DE532589C - Druckregler - Google Patents

Description

Für die Konstruktion eines Druckreglers sind zwei Betriebsfälle zu unterscheiden. In einem Falle ist es zulässig, daß der zu regelnde Druck innerhalb eines bestimmten Bereiches schwankt. Diese Voraussetzung ermöglicht einen verhältnismäßig einfachen Aufbau des Druckreglers, da man als Gegenbelastung eine Feder verwenden kann, deren Ungleichförmigkeitsgrad durch den zulässigen Schwankungsbereich des Druckes bestimmt ist. Der andere Fall ist der, daß der Druck konstant gehalten werden soll: Hierbei treten erhebliche Schwierigkeiten auf. Der einfachste Aufbau des Druckreglers zur Einhaltung eines konstanten Druckes ergibt sich durch Anwendung einer Gewichtsbelastung, deren Größe bei jedem Ventilhub gleichbleibt. Ein Gewicht stellt aber eine Masse dar, und es treten infolgedessen bei einem derartigen Druckregler alle Schwierigkeiten auf, die sich bei jedem mit Masse behafteten Regler ergeben. Dazu ist noch folgendes zu berücksichtigen: Die das Belastungsgewicht darstellende Masse unterliegt lediglich der Schwerkraft. Bei einer zugelassenen Druckschwankung ist ihr Bewegungsverlauf eindeutig durch die Erdbeschleunigung bestimmt. Es ist weder möglich, die Regelgeschwindigkeit zu erhöhen noch zu verringern. Auch das Beharrungsvermögen der Masse und andere Massewirkungen sind geeignet, den Regelvorgang ungünstig zu beeinflussen. Man hat deshalb versucht, die Belastung des Ventils durch ein Gewicht zu ersetzen, und zwar durch einen Flüssigkeitsdruck, indem man einen mit einer Hilfssteuerflüssigkeit arbeitenden Kraftschalter zwischen das impulsaufnehmende Organ und den Druckregler zwischenschaltet. Eine derartige Konstruktion ist aber verhältnismäßig verwickelt und teuer, abgesehen davon, daß durch die Zusatzapparate wiederum neue Störungsquellen entstehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckregler zu schaffen, der den Druck konstant hält, aber ohne Belastungsgewichte arbeitet und auch eine mit einem Hilfssteuermittel arbeitende Zwischenvorrichtung vermeidet. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß Impulse, die unmittelbar vom strömenden Mittel ausgehen, dessen Druck konstant gehalten werden soll, auf einen mit der Regelung gekuppelten Differentialkolben einwirken, dessen beide Flächen unter dem Druck des strömenden Mittels stehen, die kleinere Fläche aber außerdem noch unter dem Druck einer Belastungsfeder, deren Kraft zusammen mit dem Druck des strömenden Mittels der auf die große Fläche ausgeübten Kraft das Gleichgewicht hält. Der Oifferentialkolben kann zweckmäßig gleichzeitig als Steuerkolben einer HilfsSteuerung ausgebildet sein.

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

Gustav Köhler in Mülheim, Ruhr.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar für einen Regler für Kraftmaschinen mit einem Mengenschieber und einem hinter diesem angeordneten Druckschieber zur Konstanthaltung des Druckes hinter dem Mengenschieber. Das Hilfssteuermittel wird durch eine Pumpe 40 gefördert und verteilt sich auf zwei Leitungen 1 und 9. Die Leitung 1 mündet in ίο den Raum 11 vor dem Durchflußregler, die Leitung 9 in den Raum 4 hinter diesem Regelglied. Der Steuerschieber 2 steuert Durchflußöffnungen 3, und zwar in der Weise, daß diese Durchflußöffnungen bei Steigen des Druckes im Raum 11 vergrößert werden, um durch Vergrößerung der abströmenden Menge den Druck herabzusetzen, während sie umgekehrt verkleinert werden, wenn der Druck im Raum 11 absinkt. Die durch die Leitung 9 zuströmende Menge des Hilfssteuermittels gelangt durch eine Stauscheibe 10 in den Raum 4.. Dieser Strom kann als praktisch konstant angesehen werden. Mit dem Steuerschieber 2 ist der Hilfssteuerkolben 12 einer Verstellvorrichtung, z. B. des Dampfeinlaßventils der Turbine, gekuppelt.

Die Teilmengen aus den Leitungen 1 und 9 vereinigen sich in der Leitung S und strömen durch das Rohr 8 ab, nachdem sie die Drosselstelle bei 6 durchflossen haben, die durch den Schieber 7 beherrscht wird. Der Steuerschieber 7 hält durch entsprechende Veränderung des Durchströmquerschnittes bei 6 den Druck in der Leitung 5 und damit auch im Raum 4 konstant. Ist durch Vergrößerung der Durchlaßöffnungen 3 der Druck in der Leitung 5 gestiegen, so muß der Steuerschieber 7 die Durchlässe 6 weiter öffnen, um der vergrößerten Menge einen entsprechend vergrößerten Durchströmquerschnitt zur Verfügung zu stellen.

