DE542732C

DE542732C - Regulator

Info

Publication number: DE542732C
Application number: DESCH94008D
Authority: DE
Original assignee: Schuman and Co
Current assignee: Schuman and Co
Priority date: 1931-05-01
Filing date: 1931-05-01
Publication date: 1932-01-30

Description

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Schumann & Co. in LeipzigSchumann & Co. in Leipzig

Werden bei Reglern, die einen Zustand, wie z. B. einen Druck, eine Temperatur, eine Geschwindigkeit oder eine Menge, konstant halten sollen, große Verstellkräfte notwendig, so bedient man sich eines vom Regler oder von dessen Arbeitsmedium unabhängigen Druckmittels, wie Wasser, Öl, Luft ο. dgl., um die Steuerung des Reglers zu bewirken. Es sind verschiedene Ausführungsarten soleher Regler bekannt. Sie bestehen meistens aus einem Relais, das seinen Impuls von dem konstant zu haltenden Zustand, wie z. B. Druck, Temperatur, Geschwindigkeit oder ähnlichem, erhält und die Einwirkung desAre controllers that have a status such as B. a pressure, a temperature, a Speed or a quantity, should be kept constant, large adjustment forces necessary, you use a pressure medium that is independent of the regulator or its working medium, such as water, oil, air ο. like., to effect control of the regulator. There are different types of execution Known regulator. They mostly consist of a relay that gets its pulse from the state to be kept constant, such as B. pressure, temperature, speed or similar, receives and the action of the

ig Druckmittels auf den Regler steuert. Eine Unterschreitung oder Überschreitung des konstant zu haltenden Betriebszustandes hat eine Verstellung des Reglers in derjenigen Richtung zur Folge, die zur Wiederherstellung des gewünschten Zustandes notwendig ist.ig pressure medium on the regulator controls. One Has fallen below or exceeded the operating state to be kept constant an adjustment of the controller in the direction that leads to restoration the desired state is necessary.

Die bekannten, von einem Druckmittel gesteuerten Regler sind meist sehr kompliziert, demgemäß in der Herstellung teuer, und erfüllen nicht immer die an Regler dieser Art gestellten Forderungen. Ein besonderer Mangel dieser bekannten Regler ist, daß sie gegen Zustandsschwankungen nicht empfindlich genug sind. Die Kompliziertheit der bekannten Regler, die durch eine zu große Anzahl zusammenwirkender Einzelteile bedingt ist, gibtzu vielen Störungsmöglichkeiten Anlaß. Die !bekannten Regler sind auch zu sehr empfindlich gegen Verunreinigungen im Kreislauf des Druckmittels. Ein weiterer Übelstand der bekannten Regler besteht darin, daß die empfindlichen Steuerungsteile einem unbefugten Eingriff nicht entzogen sind und nicht in genügendem Maße gegen Verunreinigungen durch Staub u. dgl. geschützt sind.The known regulators controlled by a pressure medium are usually very complicated, accordingly expensive to manufacture and do not always meet the requirements of regulators of this type demands made. A particular shortcoming of these known regulators is that they are not sensitive enough to fluctuations in state. The complexity of the familiar Regulator, which is caused by too large a number of interacting individual parts, gives rise to many possible faults. The known regulators are also too sensitive to contamination in the circuit of the pressure medium. Another drawback of the known controller is that the sensitive control parts one unauthorized interference are not withdrawn and not to a sufficient extent against contamination are protected from dust and the like.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Regler, dessen Steuerungsteile dem Eingriff Unberufener entzogen sind und der gegen die Einwirkung von Staub u. dgl. geschützt ist. Die Steuerungsteile sind einfach gestaltet, billig und genau herzustellen und in der Anzahl wesentlich geringer, so daß Störungsmöglichkeiten ausgeschlossen sind und ein betriebssicheres Arbeiten des Reglers erzielt wird. Dabei wird eine große Empfindlichkeit gegen Schwankungen des konstant zu haltenden Zustandes erreicht.The present invention is a controller, the control parts of which the engagement Unauthorized are withdrawn and protected against the effects of dust and the like is. The control parts are simple in design, cheap and accurate to manufacture and in the The number is much lower, so that the possibility of interference is excluded and one reliable operation of the controller is achieved. There will be great sensitivity against fluctuations in the state to be kept constant.

