reihe von Steuerstufen bereitzustellen sowie der
hohen Reproduziergenauigkeit bezüglich Abweichungen innerhalb
der einzelnen Stufen bei variablen Drücken oder bei
Stufensprung bietet das erfindungsgemäße Dosiergerät die
Möglichkeit, den Massenstrom über einen Schreiber aufzuzeichnen;
danebst kann der gewünschte Massenstrom über
eine Fremdsteuerung abgerufen werden. Bei einem Druckanstieg
resp. Druckabfall, sei es aus externen oder internen
Störungen, sorgt eine Schaltung dafür, daß diese Meldungen
zur Korrektur des Fehlers einem Rechner zugeführt werden.
Nicht zuletzt ist ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen
Dosiergerätes darin zu sehen, daß es aus wenigen
Komponenten besteht, welche in einem kleinen soliden Gehäuse
plaziert werden können, und von außen für Service-
und Austauscharbeiten besonders gut zugänglich sind.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin
zu sehen, daß sowohl Gase als auch Flüssigkeiten aufgabengemäß
zum Einsatz kommen können.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Aufgabenlösung sind in den abhängigen Ansprüchen
gekennzeichnet.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele
der Erfindung erläutert. Alle für das unmittelbare
Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente
sind fortgelassen. Die Strömungsrichtung der Medien ist
mit Pfeilen angegeben. In den verschiedenen Figuren sind
jeweils gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
Es zeigt
Fig. 1 ein Dosiergerät für konstanten Eingangsdruck und
variablem Ausgangsdruck,
Fig. 2 ein Dosiergerät nach Fig. 1 mit einer Bypaßleitung
zur direkten Beaufschlagung eines dem Dosiergerät
nachgeschalteten Verbrauchers,
Fig. 3 verschiedene Ausgestaltungen von Drosseln,
Fig. 4 ein Dosiergerät für variablen Eingangsdruck und
konstantem Ausgangsdruck und
Fig. 5 eine Kombination aus Fig. 4 mit Fig. 1.
Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Dosiergerätes, bei welchem
der Eingangsdruck A konstant ist, oder beispielsweise über
ein nicht ersichtliches vorgeschaltetes Druckminderventil
konstant gehalten wird. Demgegenüber ist vorliegend der
Ausgangsdruck B variabel, d. h., der dem Dosiergerät nachgeschaltete
Verbraucher verändert im Verlaufe des Betriebes
seinen Urzustand, sei es durch Verstopfung, Abnützung,
oder aus anderen Gründen. Dies darf nicht dazu führen, daß
der dem Verbraucher zuzuführende Massenstrom verändert wird,
denn dies würde unweigerlich zu unzulässigen Mischresultaten
oder Beaufschlagungsungenauigkeiten im Verbraucher führen.
Will man also, trotz variablem Ausgangsdruck B, den Massenstrom
eines gasförmigen oder flüssigen Mediums zum Verbraucher
konstant halten, so muß, letzterem vorgeschaltet,
ein Regelkreis bereitgestellt werden, der fortwährend und
unmittelbar die basismäßige Menge des jeweiligen Mediums
garantiert. Das druckkonstante Medium gelangt über eine
Eingangsleitung 1 in eine Kammer 3, welcher eine Reihe von
Festdrosseln 5, 6, 7, 8 vorgelagert ist, wobei die einzelnen
Festdrosseln 5, 6, 7, 8 strömungsmäßig einen unmittelbaren
Zugang zu der Kammer 3 haben. Jede dieser Festdrossel weist
eine individuelle Zuleitung 5a, 6a, 7a, 8a in eine abströmungsseitig
gelegene Kammer 13 auf, wobei jede Festdrossel
5, 6, 7, 8 in der jeweiligen Zuleitung 5a, 6a, 7a, 8a durch
ein nachgeschaltetes elektrisches Sperrventil 9, 10, 11, 12
ergänzt ist. Sowohl aus Kammer 3 als auch aus Kammer 13
zweigen je eine Zuleitung 4, 14 ab, die in einen Druckregler
C münden. Der Druckregler C selbst besteht aus
einer Druckdose, welche durch eine Membrane 17 in zwei
einzelne Druckkammern 15, 16 unterteilt ist. Während die
Druckkammer 15 über die Zuleitung 4 Verbindung mit der
anströmungsseitigen Kammer 3 hat, ist die andere Druckkammer
16 des Druckreglers C über die Zuleitung 14 mit
der abströmungsseitigen Kammer 13 verbunden. Die Abströmung
des Mediums aus der Druckkammer 16 erfolgt über die
Ausgangsleitung 2 und ein dort plaziertes Ventil 19, das
durch die Membrane 17 angesteuert wird. Eine ebenfalls
dort vorgesehene Druckfeder 18 sorgt für die gewünschte
Vorspannung des Ventils 19. Der konstante Eingangsdruck A
über die Eingangsleitung 1 liegt betragsmäßig auch in
Kammer 3, in Zuleitung 4 und in Druckkammer 15 vor. Ein
weiterer in sich gleicher Druck besteht in Kammer 13,
in Zuleitung 14 und in Druckkammer 16.
