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Steuerkraftgeber für Zustandsregler, wie Mengen- und Niveauregler
Die Erfindung bezieht sich auf Zustandsregler, wie Mengen- und Niveauregler, bei
denen aus einer den primären Impulsdruck aufnehmenden Kammer die Steuerkraft mittels
eines doppelarmigen Hebels nach außen geführt wird.
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Es ist bereits eine elastische Durchführung durch die Wand der Druckkammer
eines Differentialdruckimpulsgebers nach außen mit Hilfe eines doppelarmigen Hebels
bekanntgeworden, der um den Ort der elastischen Durchführung als Drehpunkt beweglich
angeordnet ist.
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Hierauf bezieht sich die Erfindung nicht. Zwar ist bei dem Erfindungsgegenstand
in die Druckkammerwand ebenfalls eine feste undhochelastische Membran, beispielsweise
eine Stahlmembran, eingebaut, in der indessen erfindungsgemäß nicht der Drehpunkt
des doppelseitigen Hebels liegt, sondern die lediglich zur Abdichtung dient und
hierbei sowohl von dem zu übertragenden Differenzdruck als auch von dem auf ihr
ruhenden Druck entlastet ist.
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Erfindungsgemäß dient also die @ in der Druckkammerwand eingebaute
Membran nicht zur Übertragung der Kräfte vom inneren Arm des doppelseitigen Hebels
auf seinen äußeren Arm.
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Bei dem Erfindungsgegenstand wird die Abdichtungsmembran überhaupt
nicht durchgebogen, was an sich bekannt ist. Vielmehr wird der mittlere Teil des
doppelseitigen Hebels als Wälzfläche ausgebildet, die sich auf dem durch die Wandung
der Druckkammer abgestützten Teil der Membran abwälzt.
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Der erfindungsgemäße Steuerkraftgeber hat besondere Vorzüge immer
da, wo es darauf ankommt, aus einer Druckkammer mit hohem statischem
Druck
eine Steuerkraft relativ kleinen Betrages herauszuführen.
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Da bei dem erfindungsgemäßen Steuerkraftgeber ein Differenzdruck unmittelbar
unter Vermeidung von Verschiebungen und Lageänderungen nach außen übertragen wird,
also am äußeren Ende des Hebelarmes zwar Kräfte abgenommen werden können, aber keine
nennenswerten Bewegungen, so wird zur Registrierung einer Durchflußmenge oder eines
Niveaustandes zweckmäßig vorgesehen, daß der äußere Arm des doppelseitigen Übertragungsliebels
auf die Abschlußmembran einer mit Flüssigkeit (Glycerin) gefüllten Kammer wirkt,
die mit einer die Schreibvorrichtung betätigenden Federröhre in Verbindung steht.
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Durch :die erfindungsgemäße Verwendung einer Flüssigkeitskammer erreicht
man, daß deren Abdichtungsmembran auch nicht nennenswert auf Biegung zu beanspruchen
ist; das Ende des äußeren Armes des doppelseitigen Hebels führt infolge des übertragenen
Differenzdruckes Lageänderungen von lediglich etwa o,5 mm aus, die nun infolge der
hier entstehenden Druckschwankungen der Flüssigkeit in der erfindungsgemäß verwendeten
Hilfskammer Lageänderungen am freien Ende der mit der Kammer verbundenen Federröhre
bis zu 7 mm hervorrufen.
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Die Bewegung der Federröhre dient dazu, den Kraftschalter des Reglers
zu betreiben und ein Anzeige- oder Schreibgerät in Bewegung zu setzen.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. In Fig. i ist schematisch der erfindungsgemäße Steuerkraftgeber
im Zusammenhang mit einem Mengenregler gezeigt, während Fig.2 die Seitenansicht
einer Einzelheit von Fig. i ist.
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Der erfindungsgemäße Steuerkraftgeber hat mit dem Regler in Verbindung
die in der Rohrleitung i bei variablem Druck p, fließende Menge eines Mediums (Wasser,
öl, Gas) konstant zu halten. Dies bedeutet, daß der an dem Staurand 2 auftretende
Differenzdruck PI .12 bei variablem Druck p, konstant zu halten ist. Zu diesem Zweck
wird die Rohrleitung i beiderseitig des Staurandes 2 mit Hilfe der Zweigleitungen
3, 4 in üblicher Weise angezapft.