Zur Einstellung dieses Durchströmquerschnittes dient nun folgende Einrichtung: Die Spindel 15 des Steuerschiebers 7 trägt einen Kolben 17, der in einem Zylinder 13 arbeitet. Ober- und Unterseite des Kolbens 17 stehen durch Leitungen 14 und 24 mit einer Hilfssteuerung in Verbindung, die als wesentliches Glied einen Kolben 16 enthält. Das Hilfssteuermittel wird durch eine Leitung 18 zugeführt, während das bei der Regelung frei werdende Druckmittel durch die Leitung 19 abfließt. Die Anordnung ist in der Abb. 2 näher erläutert. Der Steuerkolben 16 besitzt eine Spindel, die aus dem Zylinder herausgeführt ist, während die Unterseite" diese Spindel nicht besitzt. Die Ober- und Unterseite des Kolbens 16, d. h. die Flächen 36 und 26, stehen unter dem Druck des durch dielxitung 18 zugeführten Drucköles. Dieses hat das Bestreben, den Steuerkolben 16 aufwärts zu bewegen, da die Fläche 26 größer als die Fläche 36 ist. Die Differenzkraft wird durch eine Feder 20 kompensiert, so daß der Kolben 16 im Gleichgewichtszustand zwischen Diffe- δ.-renzkraft und Federkraft die gezeichnete Mittelstellung einnimmt. Steigt jetzt der Druck im Raum 4 an, so überwiegt die von der Hilfsflüssigkeit ausgeübte Differenzkraft die Federkraft und bewegt den Steuerkolben 16 aufwärts. Es wird eine Verbindung zwischen dem Raum 21 und der Leitung 14 sowie mit dem Raum 13 unterhalb des Kolbens 17 hergestellt, dieser dadurch angehoben und der Steuerschieber 7 nach einer erweiterten Offenstellung hin verschoben. Jetzt kann eine größere Menge Flüssigkeit durch die Leitung 5 nach der Leitung 8 abströmen.

Man erkennt, daß eine Rückführung für den Steuerkolben nicht erforderlich ist, denn in dem Augenblick, wo der Steuerschieber 7 weiter öffnet, sinkt auch der Druck im Raum 4 M ab. Da in diesem Falle die Federkraft 20 ™ wieder zur Einwirkung kommt, so wird infolge dieses Druckabfalles auch der Kolben 16 wieder in seine Mittellage bewegt, die Leitungen 14 und 24 werden abgeschlossen, und der Steuerschieber 7 bleibt in der Lage stehen, die er gerade erreicht hatte.

Sinkt der Druck im Raum 4 ab, so verläuft der Regelvorgang entsprechend im umgekehrten Sinne, d. h. die Kraft der Feder 20 wird größer als die Differenzkraft der Flüssigkeit, der Kolben 16 wird abwärts bewegt, und es wird jetzt Drucköl durch die Leitung 24 über den Kolben 17 geleitet, so daß der Steuerschieber 7 weiterschließt.

Die beschriebene Ausbildung hat noch einen weiteren Vorteil. Die Stellung des Steuerschiebers 7 ist nämlich abhängig von der too _ Spannung der Feder 20. Damit ist aber auch Λ der Druck im Raum 4 ,eine Funktion dieser ™ Federspannung, also auch die Stellung des Steuerkolbens 12. Wenn man die Feder 20 z, B. etwas mehr spannt, so muß der Druck im Raum 26 größer werden. Das ist nur möglich, wenn auch der Druck im Raum 4 größer wird. Das läßt sich; wiederum erreichen, wenn der Steuerschieber 2 größere Teile der Öffnungen 3 freigibt, und diese Vergrößerung wiederum bringt eine veränderte Stellung des Steuerkolbens 12 und damit der Stellung z. B. des Einlaßventils mit sich. Durch Spannen der Feder 20 erhält man also eine einfache Möglichkeit, den Druckbereich des Reglers zu verstellen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mit mittelbarer Verstellung des Regelorgans arbeitender Druckregler zur Konstanthaltung des Druckes eines Gas- oder Flüssigkeitsstromes, bei dem vom strö-

   menden Mittel ausgehende Impulse auf einen mit der Regelung gekuppelten, als Steuerkolben ausgebildeten Differentialkolben einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß auf beide Flächen des Differentialkolbens der gleiche Impulsdruck wirkt, auf die kleinere Fläche jedoch außerdem noch eine zweckmäßig einstellbare Belastungsfeder, deren Kraft zusammen mit dem vom strömenden Mittel ausgeübten Druck der auf die größere Fläche wirkenden Kraft das Gleichgewicht hält.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen