DE502734C - Regler mit Servomotor - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 16. JULI 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVs 502734 KLASSE 60 GRUPPE

K114014 l\6o 'lag der Bekanntmachung über die Erteilung des Paients:3. Juli

Torsten Källe in Säffle, Schweden

Regler mit Servomotor Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. März 1929 ab

Bei den bisher gebräuchlichen Reglern mit Servomotoren wird der Zulauf des Betriebsstoffes zum Servomotor und sein Ablauf von diesem durch Organe geregelt, deren Umstellung mehr oder weniger großen Kraftaufwand erfordert. Da derartige außerordentliche Kraftbeträge meist nur in unbeträchtlichen Mengen zur Verfügung stehen, mußten die erwähnten Organe klein gestaltet werden, ίο und sie mußten kleine Bewegungen erhalten, was eine Unzuverlässigkeit der Regelvorrichtungen zur Folge hat und leicht Betriebsstörungen verursacht.

Die sich auf einen Regler mit Servomotor beziehende Vorrichtung bezweckt, obigen übelstand zu vermeiden und das Arbeiten der Regler möglichst von außerordentlichen Kraftbeträgen unabhängig zu machein.

Die Erfindung eignet sich für die verschieao denartigsten mit Servomotor ausgestatteten Regler.

Fig. ι zeigt den Regler als Geschwindigkeitsregler,

Fig. 2 zeigt den Regler als Flüssigkeitsstandregier,

Fig. 3 zeigt den Regler als Mengenregler, Fig. 4 zeigt den Regler als Druckregler.

In Fig. ι ist 17 das Luftventil und 15 das Gasrohr. Durch die von dem Geschwindigkeitsregler 4^e der Maschine beeinflußte Spindel 4, deren Geschwindigkeit geregelt werden soll, wird das Ventil 17 gesteuert, so daß, wenn die Geschwindigkeit erhöht wird, dieses Ventil sich weiter öffnet, wobei eine entsprechende Menge von Luft in die Pumpe hineingeführt wird, so daß der beispielsweise den Zufluß nach einer Turbine o. dgl. regelnde Servomotor drosselnd wirkt. Bei abnehmender Geschwindigkeit der Maschine vollziehen sich die Arbeitsgänge im umgekehrten Sinne.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in Verbindung mit einem Flüssigkeitsstandregler, wobei der Flüssigkeitsspiegel im Behälter 5 konstant erhalten werden soll. In diesem Falle wirkt der Schwimmer auf den bei 6 drehbar gelagerten Hebel, und dieser steht mit dem Ventil 17 in Verbindung, derart, daß, wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter 5 sinkt, das Ventil 17 weiter geöffnet wird und der hier beispielsweise auf ein Wasserventil wirkende Servomotor ein weiteres öffnen dieses Ventils zur Folge hat, so daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter 5 wieder steigt.

Nach Fig. 3 ist die Vorrichtung als Impulsorgan für die Geschwindigkeit des in einer Leitung 6 strömenden Mittels gedacht. In der Leitung 6 befindet sich ein Stoßorgan 5, welches in einer federnden Membran 10 eingeklemmt ist. Die Membran 10 dient als Dichtung für den in der Leitung herrsehenden Überdruck. Der eine Fortsetzung des Stoßorgans 5 außerhalb des Rohres bil^L dende Hebel 7 trägt das Ventil 17. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes in der Leitung 6 erhöht wird, werden die Stöße auf die Membran größer, da die dabei erhöhte dynamische Bewegungsenergie in eine größere statische Kraft in das Stoßorgan 5

übergeht, wodurch letzteres und der Hebel 7 nachgeben. Die Membran 10 bildet hier den Drehpunkt, und das Ventil öffnet sich dann etwas weiter und wirkt auf den Servomotor, der hier in ähnlicher Weise wie in Fig. 4 mit einem Dampfventil verbunden ist, so daß das Ventil gedrosselt wird.