Auf den Zeichnungen sind einige beispielsweise Ausführungen des neuen Reglers dargestellt, und zwar als Druckregler für Gas, Wasser, Dampf, Luft o. dgl.Some examples of the new controller are shown in the drawings. as a pressure regulator for gas, water, steam, air or the like.

Abb. ι zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Regler und die Anordnung des Kreislaufes für das der Steuerung dienende Druckmittel. Das die Druckänderungen in Bewegung umsetzende Organ, z. B. eine Membran, wirkt hier über einen Hebel auf das Steuerorgan.Fig. Ι shows a vertical section through the controller and the arrangement of the Circuit for the pressure medium used for control. That the pressure changes in Movement converting organ, z. B. a membrane acts here via a lever on the control member.

Abb. 2 zeigt das Steuerorgan in vergrößertem Maßstabe.Fig. 2 shows the control element on an enlarged scale.

In Abb. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Reglers dargestellt, in welchem dieIn Fig. 3, another embodiment of the controller is shown in which the

Bewegung der Membran unmittelbar auf die in der Spindelachse des Reglers angeordnete Steuerung übertragen wird.Movement of the membrane directly on the one arranged in the spindle axis of the regulator Control is transferred.

Abb. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Reglers für größere Verstellkräfte, bei dem das in Abb. 2 dargestellte Steuerorgan als Vorsteuerung für die Steuerung eines größeren Kraftkolbens dient.Fig. 4 shows another embodiment of a controller for larger adjustment forces, in which the control element shown in Fig. 2 as a pilot control for the control a larger power piston is used.

In den Abb. 5, 6 und 7 sind drei verscbiedene Stellungen des Steuerorgans dargestellt. Es liegt beispielsweise die Aufgabe vor, den Druck in der Leitung 1 der Abb. 1, z. B. von Wasser, Dampf, Gas o. dgl., konstant zu halten, unabhängig vom Druck in der Leitung 2. Zu diesem Zwecke ist schon bekannt, den im Raum 1 herrschenden, konstant zu haltenden Druck durch eine vom Raum ι abgezweigte Leitung 3 auf eine Membran 8 einwirken zu lassen. Ferner ist bekannt, zur Verstellung des Reglerventils 4 ein Druckmittel, z. B. Wasser, öl, Luft, zu verwenden, welches von einer Pumpe 5 in einen Kreislauf gebracht wird, indem von der Pumpe S eine Leitung 6 das Druckmittel zu einer Steuerung und eine Leitung 7 das Druckmittel von der Steuerung zurück zur Pumpe 5 führte.In Figs. 5, 6 and 7 there are three different ones Positions of the control organ shown. For example, the task is the pressure in line 1 of Fig. 1, e.g. B. of water, steam, gas o. The like., Constant to hold, regardless of the pressure in line 2. For this purpose, it is already known the prevailing in room 1, to be kept constant pressure by a from Space ι branched line 3 to act on a membrane 8. Furthermore is known to adjust the regulator valve 4, a pressure medium, for. B. water, oil, air, too use, which is brought into a circuit by a pump 5 by the Pump S a line 6 the pressure medium to a controller and a line 7 the Pressure medium led from the control back to the pump 5.