Zur Auslegung der Festdrossel und der Ventildynamik
(Ventil 19 im Zusammenhang mit Druckfeder 18) muß vorerst
der Differenzdruck Δp zwischen anströmungsseitiger
Kammer 3 und abströmungsseitiger Kammer 13 bestimmt werden.
Dazu sind folgende Parameter zugrunde zu legen:
- a) Der minimale Eingangsdruck A.
- b) Der maximale Ausgangsdruck B, wobei hier jene Größe Eingang findet, die die bestimmungsgemäße Zuführung des Massenstromes zum Verbraucher nicht beeinträchtigt. Steigt der Ausgangsdruck B im Verlaufe des Betriebes über diesen Wert an, so ist das System über die Toleranzgrenze gestört. Diese Situation wird durch einen Alarm angezeigt.
- c) Die zu regelnde Menge des jeweiligen Mediums in Normallitern pro Zeiteinheit.
- d) Die Ventilwiderstände zwischen den beiden Kammern 3 und 13.
Ausgehend von diesen Parametern kann der Differenzdruck Δp
anhand von Werttabellen oder eines Rechenprogrammes ermittelt
werden.
Dieser ermittelte Differenzdruck Δp bildet sodann die
Basis, um einerseits die Größe der Festdrosseln 5 bis 8
zu bestimmen, andererseits um die Feder 18 des Ventiles 19
auszulegen.
Die Größe der Festdrosseln 5-8 ist wiederum von verschiedenen
Parametern abhängig, so
a) vom Eingangsdruck A,
b) vom spezifischen Gewicht des Mediums,
c) vom Massenstrom und schlußendlich
d) vom oben ermittelten Differenzdruck Δp.
b) vom spezifischen Gewicht des Mediums,
c) vom Massenstrom und schlußendlich
d) vom oben ermittelten Differenzdruck Δp.
Dabei ist zu beachten, daß sich die Bestimmung der Größe
der Festdrossel nicht rein auf eine rechnerische Ermittlung
beschränken darf, sondern die Festdrossel muß, bezüglich
ihrer Herstellung sowie in Relation zu den vorgegebenen
Leitungen des Dosiergerätes, eine vernünftige und fabrizierbare
Größe aufweisen. Muß aus diesen Gründen eine Festdrossel
größer als die theoretische Ermittlung vorgesehen
werden, so behilft man sich hiergegen, indem dort Drosselventile
eingebaut werden oder indem die Größe der Festdrossel
durch eine kaskadenartige Serieschaltung anderer
Festdrosseln angestrebt wird (siehe hierzu Fig. 3). Die
Ventilöffnung wird durch die Feder 18, welche gegen den
Eingangsdruck A auf die Membrane 17 in der Druckkammer 15
wirkt, aufrechterhalten. Die Federkraft, d. h., die Vorspannung
der Feder 18 ist das Produkt der Druckdifferenz Δp
mal die Fläche der Membrane 17.
Das Dosiergerät funktioniert nach einer Mengenvorgabe über
die Festdrosseln 5-8, mit einem nachgeschalteten Druckregler
C. Die Mengenvorgabe wird, je nach Bedarf, in einer
oder über mehrere Festdrosseln 5 bis 8 erstellt, wobei die
Druckregulierung im Druckregler C an sich eine Funktion der
Ventildynamik ist. Wird der im Verbraucher benötigte Massenstrom
beispielsweise über die eine Festdrossel 5 bereitgestellt,
ist die daraus entstehende Druckdifferenz Δp zwischen
Druckkammer 15 und Druckkammer 16 ein Maß für die
Auslegung der Feder 18, d. h., für die bereitzustellende
Federkraft (Δp mal Fläche der Membrane 17). Dabei ist zu
beachten, daß das Ventil eine flache Charakteristik aufweisen
muß. Dies wird erreicht, indem eine "weiche" Druckfeder
18 eingesetzt wird, die demgemäß eine große Einfederung
(Vorspannung) zur Aufbringung der benötigten
Federkraft aufweisen muß. Bereits kleinste Veränderungen
der Druckdifferenz Δp übertragen sich nach dem Proportionalitätsverlauf
der Druckfeder 18 (Federkonstante) auf die
Ventilstellung, welche, nach einer bestimmten Funktion, ein
Maß für den Öffnungsquerschnitt des Ventils 19 ist.
Herrscht im Verbraucher kein Gegendruck vor, also bei
einem Ausgangsdruck B=Null, ist das Ventil 19 gegenüber
der Ausgangsleitung 2 praktisch zu, d. h., das Ventil 19
läßt nur so viel Öffnungsquerschnitt offen, als es für
den vorgegebenen Durchfluß des Massenstromes nötig ist.
Steigt nun der Ausgangsdruck B an, beispielsweise wegen
Verstopfung im Verbraucher, so reagiert das Ventil 19
wegen seiner flachen Charakteristik verzögerungsfrei, indem
sich der Öffnungsquerschnitt entsprechend vergrößert,
dies bedeutet, daß je höher der Gegendruck im Verbraucher
wird, desto größer sich der Öffnungsquerschnitt des
Ventils 19 einstellt. Der Gegendruck im Verbraucher kann
dabei annähernd bis zum vorherrschenden Druck in Kammer 16
ansteigen, ohne daß der Massenstrom meßbare Veränderungen
erfährt. Selbstverständlich können Sicherheitsdispositive
vorgesehen werden, welche beispielsweise bei einem Gegendruck
im Verbraucher von ca. 2/3 des herrschenden Druckes
in Kammer 16 eingreifen.
Bei einer Zuschaltung zusätzlicher Festdrosseln 6 bis 8
zu der ersten bereits im Betrieb stehenden Festdrossel 5,
zwecks Erbringung eines größeren Massenstromes, bewirkt
der zunehmende Stau in der Druckkammer 16, wegen dort anfänglich
fehlender Schluckfähigkeit des Ventils 19 bezüglich
des neuen größeren Massenstromes, einen kräftemäßig
kleinen Gegendruck auf die Membrane 17, der, im Sinne
einer kaum meßbaren Verminderung der Druckdifferenz Δp
demgegenüber sofort von der Druckfeder 18, dank der flachen
Federkonstante, registriert und umgesetzt wird, dergestalt,
daß sich der Öffnungsquerschnitt bei Ventil 19 soweit
vergrößert, um dem benötigten Durchlaß gerecht zu werden.
Diese feine verzögerungsfreie Ansprechbarkeit des Ventils
19, die innerhalb weniger Prozentpunkte Ungenauigkeit
einen konstanten Massenstrom bereitstellt, unabhängig davon,
wie sich der Ausgangsdruck B verhält, wird von einer
weiteren Gesetzmäßigkeit unterstützt, wonach sich
mD∼Δp0,5 verhält. Indessen, eine natürliche Sogwirkung
über das Ventil 19 ist darüber hinaus festzustellen, wenn
sich der Durchflußquerschnitt der Ausgangsleitung 2 nach
dem Ventildurchlaß erweitert: Bei mittleren Eingangsdrücken
A und bei Massenströmen von bis zu ca. 15 Nl/min
eines Gases kann eine gute Sogwirkung erzielt werden, wenn
bei einem zylindrischen Ventildurchlaß von ca. 0,8 mm
eine Ausgangsleitung 2 mit einem Durchmesser von 6 bis 8 mm
vorgesehen wird. Demnach, zwischen Kammer 3 und Kammer 13
herrscht eine statisch konstante Druckdifferenz Δp vor,
diese wird im Druckregler C, um den konstanten Massenstrom,
der über die Festdrossel 5 bis 8 vorgegeben ist, bei unterschiedlich
sich veränderndem Ausgangsdruck B aufrechtzu
erhalten, von einem dynamischen Regelsystem überlagert.