In Fig. 4 ist die Dampfleitung mit 1 und ein in dieser ausgebildetes oder angeordnetes Ventilgehäuse mit 2 bezeichnet. In letzterem sind die Sitze 3 und 4 eines Drosseiorgams vorgesehen, welches aus den Ventilkörpern 5 und 6 besteht. Die beiden Ventilkörpern 5, 6 gemeinsame Spindel 7 ist in Lagern verschiebbar angeordnet und wird in geeigneter Weise gesteuert. Das Drosselorgan 5, 6 ist in diesem Falle ausgeglichen, doch ist dies nicht notwendig. Die Steuerung des Drosselorgans 5,6 erfolgt durch: einen Servomotor, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Zylinder 8 mit in diesem beweglichem, auf der Spindel 7 fest angebrachtem Kolben 9 besteht. Die eine Seite des Kolbens 9 steht unter Wirkung einer Feder 10, während auf die andere Seite eine Flüssigkeit wirkt, die beispielsweise aus öl bestehen kann. Dieses gelangt in den Zylinder durch eine Leitung il, die mit der Druckseite einer beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Zahnradpumpe ausgebildeten Saug- und Druckpumpe 12 verbunden ist. Ihre Saugseite steht durch eine Leitung 13 mit einem Ölbehälter 14 in Verbindung. Das Rohr 13 reicht bis unter den Flüssigkeitsspiegel im Behalter 14. In die Saugleitung 13 mündet eine Leitung 15, deren anderes Ende durch eine trichterförmige Erweiterung 16 mit der AuBenluit in Verbindung steht und, wie die Zeichnung erkennen läßt, mit einem als Kegelventil 17 ausgebildeten Verschlußorgan (Impulsorgan) versehen ist. Das Kegelventil 17 ist seinerseits durch eine Ventilstange 18 mit einem Organ 19 verbunden, auf welches das zu regelnde Mittel, im vorliegenden Falle der Dampf im Rohr 1, einwirkt. Gemäß der Zeichnung besteht das Organ 19 aus einer Membran, die durch die Leitung 20 mit dem Innern des Rohres 1 in Verbindung steht. Von dem Rohr 11 geht ein Zweigrohr 21 ab, das mit einem Drosselventil 22 ausgerüstet ist und in den Behälter 14 mündet. Der Regler arbeitet wie folgt. Angenommen, es strömt eine größere Menge Dampf als gewöhnlich durch die Ventile 5, 6, dann steigt der Druck im Rohr 1, wodurch die Membran 19 nach außen gepreßt wird. Hierbei entfernt sich das Ventil 17 weiter von seinem Sitz, so daß eine größere Menge Luft durch das Rohr 13 eingesaugt wird und in das öl gelangt. Diese Luftmenge wird mit dem öl in die Zahnradpumpe 12 hineingesaugt. Die Pumpe nimmt nun, bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit, infolge der größeren Luftmenge im öl eine geringere ölmenge in jeder Zahnlücke mit, so daß die nach dem Rohr 11 oberhalb des dem Austritt der Luft dienenden Zweigrohres 21 geförderte sowie die nach dem Servomotor 8 geleitete Ölmenge verringert wird, wodurch der Öldruck im Rohr 11 und im Servomotor unter 'dem Kolben 9 abnimmt. Infolgedessen drückt die Feder 10 den Kolben 9 abwärts, wodurch das Ventil 5, 6 entsprechend geschlossen wird und eine geringere Menge Dampf in das Rohr 1 strömt. ⁷S

Wenn dagegen der Dampfdruck im Rohr 1 unter seinen Normalwert sinkt, wird die Membran 19 nach innen bewegt, wobei sich das Ventil 17 seinem Sitz nähert, so daß eine geringere Menge Luft durch das Rohr 15 angesaugt wird. Das in die Pumpe 12 eingesaugte öl enthält dann weniger Luft, so daß bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Pumpe 12 eine größere Menge öl in das Rohr 11 gedrückt wird. Der Druck im Servomotor 8 nimmt daher zu, so daß der Kolben 9 entgegen der Wirkung der Feder 10 aufwärts bewegt wird. Dadurch öffnet sich das Dampfventil weiter, und die Zufuhr an Dampf wird größer. 9"

Die nur als Beispiel dargestellte und beschriebene Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich je nach den verschiedenen Verwendungszwecken innerhalb weiter Grenzen ändern, solange das zu regelnde Mittel die Stellung des Organs 17 und damit die Menge des gasförmigen Mittels, z. B. Luft, beherrscht, die einer Flüssigkeit, z. B. öl, auf der Saugseite der Saug- und Druckpumpe zugeführt wird, wobei die Menge des gas- förmigen Mittels in der Flüssigkeit die nach Entfernung dieses gasförmigen Mittels von der Pumpe 12 dem Servomotor 8 zugeführte Flüssigkeitsmenge und demnach sowohl den Gegendruck des bewegliAen Organs 9 im Servomotor 8 als auch die Stellung dieses Organs bestimmt, das seinerseits die Stellung des Regelorgans 5, 6 steuert.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Regler mit Servomotor, dem mittels einer Saug- und Druckpumpe Flüssigkeit zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine von dem zu regelnden Mittel gesteuerte Vorrichtung, durch die auf der Saugseite der Saug- und Druckpumpe in die Flüssigkeit ein gasförmiges Mittel eingeführt wird, wobei dessen Menge die Flüssigkeitsmenge bestimmt, die bei gleichbleibender Geschwindigkeit der Pumpe durch diese hindurchströmt und

   von ihr, nach Entfernung des gasförmigen Mittels auf der Druckseite der Pumpe, dem Servomotor zugeführt wird und auf dessen bewegliches Organ einen größeren oder kleineren Druck ausübt, welcher die Stellung des genannten Organs und des von ihm abhängigen Regelorgans bestimmt.
2. 2. Regler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die Saugleitung (13) der Pumpe (12) eine Leitung (15) für die

   Zufuhr von Luft oder einem anderen gasförmigen Mittel mündet, deren Zufuhrquerschnitt durch ein von dem zu regelnden Mittel beeinflußtes Ventil (17) bestimmt wird, wqbei die von der Druckseite der Pumpe zum Servomotor (8) führende Flüssigkeitsleitung (n) mit einer durch ein Drosselorgan (22) beherrschten Zweigleitung (21) versehen ist, durch welche das gasförmige Mittel ausströmt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   BKBLlN. OEBRUCKT IN UtIl REItHSDHUCKEREI