DE453530C - Gemischregler - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. DEZEMBER 1927

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M453530 KLASSE 42 e GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*).

Gemischregler. Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Februar 1926 ab.

Regler, welche eine konstante Zusammensetzung eines Gemisches, beispielsweise zweier Gase oder Flüssigkeiten, einstellen, kann man so ausbilden, daß sie in Abhängigkeit von der Messung physikalischer Eigenschaften des Gemisches wirken. Im allgemeinen wird die Verstellung des Regelorgans, d. h. sein in der Zeiteinheit zurückgelegter Verstellweg, der Größe der Abweichung von

ίο der Gemischzusammensetzung proportional sein. Soll beispielsweise das Gemisch 20 Prozent eines bestimmten Gases enthalten, so wird der Regler, wenn der Gehalt auf 18 Prozent gesunken ist, das Drosselorgan in einer Sekunde um das doppelte Stück verstellen, als wenn er auf 19 Prozent gesunken wäre. Die Messung berücksichtigt naturgemäß nur die prozentuale Zusammensetzung des Gemisches, nicht aber die absolute Größe der zugeteilten Mengen. Wird also die Gemischzusammensetzung dadurch geändert, daß in einer der beiden Zuleitungen für die Bestandteile oder in der Gemischleitung ein Drosselorgan verstellt wird, so ist das Meßergebnis und dessen Einwirkung auf das Stellwerk des Drosselorgans unabhängig von der Belastung, wenn unter Belastung die jeweilige Durchflußmenge in der mit dem Drosselorgan versehenen Leitung verstanden wird. Als Beispiel diene eine Vorrichtung, die aus dem Gemisch eine Probe entnimmt und diese analysiert; die wirkliche Durchflußmenge der geregelten Leitung bleibt dabei unbekannt oder unberücksichtigt.

Beeinflußt man einen Regler, der ein Drosselorgan betätigt, durch eine solche von der Belastung unabhängige Messung, so wird die Folge sein, daß er bei einer Abweichung der prozentualen Zusammensetzung das Drosselorgan stets um ein zwar der Abweichung proportionales, aber bei jeder Belastung gleiches Stück öffnet. Der Regler sei so eingestellt, daß er bei einer Abweichung der Gemischzusammensetzung von ι Prozent das Drosselorgan in einer Sekunde um 10 Prozent des gesamten Hubes öffnet. Wenn bei Vollast (höchste vorkommende Durchftußmenge) das gesteuerte Organ ganz offen ist, so ist hier die sekundliche Querschnittserweiterung und damit die Änderung der durchströmenden Menge 10 Prozent. Ist aber bei ¹Z₁₀ Belastung das Drosselorgan bis auf ¹Z₁₀ des Durchflußquerschnitts geschlossen, so macht die gleiche Verstellung bereits eine Mengenänderung von 100 Prozent aus. Daraus ergibt sich, daß der Regler, wenn er bei Vollast, d. h. nahe der Offenstellung, im richtigen Maße wirksam ist, in der Nähe der Abschlußstellung gewöhnlich in viel zu roher Weise eingreifen wird.

In vielen Fällen, nämlich dann, wenn an der Drosselstelle ein merklicher Druckabfall

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Theodor Stern in Berlin-Grunewald.

entsteht, kann sich dieser Übelstand noch verstärken. Es handle sich beispielsweise um einen Drosselschieber in einer Rauchgasleitung, in welcher das Gas durch Zugwirkung angesaugt wird. Wenn der Schieber nahezu geschlossen ist, so wird angenähert das ganze Zuggefälle im Schieber verbraucht, während bei voll geöffnetem Schieber der Druckabfall etwa gleich Null ist. In diesem ίο Falle kommt also zu der absolut gleichen, aber prozentual stark ungleichen Schieberverstellung bei verschiedener Belastung noch der Übelstand hinzu, daß die durchströmende Menge nicht allein vom Querschnitt, sondern ihrerseits infolge des Druckabfalles nochmals von der Belastung abhängig ist. Der Fehler tritt also in diesem Falle quadratisch auf. Eine solche Fehlerverstärkung wird überall da vorhanden sein, wo ein zur Verfügung ao stehendes Druckgefälle bei voll geöffnetem Drosselorgan durch die Widerstände der Leitung, bei fast geschlossenem Drosselorgan durch die Drossel selbst verzehrt wird.

Ein Mittel, diesem Fehler zu begegnen, würde in der Anwendung mechanischer Übertragungen, die mit besonders gestalteten Nocken versehen sind, oder auch in einer zweckentsprechenden Formgebung de"s Schiebers bestehen. Dies würde aber die recht unbequeme Benutzung anormal ausgebildeter Geräte bedingen. Im Gegensatz hierzu wird gemäß der Erfindung der Ausgleich des Fehlers durch den Regelvorgang selbst erreicht, indem man die Belastung auf die Verstellgeschwindigkeit des Kraftgetriebes einwirken läßt.

Als Maßstab für die Belastung — sekundliche Durchflußmenge in der geregelten Zufuhrleitung — kann eine von der Belastung abhängige Meßgröße dienen, beispielsweise der Druckabfall in einem in die Leitung eingebauten Stauflansch oder der Zug vor dem Rauchgasschieber. Man kann aber auch die Stellung des Kraftgetriebes, also des Drosselorganes selbst, die ja auch ein Maßstab für die Belastung ist, auf die Geschwindigkeit einwirken lassen.