Die in Fig. 1 gezeigte Festdrossel-Kombination wird vorteilhaft
so gewählt, daß sich gleiche Massenstromstufen
ergeben, so können durch die vier Festdrosseln 5, 6, 7, 8
bei binärer Schaltung und einem Querschnittverhältnis von
1 : 2 : 4 : 8 total 15 Steuerstufen bereitgestellt werden, was
15 Massenstromstufen gleicher Abstufung ergibt. Bei einem
gasförmigen Medium ist der Regelbereich abhängig vom Gasdruck,
von der Gasdichte sowie vom zulässigen Differenzdruck
im Dosiergerät. Im Normalfall, ohne weitergehende
Vorbohrungen, lassen sich Dosiergeräte zwischen folgenden
Regelbereichen bereitstellen:
Minimaler Bereich: 0-1 Nl/min bei ca. 3 bar Überdruck
und einer Druckdifferenz Δp von 0,05-0,15 bar im Dosiergerät,
also zwischen den Kammern 3 und 13, d. h., in Stufen
von ca. 0,1 Nl/min.
Maximaler Bereich: 0-180 Nl/min bei ca. 7 bar Überdruck
und einer Druckdifferenz Δp von 0,4-0,8 bar im Dosiergerät,
d. h., in Stufen von ca. 10-20 Nl/min.
Bei dieser operationellen Bandbreite ist es offensichtlich,
daß die Ventildynamik dem betreffenden Bereich angepaßt
sein muß. Dies betrifft vornehmlich die Druckfeder 18,
deren Vorspannung Gleichgewicht mit der jeweiligen Druckdifferenz
Δp erstellen muß. Diese Anpassung kann über
einen auf die Druckfeder 18 wirkenden Einstellmechanismus
geschehen, oder die Druckfeder 18 muß von Fall zu Fall
ersetzt und nach deren Einbau entsprechend vorgespannt
werden, wobei in beiden Fällen eine Eichmöglichkeit vorgesehen
werden muß. Bei erstgenannter Variante muß bedacht
werden, daß der mit einer einzigen Feder abdeckbare
Bereich nicht groß ist, will man der notwendigen weichen
Ventilcharakteristik nicht verlustig gehen. Diesbezüglich
kann der abdeckbare Bereich ausgedehnt werden, wenn eine
zweite in der Zeichnung nicht ersichtliche Druckfeder in
der Druckkammer 15 vorgesehen wird. Freilich muß auch
hier die allenfalls von dieser Feder auf die Membrane 17
auszuübende Kraft einstellbar sein.
Fig. 2 zeigt das gleiche Dosiergerät wie unter Fig. 1, das
jedoch mit einer Bypaßleitung 20 erweitert ist, welche
von der Kammer 3 abzweigt und direkt in die Ausgangsleitung
2 unmittelbar vor dem Verbraucher mündet. Eine solche
Bypaßleitung 20 hat beispielsweise dann seine Berechtigung,
wenn die mediumführenden Leitungen im Verbraucher
dazu neigen, sich zu verstopfen. Bei einer solchen Gegebenheit
können die elektrischen Sperrventile 9, 10, 11, 12
vorerst geschlossen werden, worauf ein in der Bypaßleitung
20 plaziertes Ventil 21 aufgemacht wird: Mit dieser Vorkehrung
kann eine Spülung des Verbrauchers mit dem ganzen
zur Verfügung stehenden Druck vorgenommen werden; ja es
ist sogar möglich, zu diesem Zweck kurzfristig einen
größeren Druck bereitzustellen. Selbstverständlich kann
eine Schaltung vorgesehen werden, welche nach Bedarf eine
Spülung des Verbrauchers vornimmt.
Fig. 3 zeigt verschiedene, nicht abschließende Möglichkeiten
auf, wie die Drosseln ausgelegt werden können, aus
Herstellungsgründen bedingt oder um eine feinere Abstufung
innerhalb der einzelnen Zuleitungen zwischen den Kammern 3
und 13 resp. 29 und 30 zu erzielen. Die erste Zuleitung 5a
weist beispielsweise eine Reihe von drei gleichen Festdrosseln
22a, 22b, 22c auf, welche zunehmend, wegen der dort
herrschenden Reibungsverluste, den Massenstrom verkleinern,
soweit, daß die letzte Festdrossel, hier 22c, den erwünschten
Massenstrom bereitstellt.