Die Aufgabe, bei Schwankungen des Druckes im Räume 1 das Ventil 4 so zu steuern, daß bei einer Drucksteigerung im Raum ι das Ventil 4 sich seinem Sitze nähert und bei einer Druckverminderung im Raum 1 sich von seinem Sitze entfernt, wird gemäß der Neuerung in folgender Weise gelöst: Eine Membran 8 oder ein sonstiges Druckänderungen in Bewegung umsetzendes Organ wirkt unmittelbar (Abb. 3) oder mittelbar (Abb. ι und 4) auf einen Steuerkolben 9, der in Abb. 2 der Deutlichkeit halber vergrößert dargestellt ist. Dieser Steuerkolben ist hohl ausgebildet und besteht aus einem oberen Teile 9 und einem unteren Teile 99. Diese beiden Teile sind beispielsweise durch eine in den unteren Teil eingeschraubte Verbindungsstange 98 so miteinander verbunden, daß zwischen ihren einander zugekehrten Stirnflächen ein schmaler Ringspalt 10 entsteht, durch den das den hohlen Steuerkolben durchfließende Druckmittel, beispielsweise Öl, in dünnem, tellerartigem Strahl ausströmen kann. Der Steuerkolben weist an seinem dem Ringspalt 10 benachbarten Teile einen größeren Durchmesser auf, so daß Kanten 11 und 12 entstehen, die als Steuerkanten dienen. Am oberen Ende des Steuerkolbens befinden sich Bohrungen 13, durch die das öl in den hohlen Steuerkolben eintreten kann.The task of closing the valve 4 in the event of fluctuations in the pressure in room 1 control that when there is an increase in pressure in the room ι the valve 4 approaches its seats and with a pressure reduction in room 1 moves away from his seat, according to the innovation solved in the following way: A membrane 8 or some other pressure changes in motion converting Organ acts directly (Fig. 3) or indirectly (Fig. Ι and 4) on a control piston 9, which is shown enlarged in Fig. 2 for the sake of clarity. This control piston is hollow and consists of an upper part 9 and a lower part 99. These two parts are for example by a connecting rod 98 screwed into the lower part connected that between their facing end faces a narrow annular gap 10 arises, through which the pressure medium flowing through the hollow control piston, for example Oil, can flow out in a thin, plate-like stream. The control piston points at its adjacent to the annular gap 10 Divide a larger diameter, so that edges 11 and 12 arise, which as Serve control edges. At the upper end of the control piston there are holes 13, through which the oil can enter the hollow control piston.

Dem Ringspalt 10 unmittelbar gegenüber befindet sich eine messerscharfe, radiale Schneide 14, über die das aus dem Ringspalt 10 ausströmende öl in die zu beiden Seiten der Schneide 14 befindlichen Räume 15 und 16 fließen kann. Der Raum 15 ist nach oben durch eine Steuerkante 17 und der Raum 16 nach unten durch eine Steuerkante 18 abgeschlossen. Von dem Raum 15 führt eine Bohrung 19 in einen Raum 20 über einen Kraftkolben 21 (Abb. 1), und vom Raum 16 führt eine Bohrung 22 in einen Raum 23 unter dem Kraftkolben 21. An der Stelle der Bohrungen 13 umschließt den Steuerkolben 9 ein Ringraum 24, in den die Leitung 6 für den Ölzufiuß zum Steuerorgan einmündet. Der die Ringschneide 14 und die beiden Steuerkanten 17 und 18 tragende Zylinder 25 ist von einem Gehäuse 26 so umschlossen, daß ein Raum 27 entsteht, der unten in den zur Leitung 7 führenden Ölabfluß 28 übergeht.Immediately opposite the annular gap 10 is a razor-sharp, radial one Cutting edge 14 through which the oil flowing out of the annular gap 10 into the on both sides the cutting edge 14 located spaces 15 and 16 can flow. Room 15 is upstairs is closed by a control edge 17 and the space 16 is closed at the bottom by a control edge 18. From the space 15, a bore 19 leads into a space 20 via a Power piston 21 (Fig. 1), and from space 16 leads a bore 22 into a space 23 under the power piston 21. At the location of the Bores 13 surrounds the control piston 9, an annular space 24 into which the line 6 for the oil inflow leads to the control unit. The cutting edge 14 and the two Control edges 17 and 18 supporting cylinder 25 is enclosed by a housing 26 so that a space 27 is created which merges into the oil drain 28 leading to the line 7 at the bottom.

Bei dem in Abb. 1 dargestellten Beispiel wird die Bewegung der Membran 8 durch einen um die Achse 29 schwingenden Hebel 30 auf den Steuerkolben 9 übertragen. Da der Abstand des Angriffspunktes 31 der Membran 8 am Hebel 30 vom Hebeldrehpunkt 29 kleiner ist als der Abstand des am Hebelende 32 angeschlossenen Steuerkolbens 9 vom Drehpunkt 29, entspricht einer kleineren Durchbiegung der Membran 8 ein entsprechend größerer Weg des Steuerkolbens 9.In the example shown in Fig. 1, the movement of the membrane 8 is through a lever 30 oscillating about the axis 29 is transmitted to the control piston 9. There the distance of the point of application 31 of the membrane 8 on the lever 30 from the fulcrum 29 is smaller than the distance between the control piston connected to the lever end 32 9 from the pivot point 29, a smaller deflection of the membrane 8 corresponds to a correspondingly greater travel of the control piston 9.

Die Wirkungsweise ist folgende: Das öl tritt aus der Pumpe 5 durch die Leitung 8 in den Raum 24 und von da durch die Bohrungen 13 in den hohlen Steuerkolben 9. Aus diesem tritt das Öl in dünnem, tellerartigem Strahl durch den Ringspalt 10 und je nach der Stellung dieses Ringspaltes 10 zur gegenüberliegenden Ringschneide 14 in den Raum 15 oder 16 und von da. durch die Bohrungen 19 oder 22 über oder unter den Kraftkolben 21. Die dem konstant zu haltenden Zustand entsprechende Ruhestellung ist in der Abb. 6 dargestellt. Der Ringspalt 10 steht der Ringschneide 14 genau gegenüber. Der Ölstrahl wird durch die Ringschneide 14 so geteilt, daß ein Teil des Öles nach oben durch den Kanal 19 in den Raum 20 und ein gleicher Teil des Öles nach unten durch den Kanal 22 in den Raum 23 geleitet wird, so daß die Einwirkung dieser beiden Ölteilströme auf die obere und untere Fläche des Kraftkolbens 21 sich aufhebt und der Kraftkolben in Ruhe verbleibt.The mode of operation is as follows: The oil exits the pump 5 through the Line 8 into the space 24 and from there through the bores 13 in the hollow control piston 9. From this the oil emerges in a thin, plate-like jet through the annular gap 10 and depending on the position of this annular gap 10 in relation to the opposite annular cutting edge 14 to room 15 or 16 and from there. through the Bores 19 or 22 above or below the power piston 21. The ones to be kept constant The corresponding rest position is shown in Fig. 6. The annular gap 10 is exactly opposite the cutting edge 14. The oil jet is divided by the cutting edge 14 so that part of the oil up through the channel 19 into the space 20 and an equal part of the oil down is passed through the channel 22 into the space 23, so that the action of these two Oil partial flows on the upper and lower surface of the power piston 21 is canceled and the Power piston remains at rest.

Eine Drmcksteigerung in der Leitung 1 und demgemäß auch in der Leitung 3 hat eine Abwärtsbewegung der Membran 8 und demgemäß eine Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 9 zur Folge. Der aus dem Ringspalt austretende Ölstrahl (Abb. 5) trifft den unteren Teil der Ringschneide 14, so daß das den Raum 16 nunmehr füllende Drucköl durchAn increase in pressure in the line 1 and accordingly also in the line 3 has a Downward movement of the membrane 8 and accordingly a downward movement of the control piston 9 result. The oil jet emerging from the annular gap (Fig. 5) hits the lower part of the cutting edge 14, so that the pressure oil now filling the space 16 through

die Bohrung 22 auf die untere Fläche des Kraftkolbens 21 gelangt und diesen nach aufwärts drückt, wodurch die Reglerspindel 33 gehoben wird und das Regelventil 4 geschlossen wird. Das bei diesem Vorgang auf der oberen Seite des Kraftkolbens 21 etwa noch vorhandene drucklose Öl fließt durch die Bohrung 19 in den.Raum 15 und von hier über die freigegebenen Steuerkanten 11 undthe bore 22 reaches the lower surface of the power piston 21 and this after pushes upwards, whereby the control spindle 33 is raised and the control valve 4 is closed will. During this process on the upper side of the power piston 21, for example unpressurized oil still present flows through the bore 19 into den.Raum 15 and from here over the released control edges 11 and

ίο 17 in den Hohlraum 27 und von dort in die Abflußleitung 7.ίο 17 into the cavity 27 and from there into the Drain line 7.

Ist jedoch eine Druckverminderung in der Leitung 1 bzw. 3 eingetreten, so nehmen die Steuerungsteile die in der Abb. 7 dargestellte Lage ein. Die Membran 8 federt zurück und zieht dabei den Steuerkolben 9 nach oben. Hierbei gelangt das aus dem Ringspalt 10 austretende Drucköl in den über der Ringschneide 14 liegenden Raum 15 und fließt durch den Kanal 19 auf die obere Fläche des Kraftkolbens 21, so daß dieser niedergedrückt wird und hierbei die Reglerspindel ^^ nach unten bewegt, wodurch das Ventil 4 geöffnet wird. Das im Raum 23 unter dem Kraftkolben befindliche drucklose Öl gelangt durch die Bohrung 22 in den Raum 16 unter der Ringschneide 14 und von dort über die freigegebenen Steuerkanten 12 und 18 in den Raum 2"j und dann in den Ölabfluß 7.If, however, a pressure reduction has occurred in line 1 or 3, the control parts assume the position shown in Fig. 7. The membrane 8 springs back and pulls the control piston 9 upwards. Here, the pressure oil emerging from the annular gap 10 reaches the space 15 located above the annular cutting edge 14 and flows through the channel 19 onto the upper surface of the power piston 21, so that it is pressed down and the regulator spindle ^^ moves downwards, causing the valve 4 is opened. The unpressurized oil located in the space 23 under the power piston passes through the bore 22 into the space 16 under the cutting edge 14 and from there via the released control edges 12 and 18 into the space 2 ″ j and then into the oil drain 7.

Die beschriebene Steuerung mit Ringspalt 10 und Ringschneide 14 kann, wenn, größere Verstellkräfte für den Regler erforderlich sind, auch als Vorsteuerung für einen größeren Kraftkolben benutzt werden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Abb. 4 dargestellt. Hier gelangt das über die Ringschneide 14 strömende Öl über oder unter einen Steuerkolben 34, der das ihm durch den Kanal 35 zufließende Drucköl in bekannter Weise über oder unter den Kraftkolben 21 steuert.The described control with annular gap 10 and cutting edge 14 can, if, larger Adjusting forces for the controller are required, also as a pilot control for a larger one Power pistons can be used. Such an embodiment is shown in FIG. Here it comes through the ring cutting edge 14 flowing oil over or under a control piston 34, which gives him through the Pressure oil flowing in to channel 35 in a known manner above or below the power piston 21 controls.

In Abb. 3 ist eine unmittelbare Steuerung eines Kraftkolbens 36 dargestellt, wobei ein hohler Steuerkolben 37 mit einem Ringspalt 38 in der Achse der Reglerspindel 33 angeordnet ist. Dadurch wird ein sehr einfacher Aufbau erzielt, und es werden wenig Einzelteile benötigt. Der Steuerkolben 37 ist durch die Schraube 39 mit der Membran 8 verbunden. Die Schraube 39 ermöglicht eine Einstellung des Abstandes der Membran 8 von Ringspalt 38. Der aus dem Ringspalt 38 austretende Ölstrahl gelangt, je nach der Zustandsänderung, die in der Leitung 1 eingetreten ist, über oder unter die Ringschneide 40 in einen Raum 41 oder 42 und durch die Bohrungen 43 oder 44 direkt über oder unter den Kraftkolben 36. Die Steuerung wirkt sinngemäß in gleicher Weise, wie in den Abb. 5, 6 und 7 dargestellt und oben beschrieben. In Fig. 3, a direct control of a power piston 36 is shown, with a hollow control piston 37 with an annular gap 38 arranged in the axis of the regulator spindle 33 is. As a result, a very simple structure is achieved and there are few individual parts needed. The control piston 37 is connected to the membrane 8 by the screw 39. The screw 39 enables the distance between the membrane 8 and the annular gap 38 to be adjusted escaping oil jet arrives, depending on the change of state that occurred in line 1 is, above or below the cutting edge 40 in a space 41 or 42 and through the Bores 43 or 44 directly above or below the power piston 36. The control works in the same way as shown in Figs. 5, 6 and 7 and described above.

