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Vorrichtung zur Regelung von Temperatur und Druck Die Erfindung betrifft
die Regelung eines physikalischen Zustandes bei einem vorher bestimmten stetigen
oder schwankenden Wert, wie z. B. die Regelung des Dampfdrucks in einer Kesselendkammer
oder der Temperatur einer umlaufenden Flüssigkeit, die durch eine gasbeheizte Feuerung
erwärmt wird, ungeachtet dessen, ob ein merklicher Zeitintervall zwischen der Regelungsbewegung
und der beobachteten Angabe des zu regelnden Zustandes vorhanden ist und ob das
Ansprechen auf die Regelungen, wenn diese einmal in Gang gesetzt.sind, mehr oder
weniger bestehen bleibt, wenn das weitere Ansprechen nicht gehindert wird.
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Bei der Ausführung der Erfindung werden Bewegungen, die den positiven
und negativen Änderungsgeschwindigkeiten und den positiven und negativen Abweichungen
von dem vorher bestimmten Wert annähernd proportional sind, durch geeignete Mittel
erreicht. Die Regelungsbewegungen werden so ausgeführt, daß eine positive Geschwindigkeit
oder eine positive Abweichung eine negative Bewegung der Regelungen hervorruft,
und umgekehrt. Falls somit die Änderungsgeschwindigkeit und die Abweichung beide
positiv sind, was unmittelbar nach einer Störung in der positiven Richtung von dem
vorher bestimmten Wert aus der Fall ist, müssen die Regelungen sich kräftig in der
negativen Richtung bewegen. Falls aber die Geschwindigkeit negativ und die Abweichung
positiv ist, was der Fall ist, wenn sie nach einer Störung der positiven Richtung
zu dem vorher bestimmten Wert zurückkehren, muß nur eine schwache oder gar keine
Bewegung der Regelungen stattfinden.
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Das einfachste Verfahren, um die verlangte Bewegung der Regelungen
zu bewirken, geht dahin, daß man ihre Bewegung von positiven oder negativen Bewegungen
abhängig macht, die den beobachteten positiven oder negativen Änderungsgeschwindigkeiten
und Abweichungen annähernd proportional sind. Falls somit ein Schließen des Ventils
einer negativen Bewegung der Regelungen, sein Öffnen aber einer positiven Bewegung
entspricht, wird ein Regelventil, das zeitweise verstellt wird, um einen bestimmten
Betrag während solcher aufeinanderfolgenden Zeitintervalle geschlossen, sooft die
Änderungsgeschwindigkeit positiv ist und auch sooft die Abweichung positiv ist,
d. h. es gibt zwei aufeinanderfolgende Schließbewegungen während jeder der aufeinanderfolgenden
Zeitintervalle, wenn die Änderungsgeschwindigkeit sowie die Abweichung positiv sind.
Falls andererseits die Änderungsgeschwindigkeit negativ ist, während die Abweichung
noch positiv ist, was der Fall ist, wenn es nach einer Störung in der positiven
Richtung eine Rückkehr zu dem
verlangten festen Wert gibt, dann
erfordert dieses zunächst eine öffnungsbewegung und dann eine Schließbewegung; diese
beiden Bewegungen suchen einander entgegenzuwirken.
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Die Erfindung -schafft auch eine Einrichtung, welche diese Bewegungen
in geeigneter Weise verbindet, so daß an Stelle der beiden kurzen Schließbewegungen
in dem obenerwähnten ersten Fall eine einzige lange Schließbewegung stattfindet,
die zweckmäßig der Summe der beiden Schließbewegungen oder der jeweils längeren
dieser Schließbewegungen (hernach als aufaddierte Summe bezeichnet) proportional
gemacht werden kann, und ferner, daß es an Stelle einer von einer Schließbewegung
begleiteten Öffnungsbewegung in dem' zweiten Fall eine kleine reine öffnungs- oder
Schließbewegung gibt, die zweckmäßig der Differenz, d. h. der algebraischen Summe
der beiden Bewegungen proportional sein kann.
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Dadurch, daß man während aufeinander, folgender Zeitintervalle Bewegungen
erzielt, die von den positiven und negativen Änderungsgeschwindigkeiten und Abweichungen
von dem verlangten festen Wert abhängig sind, und dadurch, daß man während dieser
aufeinanderfolgenden Zeitintervalle die die Regelung betätigende Vorrichtung veranlaßt,
sich um einen Betrag zu bewegen, der von den Bewegungen abhängt, die diesen Intervallen
proportional und entsprechend ihren Vorzeichen aufaddiert sind, ist es somit möglich,
die verlangten festen Werte sehr rasch nach einer Störung wiederherzustellen.