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Die an der Meßstelle herrschenden Drücke werden in eine DifferenzdruckmeBkammer
5 geführt, die durch die Membran 6 unterteilt ist.
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In Abhängigkeit von dem Differenzdruck pIp2 ist der Kraftschalter
7 zu :betätigen, der seinerseits auf das Regelventil 8 einwirkt.
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Damit die Regelanlage genau und zuverlässig arbeitet, ist es notwendig,
daß der Differenzdruck PI-P2, der an der Membran 6 entsteht, unverfälscht aus der
Meßkammer 5 herausgeführt wird.
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Diese Herausführung erfolgt nun nicht etwa durch die Bewegung der
an der Wand der Differenzdruckmeßkammer 5 eingebauten Metallmembran 9. Diese dient
lediglich als Abdichtung; sie wird allerdings von dem Übertragungshebel durchsetzt
und nimmt an dessen Bewegungen teil. Zur Übertragung des Differenzdruckes p,-p,
ist vielmehr erfindungsgemäßvorgesehen, daß der innere Arm io des doppelseitigen
Übertragungshebels in Wälzflächen i i endet, die, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich,
sich unmittelbar auf der Fläche 9a des von der Kammerwand abgestützten Teiles der
Membran 9 abwälzt. Erfindungsgemäß ist also der doppelseiti,geÜbertragungshebel
nicht in .der'Membran gelagert. Die Membran ist vielmehr vollständig von dein Übertragungshebel
entlastet, da der mittlere Teil des doppelseitigen Hebels als Wälzfläche ausgebildet
ist, die sich nur auf dem abgestützten Membranteil abwälzt. Die Membran9 dichtet
die Kammer vollkommen ab; sie ist mittels des Ringes 12 an der Wand der Kammer 5
festgespannt.
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Wie aus Fig. i in Verbindung mit Fig. 2 ersichtlich, ist rechtwinklig
an den inneren Arm io des Übertragungshebels der Zapfen 13 angesetzt, den man unmittelbar
durch die Membran 9 hindurchführen oder mit ihr verschweißen kann. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel ist der Zapf en 13 mittels Schraubverbindung unter Zwischenschaltung
der Membran 9 mit einem äußeren Zapfen 14 fest verbunden.
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Wie weiter aus Fig. i ersichtlich, sitzt auf dem Ende des Zapfens
14 der Hebel 15, an dessen anderem Ende ein Druckübertragungsstift 16 vorgesehen
ist, der auf die Abschlußmembran 17 einer Flüssigkeitskammer 18 wirkt, welch letztere
mit der Federröhre i9 in Verbindung steht.
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Am freien Ende der Federröhre i9 kann über das Schreibgestänge 20,
21 der Registrierstift 22 betätigt werden, der über der Schreibfläche 23 angeordnet
ist, die in Differenzdruck, Menge oder Niveaustand geeicht werden kann.
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Ferner wird, wie ersichtlich, über das Gestänge 24, 25, 26 der Schieber
27 gegenüber der Düse 28 :den Änderungen der Steuerkraft gemäß verschoben. Ferner
ist 29 die Steuerleitung und 30 die Druckluftleitung.
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Der Sollwert kann beliebig durch Verschiebung des Zeigers 31 eingestellt
werden.
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Hierbei wird der Drehpunkt 32 des Hebels 25 in Richtung des eingetragenen
Pfeiles auf- und abgeschoben und damit die Stellung des Schiebers 27 zur Düse 28
verändert.
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Die Erfindung besteht nicht in dem Gedanken, bei der Durchführung
eines Übertragungshebels die Schubkräfte aufzufangen. Die Erfindung wird daher auch
nicht dadurch berührt, daß bei Durchführungen mit Hilfe von Leder- und Gummimanschetten
die Schubkräfte in der Weise aufgefangen werden, daß außerhalb des Druckraumes der
Übertragungshebel durch zus,:,tzliche Gestänge gestützt wird.