Im Sinne vorliegender Erfindung ist es gleichgültig, ob die Ringschneide feststeht und der den Tellerstrahl bildende Ringspalt im Steuerkolben bewegt wird, wie es bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen dargestellt ist, oder ob die Ringschneide gegenüber einem feststehenden Ringspalt bewegt wird. Es können zur Erzielung eines besonderen S teuer Vorganges auch zwei oder mehrere je einen Tellerstrahl bildende Ringspalte in einem Steuerkolben angeordnet sein. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen strömt das Öl aus einem hohlen Steuerkolben durch einen schmalen Ringspalt in dünnem, tellerartigem Strahl von innen nach außen. Im Sinne vorliegender Erfindung kann die Strömung auch in umgekehrter Richtung erfolgen, wobei einer feststehenden oder beweglichen, in der Achse zweier die Ringspalte bildenden Zylinder angeordneten Schneide das Öl von außen nach innen zugeführt wird.For the purposes of the present invention, it does not matter whether the cutting edge is fixed and the annular gap forming the plate jet is moved in the control piston, as is the case with the Embodiments described is shown, or whether the cup point opposite a fixed annular gap is moved. It can help achieve something special S expensive process also two or more annular gaps each forming a plate jet be arranged in a control piston. In the described embodiments the oil flows out of a hollow control piston through a narrow annular gap in a thin, plate-like jet from the inside to the outside. In the context of the present invention, the Flow can also take place in the opposite direction, with a fixed or movable, the oil is fed in from the outside to the inside in the axis of two cylinders that form the annular gaps.

Der Ringspalt 10 kann auch durch Bohrungen, Düsen oder Schlitze, die am Umfang des Zylinders angeordnet sind, ersetzt werden. The annular gap 10 can also be formed by bores, nozzles or slots on the circumference of the cylinder are arranged to be replaced.

Claims

Patent claims:

1. Regulator controlled by a pressure medium to keep a mountain constant operating state, characterized by a hollow, two-part control piston, the upper part (9) and the lower part (99) of which are connected to one another in such a way that a narrow annular gap (10) arises from which the pressure medium is created in a thin, plate-like jet flows out, and that the annular gap (10) is opposite a cutting edge (14) that from the annular gap (10) of the control piston (9, 99) flowing radially outward Pressure medium meets and depending on the position of the annular gap (10) to Cutting edge (14) is passed over or under a power piston (21).

2. Regulator according to claim 1, characterized in that the cutting edge (14) overflowing pressure medium in the cutting edge (14) adjoining spaces (15, 16) reaches the sides facing away from the cutting edge (14) through control edges (17, 18) are complete.

3. Regulator according to claim 1 and 2, characterized in that the control piston (9.99) is enlarged in diameter at the location of the gap (10), see above that two control edges (11, 12) arise, the control edges terminating the spaces (17, 18) on both sides of the cutting edge (14) (17, 18) face each other.

4. Regulator according to claim 1 to 3, characterized in that the to both

Sides of the cutting edge (14) arranged spaces (17, 18) through holes (19, 20) with the spaces (20, 23) above or below the power calving (21) in connection stand.

5. Regulator according to claim 1 to 4, characterized in that the controlling edges (11, 12) of the control piston (9) and the spaces (15, 16) on both sides of the cutting edge (14) closing control edges (17, 18 ) in the middle position of the plate jet to the cutting edge (Fig. 6) cover and when the plate jet hits over or under the cutting edge (14) let the pressure medium displaced on the opposite side of the power piston (21) flow into the outlet (7) ".

1 sheet of drawings