Diese Möglichkeit eignet sich dort vorzüglich, wo kleinste
Massenströme verlangt sind, und aus Herstellungsgründen
die Abstufung aus Kammer 3/29 zu Kammer 13/30 nicht in einem
einzigen Schritt bewerkstelligt werden kann. Die folgende
Zuleitung 6a ist eine pragmatischere und in sich, bezüglich
Veränderbarkeit des Massenstromes, universell anwendbare
Methode, indem die einzelnen Drosseln 23a, 23b, 23c
individuell und beliebig gedrosselt werden können. Auch
hier kann der erwünschte Massenstrom über mehrere Stufen
erstellt werden.
Die letzte Zuleitung 7a schlußendlich zeigt eine Kombination,
bestehend aus einer gedrosselten Drossel 24a, einem
nachgeschalteten Ventil 24b und einer anschließenden Festdrossel
24c, welche, bei voll offenem Ventil 24b, den
erwünschten Massenstrom indiziert.
Selbstverständlich können Kombinationen der hier beispielsweise
gezeigten Varianten vorgesehen werden.
In Fig. 4 ist ein Regelkreis eines Dosiergerätes für einen
variablen Eingangsdruck D gezeigt. Der Ausgangsdruck E soll
hier von einem nicht gezeigten Verbraucher konstant gehalten
werden. Auch hier verfolgt der Regelkreis das Ziel,
den Verbraucher über die Zeit mit einem konstanten Massenstrom
zu versorgen. In der Eingangsleitung 25 befindet
sich ein Ventil 26, das mit einer Membrane 27 verbunden
ist, welche, analog zu Fig. 1, ebenfalls in einen Druckregler
C′ integriert ist, und welche diesen Druckregler
C′ ebenfalls in zwei Druckkammern 32, 33 unterteilt. Unterhalb
der Membrane 27, also in der Druckkammer 33, wirkt
gegen die resultierende Kraft aus dem Produkt von Membranenfläche
und Eingangsdruck D eine Druckfeder 28. Dabei
ist diese Druckfeder 28, welche die gleichen Attribute wie
die Druckfeder 18 in Fig. 1 aufweist, so ausgelegt resp.
wird so eingestellt, wie der Pfeil 28a versinnbildlichen
will, daß zwischen der Kammer 29, die in direkter Verbindung
mit Druckkammer 32 steht, und der Kammer 30, die in
direkter Verbindung mit Druckkammer 33 steht, eine konstante
Druckdifferenz Δp vorherrscht. Sinkt beispielsweise der
Eingangsdruck D, so macht das Ventil 26, im Rahmen der
Federkonstante der Feder 28 und in Abhängigkeit der Veränderung
des Eingangsdruckes D, entsprechend auf. Diese
konstante Druckdifferenz Δp herrscht nun stets zwischen
den Kammern 29 und 30 vor, so daß über die genau definierten
Festdrosseln 5, 6, 7, 8 einen konstanten Massenstrom
eines flüssigen oder gasförmigen Mediums strömt,
womit die Reproduzierbarkeit eines definierten Massenstromes
möglich ist, der nun aus der Kammer 30 über die
Ausgangsleitung 31 zum Verbraucher strömt. Die Ventildynamik
bei sich veränderndem Eingangsdruck D oder bei
Zuschaltung zusätzlicher Festdrosseln 5 bis 8 durch
Aktivierung der Sperrventile 9, 10, 11, 12 entspricht
derjenigen aus Fig. 1, wobei auch hier mit einer "weichen"
Druckfeder 28 zu operieren ist.
Muß sowohl einem variablen Eingangsdruck als auch einem
variablen Ausgangsdruck Rechnung getragen werden, kann
man dem System nach Fig. 4 das System nach Fig. 1 nachschalten,
wie dies aus Fig. 5 hervorgeht.
Claims (8)
1. Dosiergerät für die Regelung eines Massenstromes eines
flüssigen oder gasförmigen Mediums bei konstantem Eingangsdruck
und variablem Ausgangsdruck, dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste anströmungsseitige
Kammer (3) über mindestens eine Drossel (5, 6, 7, 8,
22a, 22b, 22c, 23a, 23b 23c, 24a, 24c) mit einer zweiten
Kammer (13) verbunden ist, die erste Kammer (3)
mit einer ersten Druckkammer (15) eines Druckreglers
(C) kommuniziert, die zweite Kammer (13) mit einer
zweiten Druckkammer (16) desselben Druckreglers (C)
kommuniziert, wobei die erste und zweite Druckkammer
(15, 16) durch eine Membrane (17) getrennt sind, und
wobei die Membrane (17) ein durch ein Federelement
(18) abgestütztes Ventil (19) trägt, das mit einer
Ausgangsleitung (2) aus der zweiten Druckkammer (16)
des Druckreglers (C) in Werkverbindung steht.
2. Dosiergerät für die Regelung eines Massenstromes eines
flüssigen oder gasförmigen Mediums bei variablem Eingangsdruck
und konstantem Ausgangsdruck, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Anströmungsleitung (25)
zu einer ersten Druckkammer (32) eines Druckreglers (C′)
ein Ventil (26) wirkt, das mit einer durch ein Federelement
(28) abgestützten Membrane (27) im Druckregler
(C′), welche die erste Druckkammer (32) von einer
zweiten Druckkammer (33) trennt, in Werkverbindung
steht, wobei die erste Druckkammer (32) mit einer ersten
Kammer (29) kommuniziert, die zweite Druckkammer
(33) mit einer zweiten Kammer (30) mit einer Ausgangsleitung
(31) kommuniziert, und wobei die erste Kammer
(29) über mindestens eine Drossel (5, 6, 7, 8, 22a,
22b, 22c, 23a, 23b, 23c, 24a, 24c) mit der zweiten
Kammer (30) verbunden ist.
3. Dosiergerät nach Anspruch 2, wobei Eingangsdruck und Ausgangsdruck
variabel sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgangsleitung (31) in eine erste anströmungsseitige
Kammer (3) mündet, welche über mindestens eine Drossel
(5, 6, 7, 8, 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c, 24a, 24c) mit
einer zweiten Kammer (13) verbunden ist, die erste Kammer
(3) mit einer ersten Druckkammer (15) eines Druckreglers
(C) kommuniziert, die zweite Kammer (13) mit einer zweiten
Druckkammer (16) desselben Druckreglers (C) kommuniziert,
wobei die erste und zweite Druckkammer (15, 16)
durch eine Membrane (17) getrennt sind, und wobei die
Membrane (17) ein durch ein Federelement (18) abgestütztes
Ventil (19) trägt, das mit einer Ausgangsleitung (2)
aus der zweiten Druckkammer (16) des Druckreglers (C) in
Werkverbindung steht.
4. Dosiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drosseln (5, 6, 7, 8) Festdrosseln
sind, die nach einer binären Schaltung abgestuft
sind.
5. Dosiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß vor oder nach jeder Festdrossel (5, 6, 7, 8) mindestens
ein Sperrventil (9, 10, 11, 12) zugeschaltet
ist.
6. Dosiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drosseln (23a, 23b, 23c, 24a)
querschnittmäßig veränderbar sind.
7. Dosiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in mindestens einer Zuleitung
(5a, 6a, 7a, 8a) zwischen der ersten Kammer (3, 29)
und der zweiten Kammer (13, 30) in Strömungsrichtung
eine oder mehrere querschnittsmäßig veränderbare Drosseln
(23a, 23b, 23c, 24a), weiter stromabwärts mindestens
ein Sperrventil (9, 10, 11, 12, 24b) und anschließend
mindestens eine Festdrossel (5, 6, 7, 8
22a, 22b, 22c, 24c) plaziert sind.
8. Dosiergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reihenfolge zwischen querschnittsmäßig veränderbaren
Drosseln (23a, 23b, 23c, 24a), Sperrventilen
(9, 10, 11, 12, 24b) und Festdrosseln (5, 6, 7, 8, 22a,
22b, 22c, 24c) beliebig ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4007050A DE4007050A1 (de) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Dosiergeraet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4007050A DE4007050A1 (de) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Dosiergeraet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4007050A1 true DE4007050A1 (de) | 1991-09-12 |
Family
ID=6401546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4007050A Withdrawn DE4007050A1 (de) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Dosiergeraet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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DE2723182A1 (de) * | 1976-05-26 | 1977-12-08 | Pirelli | Ventil zum steuern bzw. regeln der stroemung einer fluessigkeit in einer leitung |
-
1990
- 1990-03-07 DE DE4007050A patent/DE4007050A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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