Nicht zu verwechseln ist die auf diesem Gedanken beruhende Vorrichtung mit der bekannten »Rückführung« und mit gewissen »Ölbremsen«. Bei der sogenannten Rückführung handelt es sich darum, eine durch den Steuerschieber eingeleitete Bewegung des Kraftgetriebes wieder zum Stillstand zu bringen. Man läßt deshalb die Stellung des Kraftgetriebes auf die Größe der Steueröffnung einwirken. Bei einigen Ausführungsarten der Ölbremse benutzt man die Geschwindigkeit des Kraftgetriebes zur Beeinflussung der Stellung des Steuerorgans. Beide Anordnungen haben an sich mit der Belastung nichts zu tun. Im Gegensatz dazu soll durch die Vorrichtung nach der Erfindung eine multiplikative Änderung der vom Steuerschieber eingestellten Geschwindigkeit des Kraftgetriebes in Abhängigkeit von der Belastung erzielt werden.

Als Beispiele seien im folgenden zwei Ausführungsformen des Erfindungsgedankens beschrieben.

Abb. ι zeigt einen elektrisch arbeitenden Gemischregler, bei dem die Stellung des Kraftgetriebes auf die Abschlußzeit einwirkt. Der als Drosselorgan in die- Leitung L₁ eingebaute Schieber 5 wird mit Hilfe der Zahnstange Z durch den Motor M verstellt. Der Kontaktgeber C analysiert Proben, die er durch die Rohrleitung R aus der Gemischleitung G entnimmt, und gibt Kontakte, deren Dauer der Größe der Abweichung von der gewünschten Gemischzusammensetzung proportional ist. Durch diese Kontakte wird der Motor M je nach der positiven oder negativen Abweichung der Gemischzusammensetzung in Rechts- oder Linksdrehung versetzt und dadurch ein Schließen bzw. öffnen des Schiebers S hervorgerufen. Der Schieber 5 reguliert entsprechend seiner Stellung durch den Hebel H einen im Nebenschlußkreis des Motors M liegenden Widerstand W, wodurch die Umdrehungszahl des Motors und damit die Verstellgeschwindigkeit des Schiebers von der Schieberstellung abhängig gemacht wird. Da die Zeitdauer des Kontaktes durch die Gemischabweichung, die Geschwindigkeit der Verstellung durch die Belastung angegeben wird, so entspricht die erreichte Verstellung des Schiebers dem Produkt beider Einflüsse.

Abb. 2 veranschaulicht die Beeinflussung der Geschwindigkeit des Kraftgetriebes durch eine von der Belastung abhängige Meßgröße an dem Beispiel einer Feuerungsanlage. Der in den Fuchs F eingebaute Schieber 6" ist mit einem Hilfsmotor, z. B. Kolben K, und einer Druckölanlage ausgerüstet, die durch den mit der Membran Me verbundenen Steuerschieber St gesteuert wird. Durch das Ventil V, die Düse D und die Rohrleitung R strömt eine Luftmenge nach dem Fuchs F. Die Stellung der Membran Me gehorcht dem Druckabfall in der Düse D. Dieser Druckabfall ist abhängig von der Größe des Ausschlages des Ventils V, das von dem Rauchgasanalysator A bewegt wird, zugleich auch von dem in Fuchs F herrschenden Unterdruck, welcher gesetzmäßig der Belastung entspricht. Die Stellung der Membran und somit die Verstellgeschwindigkeit des Kraftgetriebes entspricht also auch hier dem Produkt aus beiden Einflüssen.

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Statt durch Verstellung eines Drosselschiebers kann natürlich die Mengenänderung auch durch die Änderung der Geschwindigkeit eines Zuteilorgans erzielt werden, beispielsweise bei Feuerungen durch Einregelung der Geschwindigkeit eines Wanderrostes oder der Zuteilschnecke eines Kohlenstaubbrenners oder auch durch die Änderung der Umdrehungszahl gasfördernder

ίο Ventilatoren. An Stelle der in den Beispielen angeführten Mittel, die Mengenänderung in Abhängigkeit von der Belastung zu bringen, kann man u. a. auch eine Beeinflussung des Druckes des von der Druckölanlage gelieferten Öles vornehmen. In dieser Hinsicht ist jedes Mittel geeignet, durch welches eine Multiplikation der durch die Abweichung der Gemischzusammensetzung hervorgerufenen Verstellung mit dem Belastungsfaktor erzielt wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Gemischregler, bei welchem ein unmittelbar oder mittelbar auf einen der Teilströme einwirkendes Regelorgan von einem Meßgerät für die Gemischzusammensetzung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Belastungsanzeiger, d. h. eine von der jeweiligen Stellung des Regelorgans beeinflußte Vorrichtung, den vom Gemischmesser ausgehenden Verstellimpuls durch Einwirkung auf das Steuergetriebe nach Maßgabe der Belastung verändert.
2. 2. Gemischregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungsanzeiger auf den Regelwiderstand' des zum Steuergetriebe gehörigen Antriebsmotors einwirkt.
3. 3. Gemischregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungsanzeiger einen Hilfsdruck verändert, welcher den Ausschlag des Meßgerätes auf das Regelorgan überträgt.
4. 4. Gemischregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Belastung entsprechende Einfluß von der Druckänderung vor der Regelstelle geliefert wird.
5. 5. Gemischregler nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan für die Gemischzusammensetzung von einem Druckölmotor verstellt und der den Druck des Öles beeinflussende Steuerschieber entsprechend dem Unterschied zweier Drücke verschoben wird, von denen der eine von der Anzeige des Gemischprüfers, der andere von der Belastung abhängig ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.