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Dadurch, daß man die relativen Größen der Änderungsgeschwindigkeits-
und der Abweichungsbewegungen sowie der von ihrer algebraischen oder aufaddierten
Summe abhängigen Bewegung der Regelungen in geeigneter Weise so einstellt, daß sie
den physikalischen Eigenheiten der Vorrichtung, wie z. B. Verzögerung beim Ansprechen,
Trägheit u. dgl., folgen können, kann eine geregelte Rückkehr zu dem verlangten
festen Wert ohne Pendeln oder Schwanken bewirkt werden. Die Einrichtung kann auch
sa getroffen werden, daß, wenn die Abweichungs- oder Änderungsgeschwindigkeit übermäßig
werden, die Regelungen so ausgeführt werden können, daß sie sich kräftiger und für
eine größere Proportion der aufeinanderfolgenden Zeitintervalle bewegen.
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Die Erfindung schließt auch eine Einrichtung ein, die das Produkt
oder das Verhältnis dieser Bewegungen (auf elektrischem oder sonstigem Wege) feststellt,
so daß, wenn sie beide positiv oder beide negativ sind, die Bewegung der die Regelungen
betätigenden Vorrichtung ihrem Produkt proportional ist und, wenn die eine positiv
und die andere negativ ist, dem Verhältnis ihrer Bewegungen proportional ist. Erfindungsgemäß
ist auch eine Vorrichtung geschaffen, welche die relativen Größen der Änderungsgeschwindigkeits-
und der Abweichungsbewegungen sowie auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Regelungen
während der Zeit, in der sie in Betrieb sind, einstellen kann. Durch Handhabung
dieser Einstellungen kann die geeignete Rückkehr zu dem vorher bestimmten Zustand
in jedem besonderen Fall erreicht werden.
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In den Zeichnungen sind beispielsweise mehrere Ausführungsformen der
Erfindung dargestellt.
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Fig. i ist eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt-.
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Fig. 2 ist eine Ansicht im rechten Winkel zu Fig. i und gleichfalls
teilweise im Schnitt. Fig. 3 ist eine Draufsicht.
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Fig. q. ist eine Draufsicht der Regelvorrichtung, teilweise im Schnitt.
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Fig. 5 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, im rechten Winkel zu
Fig. q..
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Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Regelvorrichtung und des Regelventils,
teilweise im Schnitt.
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Fig. 7 ist eine Ansicht im rechten Winkel zu Fig. 6.
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Fig. 8 ist eine Ansicht einer Einzelheit in größerem Maßstab.
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Fig. 9 und io zeigen Schaltungsskizzen. ' Fig. ii zeigt das Schema
einer Anlage. Fig. 12 und 13 sind Ansichten einer abgeänderten Ausführungsform im
rechten Winkel zueinander.
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Fig. 1q. bis 17 sind Ansichten einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung.
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Bei der in Fig. i bis 13 dargestellten Anordnung ist i ein Galvanometer,
das in den Stromkreis von Thermoelementen 2 eingeschaltet ist. Letztere sind in
eine Rohrleitung 3 eingebaut, durch die eine umlaufende Flüssigkeit fließt, die
durch eine mit Gas geheizte Feuerung erwärmt wird und deren Temperatur mittels eines
Ventils q. gesteuert werden soll.
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Die Stromkreisanordnung ist in der Schaltungsskizze der Fig.9 dargestellt.
Diese zeigt das Galvanometer i, das mit zwei Thermoelementen 2 in einen Stromkreis
eingeschaltet ist. Der Schleifdraht i' eines Potentiometers wird mit Strom von gleichbleibender
Stärke aus einem Akkumulator A mit langsamer Entladung gespeist. Der Stromkreis
wird durch einen Rheostaten B so eingestellt, daß der Spannungsabfall über dem Schleifdraht
gleich dem eines Normalelements C ist, das zusammen mit einem Galvanometer D zu
Prüfzwecken in den Stromkreis eingeschaltet werden kann. R 2' ist ein Nebenschluß
über den Schleifdraht, der den
Nebenschluß auf den gewünschten Wert
bringen soll, wenn er auf seine Trommel aufgebracht ist. Der Stromkreis wird auch
so eingestellt, daß, wenn die Temperatur der Thermoelemente der durch das Potentiometer
angezeigten entspricht, der Zeiger 5 des Galvanometers Nullabweichung hat, während
eine Abweichung des Zeigers, positiv oder negativ, der Steigerung oder Senkung der
Temperatur an den Thermoelementen proportional ist.
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Der Zeiger 5 wird von Haken 6 gehalten, die an dem Anker des Galvanometers
sitzen. Der Zeiger 5 wird aus den Haken 6 gehoben und an der Potentiometertrommel7
in der Abweichungsstellung festgeklemmt, die er, unter der Annahme, daß die Temperatur
von dem verlangten Wert abgewichen ist, in dem ersten Teil eines jeden kurzen Zeitintervalls,
z. B. 20 Sekunden, einnimmt. Das Heben des Zeigers 5 aus den Haken 6 und sein Festklemmen
wird dadurch bewirkt, daß die Potentiometertrommel 7 hochgehoben wird, zuerst um
den Zeiger aus dem Bereich der Haken zu bringen und dann ihn gegen einen Drehring
8 zu klemmen, der gegen axiale Bewegung festgelegt ist. Die Potentiometertrommel
7 wird durch ein Druckkugellager 9 mit Hilfe eines Hebels getragen. Der eine Arm
io dieses Hebels ist gegabelt und greift in die untere Spur des Druckkugellagers
ein, während der andere Arm des Hebels durch eine geschichtete Feder 12 gebildet
wird (Fig. 8). Diese Feder trägt eine Rolle, die mit einer Kurvenscheibe 13 auf
einer Welle 14 in Eingriff steht. Die Welle 14 wird von einem Elektromotor
15 durch ein Reduktionsgetriebe angetrieben und macht eine Umdrehung bei
jedem Zeitintervall.
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Wenn das Festklemmen des Zeigers an der Trommel erfolgt ist, veranlaßt
die Welle 14 ein Paar bei 18 drehbar angebrachter Arme 16 und 17, die Kontakte i9,
20 tragen, sich in eine Mittelstellung zu bewegen. Der Kontakt an dem einen oder
anderen der Arme kommt, je nachdem ob die Abweichung positiv oder negativ ist, mit
dem Zeiger für einen Zeitraum in Eingriff, der von dem Ausmaß der Abweichung des
Zeigers abhängt. Der Zeiger wird in eine Mittelstellung (Stellung ohne Abweichung)
mit Hilfe dieses Armes zurückgebracht. Wenn der Zeiger an der Potentiometertrommel
festgeklemmt ist, wird der Potentiometerschleifdraht i' in eine Gleichgewichtsstellung
zurückgebracht. Ein Schleifkontakt 22 berührt den Schleifdraht. Um unnötige Reibung
zwischen dem Gleitkontakt und dem Schleifdraht zu vermeiden, wenn die Trommel 7
gehoben oder gesenkt wird, wird der Schleifdrahtkontakt von Armen 23, 24 getragen,
die durch einen Lenker 25 angelenkt sind. Das Ganze bildet ein Parallelogramm, wie
Fig. 8 zeigt. Die Potentiometertrommel kann sich nun aus dem Klemmeingriff mit dem
Zeiger bewegen, der seinerseits wiederum eine Stellung annimmt, die von der Höhe
der Temperatur abhängt, worauf sich der Gang während des nächsten Zeitintervalls
wiederholt usw.
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Durch Fortsetzung dieses Vorgangs über eine Anzahl kurzer Zeitintervalle
wird ein Maß der Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur der Flüssigkeit erhalten.
Hierbei hängt die Zeit, während deren die Kontakte in der positiven oder negativen
Richtung geschlossen sind, von der Abweichung des Zeigers aus seiner Mittelstellung
ab.
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Die Bewegung der Arme 16, 17 in die Mittelstellung wird durch
einen Hebel 26 bewirkt, der mit einer Kurvenscheibe 27 auf der Welle 14 in Eingriff
steht (Fig. i bis 3). Der Hebel 26 sitzt fest auf einer Welle 28, die verstellbar
befestigte Arme 29 trägt und durch Lenker 30 mit Verlängerungen
31, 32 an den Armen verbunden ist.
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Um Bewegungen zu erzielen, die der Abweichung des Pötentiometers von
dem dem gewünschten Temperaturwert entsprechenden Gleichgewichtspunkt proportional
sind, ist die Potentiometertrommel mit einer Kurvenscheibe 33 versehen, die mit
einer Rolle an einem Arm 34 in Eingriff steht, der an einer Kontakte 36, 37 tragenden
Platte 35 befestigt ist (Fig. 3). Die Folge ist, daß die Winkelstellung der Platte
35 und damit die der Kontakte von der Abweichung abhängt. 38, 39 sind Kontaktstifte,
die an einer drehbar angebrachten Platte 40 sitzen und durch eine Kurvenscheibe
41 auf der Welle 14 hin und her geschwungen werden. Die Kontaktstifte 38, 39 werden
dadurch- in und außer Kontakt mit dem einen oder anderen der Kontakte 36, 37 an
der Platte 35 einmal während jedes Zeitintervalls gebracht. Der Zeitraum, während
dessen der Kontakt geschlossen ist, hängt von dein Ausmaß der Abweichung ab. An
dem Ende der Nachstellarbeiten werden die Stromkreise, in denen die Kontakte enthalten
sind, durch einen Quecksilberschalter 2i unterbrochen, der durch eine Kurvenscheibe
auf der Welle 14 betätigt wird.
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Um die Kontaktzeiträume, die der Änderungsgeschwindigkeit und der
Abweichung zur Erzielung der Regelung proportional .sind, nutzbar zu machen, wird
die in den Fig.4 bis 7 dargestellte Anordnung benutzt.
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Bei dieser Anordnung ist eine Welle 42 vorgesehen, die ununterbrochen
mit gleichbleibender Geschwindigkeit von einem Elektromotor oder anderem Motor 43
angetrieben wird und zwei Schnecken 44,45 trägt. Jede dieser Schnecken kann mit
einem Schneckenrad
46 bzw.47 in Eingriff kommen, das je auf einem
drehbar angebrachten Arm 48 bzw. 49 sitzt (Fig. 5). Die Arme 48,49 sind gelenkig
bei So, 51 mit Kolben 52, 53 von Solenoiden 54, 55 verbunden, die in die Stromkreise
der vorher beschriebenen Kontakte eingeschaltet sind, wie das Schema in Fig. ii
zeigt. Jedes Schneckenrad ist fest mit einer Schnecke, von der nur eine einzige
bei 56 gezeigt ist. Diese Schnecke steht im Eingriff mit einem Zahnrad 57. Jedes
Zahnrad ist mit der einen Seite eines Differentialgetriebes verbunden, das allgemein
mit 58 bezeichnet ist. Die Antriebsseite .des Differentialgetriebes wird durch ein
Reduktionsgetriebe 59 in treibende Verbindung mit einer Spindel 6o gebracht. Letztere
trägt einen Arm 61, der durch einen Lenker 62 mit einem Arm 63 verstellbar verbunden
ist, der fest an der Spindel 64 des Ventils 4 sitzt (Fig. 6 und 7).
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Falls keins der beiden Schneckenräder 46, 47 in Eingriff mit seiner
Schnecke 44 bzw. 45 gebracht wird oder falls beide Schneckenräder in Eingriff gebracht
werden, wird das Ventil 4 nicht bewegt. Hierbei werden die beiden Seiten des Differentialgetriebes,
wenn beide Schneckenräder mit dieser Schnecke in Eingriff stehen, mit der gleichen
Geschwindigkeit in verschiedener Richtung in Umlauf versetzt, so daß kein Antrieb
auf das Ventil 4 übertragen wird. Falls jedoch nur eine der Schnecken 44, 45 mit
ihrem Schneckenrad in Eingriff kommt, überträgt das Differential-Betriebe den Antrieb
auf .das Regelventil, das sich in der geeigneten Richtung bewegt. Die Vorrichtung
ermöglicht somit mit großer Genauigkeit eine Bewegung des Ventils, die der algebraischen
Summe oder aufaddierten Summe der positiven oder negativen Änderungsgeschwindigkeiten
und Abweichungen proportional ist, sowie eine Bewegung, die wegen des Getriebes
56, 57 selbstsperrend ist.
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Um das Arbeiten der Vorrichtung zu veranschaulichen, seien nun zwei
Arbeitskreisläufe unter verschiedenen Bedingungen beschrieben: i. Die Abweichung
ist positiv, und die Temperatur steigt. Kontakte 36, 38 und 2o werden geschlossen,
und das Ventil schließt während eines Zeitintervalls, der dem jeweils größten Zeitintervall
und dem Betrag entspricht, der von der Getriebeübersetzung zwischen .der Schneckenwelle
und dem .gesteuerten Ventil abhängt.
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2. Die Abweichung ist positiv, aber die Temperatur fällt. In diesem
Fall werden Kontakte 36, 38 und i9 geschlossen, und die Bewegung des Ventils ist
proportional dem Zeitintervall zwischen dem Schließen der beiden.Kontakte. Das Ventil
sucht sich zu öffnen, falls der Geschwindigkeitskontakt i9 geschlossen wird, bevor
der. Abweichungskontakt 36, 38 geschlossen ist, und sucht sich zu schließen,. falls
,der Abweichungskontakt 36, 38 vor .dem Geschwindigkeitskontakt i9 hergestellt ist.
Eine Bewegung des Ventils findet überhaupt nicht statt, falls die Kotakte 36f 38
Sowie der Kontakt i9 gleichzeitig hergestellt werden.
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Es ist gewöhnlich vorzuziehen, das Gerät derart einzustellen, daß
für mehr als eine kleine Abweichung die gesteuerte Rücklaufgeschwindigkeit wesentlich
gesteigert wird, dadurch, daß die Abweichungskurvenscheibe 33 zu beiden Seiten des
Mittelpunktes (Symmetriepunktes) steiler gemacht wird.
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Um eine Aufzeichnung der Temperatur zu schaffen, ist ein Papierstreifen
65 vorgesehen, über den ein Schreibstift 65' läuft. Dieser wird durch eine Schnur
66 bewegt, die rund um eine Scheibe 67 gewickelt ist, die durch eine Spindel 68
und ein Zahnrad 69 von der Potentiometertrommel 7 angetrieben wird (Fig. 2). Folglich
hängt die Stellung des Schreibstiftes auf dem -Papierstreifen von dem Ausmaß ab,
um .das sich die Trommel infolge der Abweichung bewegt. Um die Bewegung des Ventils
zu begrenzen, ist der Arm 63 mit einem zweiten Lenker 70 versehen, der breit
einem Arm 71 auf einer Spindel 72 gekuppelt wird. Die Spindel 72 trägt Sperrklinkenteile
73, die, wenn das Ventil in seiner begrenzenden Stellung ist, mit Sperrklinkenstiften
74 an den Armen 48 in Eingriff kommen und somit die Schneckenräder an einer Bewegung
zum Eingriff in die Schnekken hindern können, selbst wenn die Solenoide betätigt
werden.
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Druckknöpfe 75 und 76 (Fig. i i), die den von dem Regler gegebenen
Impulsen Signale überlagern, sind vorgesehen, um eine Regelung des Ventils entweder
an dem Gerät selbst oder aus einer Entfernung erhalten zu können. Wenn aus irgendeinem
Grunde die gegebenen Signale ungenau oder * ungleichmäßig sind, wie z. B. infolge
Klemmens der Druckknöpfe oder infolge Fehlens des elektrischen Stroms, würde das
Ventil 4 außer Verbindung mit der Regelungsvorrichtung gebracht und von Hand betätigt
werden, oder es würde -mindestens in die volle Offenstellung -gebracht wenden, so
daß eine Regelung durch von Hand betätigte, in derselben Rohrleitung angebrachte
Ventile bewirkt werden kann.
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Die am besten geeignete Kurve, durch die die Temperatur auf .den normalen
Wert gebracht wird, ändert sich mit dem besonderen Gebrauch, für den der Regler
verlangt wird.
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Die Beziehung zwischen der Abweichung und Änderungsgeschwindigkeit
wird bestimmt .durch die Gestalt der Kurvenscheibe
33 auf .der Trommel
? (Fi-g. 3), durch die Geschwindigkeit, mit der .die Kontakte 38, 39 sich auf die
Kontakte 36, 37 zu bewegen, und durch die Geschwindigkeit, mit der das Ventil 4
sich bewegt, wenn die geeigneten Kontakte hergestellt werden. Um eine Änderung in
.dieser Beziehung zu schaffen, kann die Gestalt der Kurvenscheibe geändert werden,
ebenso kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Kontakte und des Ventils eingestellt
werden.
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Die Geschwindigkeit, mit der die Regelung anspricht, kann auch dadurch
geändert werden, .daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Zeit der elektrischen
_ Impulse ändert.
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Um die Temperatur der kalten Verbindung auszugleichen, sind in dem
in Fig. 9 gezeigten Stromkreis Widerstände R, R1, R1', R3, R4 und RS zusätzlich
zu dem Widerstand R2' und zu dem Schleifdraht i' vorgesehen. Die Widerstände R1,
R1', i', R2' und R3 liegen parallel zu den Widerständen R4 und R5. Die Widerstände
sind derartig, daß der Strom durch jeden Arm praktisch der gleiche ist. Mit Ausnahme
des Widerstandes R4, der aus Nickel ist, sind sämtliche Widerstände aus Konstantan,
-das praktisch keinen Temperaturkoeffizienten hat. Unter normalen Temperaturverhältnissen
haben die Punkte Y und Z das gleiche Potential, wenn das System im Gleichgewicht
ist. Falls die atmosphärische Temperatur steigt, nimmt die durch die Thermoelemente
erzeugte elektromotorische Kraft ab; aber die Stärke des Widerstandes R4 steigt
und erzeugt einen zusätzlichen Spannungsabfall parallel zum Galvanometer. Dies wird
benutzt, um die Abnahme der elektromotorischen Kraft infolge der kalten Verbindung
auszugleichen. Ausgleich-Leitungen LLLL, die vorzugsweise aus .denselben Materialien
wie die Thermoelemente, an denen sie angebracht sind, hergestellt sind, werden zu
einer Stelle nahe R4 in dem Gerät gebracht, .so daß sich hier die kalte Verbindungsstelle
befinden kann. Um die sich ändernden Merkmale oder Eigenheiten gleicher Thermoelemente
auszugleichen, kann der eingestellte Strom durch die Potentiometerwiderstände dadurch
geändert werden, daß der Gesamtwiderstand, längs dessen der Spannungsabfall beim-
Eichen gemessen wird, geändert wird. Dies kann durch eine Verstellung des kalibrierten
Rheostaten R bewirkt werden.
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Die Temperatur, auf der die Flüssigkeit gehalten werden soll, kann
dadurch geändert werden, daß die Potentiömetertrömmel 7 mittels eines Kegelrades
7' in Umlauf versetzt wird, .das mit einem auf der Potentiometertrommel festsitzenden
Kegelrad in Eingriff steht. Ein Vorsprung an dem Ende des Kegelrades 7' ist so eingerichtet,
daß er in ein Loch in dem Kurvenring 33 eintritt, wodurch ,der Kurvenring und die
Kurvenscheibe in der Mittelstellung verriegelt werden. Die Trommel 7 wird dann auf
die verlangte Temperatur gedreht, wie sie durch einen vorher erwähnten Schreibstift
angegeben wird. Strom für die Solenoide wird aus einer Hauptleitung M durch einen
Umformer T zugeführt, der die Hauptspannung auf einen geeigneten Wert vermindert.
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Eine abgeänderte Ausführungsform der Regelvorrichtung, die zur Betätigung
des Regelventils 4 dienen kann, besteht aus zwei biegsamen Rohren mit Düsen, die
ein Druckmittel ausströmen lassen. Die Düsen lassen das Druckmittel gewöhnlich in
Kanäle ausströmen, die mit den beiden Enden eines Zylinders verbunden sind, dessen
Kolben das Regelventil betätigt. Falls beide Düsen oder keine von ihnen das Druckmittel
in die entsprechenden Kanäle strömen läßt, macht der Kolben keine Bewegung. Falls
nur eine Düse das Druckmittel in den betreffenden Kanal strömen läßt, bewegt sich
der Kolben in der passenden Richtung. Die die Düsen tragenden biegsamen Rohre werden
durch Magnete oder Solenoide betätigt und. ersetzen .die Schneckenräder bei der
vorgeschriebenen Regelvorrichtung.
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Fig. 1a und 13 zeigen als abgeänderte Ausführungsform der Erfindung
einen Hauptregler einer Kesselregelungseinrichtung. Bei dieser Anordnung ist ein
auf Druck ansprechender Teil 77 in der Form eines langsam umlaufenden Kolbens
geschaffen, .dessen unteres Ende sich in eine Ölkammer 78 erstreckt. Letztere steht
durch ein Rohr 79 in Verbindung mit einem Dampferhitzer oder einer anderen passenden
Stelle. Dieser Kolben ist mit einem -Metallblock 8o belastet, der durch einen Druckteil
81 von einem Bund auf der Welle getragen wird.
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Der Kolben 77 ist durch einen Lenker 81 mit einem Arm verbunden, der
bei 82- drehbar angebracht ist und einen Kontaktstift 83 trägt. Dieser Kontaktstift
kommt in Eingriff mit dem einen oder anderen Kontakt eines Kontaktpaares 84, 85
an Armen 86, 87, die in regelmäßigen Zeitintervallen hach einer Mittelstellung bewegt
werden. Der Kolben 77 ist gleichfalls durch einen Lenker 88 mit einem Arm 89 verbunden,
der durch eine Reibungskupplung 9o mit einem Arm 9i gekuppelt wird. Der Arm 9i trägt
einen Kontaktstift 92, der mit Kontakten 93, 94 an einem Armpaare 95, 96 in Eingriff
kommen kann. Die Arme 95, 96 werden gleichfalls synchron mit den Armen 86, . 87
in eine mittlere Stellung bewegt. Der Lenker 88 ist, mit -dem Arm 89
durch
eine verstellbare Einrichtung gekuppelt, damit der Abstand der Gelenkverbindung
zwischen dem Lenker und dem Arm von dem Gelenkpunkt des Armes 89 ab geändert werden
kann. Dies wird dadurch erreicht, daß der Lenker 88 mit einem Block 88' verbunden
ward, der auf dem Arm 89 durch eine mit Gewinde versehene Stange 89' verstellbar
ist. 115 und 116 sind Druckskalen. Die Skala 115 zeigt den wirklichen Druck, mit
dem gearbeitet wird, und die Skala z16 zeigt die Druckänderung während eines jeden
Arbeitsspieles, d. h. die Geschwindigkeit der Druckänderung. Die Bewegung der Arne
86, 87 und 95, 96 wird gegen die Wirkung von Federn durch Kurvenscheiben 97, 98
bewirkt: Letztere sitzen auf einer Welle roo, .die durch ein Schneckenradgetriebe
roi und eine Welle rot von einem Elektromotor r03 getrieben wird.
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Beim Arbeiten bewegen sich die Arme 85 und 87 in regelmäßigen Intervallen
nach der mittleren Stellung, so daß der eine oder der andere der Kontakte 84 oder
85 den Kontaktstift 83 treffen kann, der aus seiner Nullstellung bewegt wird, falls
irgendwelche Abweichung von dem verlangten Druck vorhanden ist. Sobald Kontakt mit
dem Stift 83 hergestellt ist, hört eine Bewegung des Kontaktes 84 oder 85, die den
Kontakt mit dem Stift 83 hergestellt haben, auf; so .daß Kontakt für einen Zeitraum
hergestellt ist, der von dem Abfall des Druckes von der verlangten Druckhöhe abhängt.
Durch fortlaufendes Kontakt,-eben in dieser Weise wird eine Aufeinanderfolge von
kontaktgebenden Zeitabschnitten erzielt, von denen jeder von der Ab-
weichung
von dem verlangten Druck abhängt.
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Die Kontakte 93, 94 an dem einen oder anderen der Arme 95 und
96 kommen gleichfalls mit dem Kontaktstift 92 an dem Arm gi in Eingriff, aber bringen
hierbei den Arm g1 in seine mittlere Stellung zurück, wobei die Reibungskupplung
go eine gegenseitige Bewegung zwischen den Armen 89 und g1 zuläßt. Dieser Kontakt
wird für einen Zeitraum hergestellt, der von der Abweichungsgeschwindigkeit abhängt.
Dieser kontaktgebende Zeitabschnitt sowie auch der von der Abweichung abhängige
Zeitraum werden benutzt, um eine geeignete Vorrichtung zu betätigen, welche die
dem Kessel zugeführte Wärmemenge regelt, z. B. in der in Fig. 4 bis 7 oder in den
Fig. r5 bis 17 beschriebenen Weise.
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Die Gestalt der Kurvenscheiben 97, * 98, welche die Arme 86,
87 und die Arme 95, 96
antreiben, kann geändert werden, um die besten Beziehungen
zwischen Abweichung und Änderungsgeschwindigkeit zu erzielen. Die Kurvenscheibe
97, welche die Arme 86 und 87 betätigt, ist in geeigneter Weise ausgebildet, um
die Abweichung an jedwedem Übersteigen zu hindern. Nimmt man beispielsweise an,
d,aß die gewährbare Abweichung plus oder minus 212 engl. Pfund (i,134 kg) beträgt
und die Kurvenscheibe 97 so geformt ist, daß die Kontakte schließen, sooft
die Abweichung 2 engl. Pfund (0,9ö7 kg) überschreitet, dann würden die Kontakte
in Wirklichkeit ständig geschlossen werden, und es würde eine starke Bewegung der
Regler ergeben, sobald die Abweichung den verlangten Betrag überschreiten würde.
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Der langsame Umlauf des Kolbens 77 vermeidet Verlust an Empfindlichkeit
in der Druckmessung, der durch Reibung zwischen dem Kolben 77 und= seiner Stopfbüchse
104 hervorgerufen wird. Der Umlauf des Kolbens erfolgt .durch den Elektromotor 103
über ein Kegelrädergetriehe r05. Der Antrieb wird durch Treibstangen roh übertragen,
die an dem durch das Getriebe 1o5 getriebenenZahnrad z07 befestigt sind und mit
Rollen r08 an Blattfedern rog in Eingriff kommen. Die Blattfedern rog sind an einem
Querteil rio befestigt, der fest an dem Kolben 77 'sitzt. Dadurch kann der Kolben
sich frei heben und senken, während er noch im Umlauf ist, und auch etwaige kleine
Fehler in der axialen Einstellung der Treibwellen sind nicht störend. Um zu verhindern,
daß das Gewicht 8o an dem Umlauf des Kolbens 77 teilnimmt, ist es mit einer Rolle
i i i versehen, die in einem Widerlager in der Form eines festen Pfostens 112 eingreift.
Ferner ist ein Pfosten 113 vorgesehen, der das Gewicht an einem zufälligen Rückwärtsstoßen
hindert.
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Der Kolben 77 wird zusätzlich durch Zugfedern 114 belastet, die an
ihren unteren Enden an festen Widerlagern befestigt und an ihren oberen Enden an
Stellschrauben iig befestigt sind. Die Stellschrauben 114 werden von Flanschen an
dem Gewicht getragen, so daß eine Einstellung der gesamten Belastung erzielt werden
kann.
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Die die Abweichung und Änderungsgeschwindigkeit messenden Vorrichtungen
sind gemäß Fig. i und 2 und Fig. 12 und 13 in gasdichte Gehäuse eingeschlossen.
Wie Fig. i und 2 insbesondere zeigen, geht die Spindel 68, welche die Bewegung des
Schleifdrahtes auf den Schreibstift überträgt, durch eine Stopfbüchse. Eine Spindel
65", die zum Antrieb des Papierstreifens 65 durch den Motor 15 getrieben wird, geht
durch eine zweite Stopfbüchse, während die Temperatureinstellvorrichtung, die durch
das Rad 7' (Fig. 3) betätigt wird, gleichfalls durch eine Stopfbüchse in der Wand
des Gehäuses geht.
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Fig.14 bis 17 veranschaulichen eine abgeänderte Ausführungsform
zur Betätigung des Regelventils oder eines anderen Teils. Es
sind
zwei gleichartige Motoren ii7, i i8 vorgesehen, die in gleicher Weise durch Windflügelbremsen
iig, i2o gedämpft werden und in einen Stromkreis mit solchen Kontakten, wie sie
in bezug auf die Fig. i bis i i oder i2- und 13 beschrieben sind, eingeschlossen
sind. Das Dämpfen der Motoren kann erforderlichenfalls durch irgendeine andere zweckmäßige
Dämpfeinrichtung bewirkt werden, beispielsweise durch eine Magnetbremse, die aus
einer Scheibe aus Aluminium, Kupfer oder anderem leitenden Material besteht, die
so angebracht ist, daß sie zwischen den Polen eines kräftigen Magneten umlaufen
kann. Diese Motoren sind so eingerichtet, daß sie Schneckenräder 121, i22 durch
Schnecken 123, i24 treiben. Die Schneckenräder 121, 122 sind mit entgegengesetzten
Seiten eines Differentialgetriebes 125 verbunden, dessen mittlere Hohlwelle 12,6
durch eine Schnecke 127, ein Schneckenrad i28 und ein die Geschwindigkeit verminderndes
Getriebe 129 mit der Ventilspindel 64 verbunden ist. Der Antrieb der beiden Motoren
und somit des Differentialgetriebes und des Ventils entsprechen im Prinzip dem,
wes hinsichtlich der Fig. 3 und 4 gesagt ist.
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Die Spindel 64 ist gleichfalls mit einem Kegelrad 130 versehen,
das mit einem kleinen, auf einer Welle 13z befestigten Kegelrad 131 in Eingriff
steht. Die Welle i32 trägt einen festen Teil 133 mit Dichtungsteilen 134, 135 zur
Betätigung der Grenzschalter 136, 137, welche die Bewegung der Motoren 117, i i8
anhalten, wenn die verlangte Bewegungsgröße des Ventils 4 zugelassen ist. Die betätigenden
Teile 134, 135 werden von Federn 138, 139 getragen, um eine rasche Wirkung in beiden
Richtungen der Schalter zu sichern.
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Natürlich könnte der vorher bestimmte Wert, der durch eine gemäß der
Erfindung ausgeführte Vorrichtung geregelt wird, nicht nur ein stetiger, sondern
auch ein wechselnder sein, z. B. ein Wert, der sich mit einem bestimmten Zeitmaßstab
und mit einem augenblicklichen und zeitweiligen Bedarf an einem Dampfkessel ändern
würde.