DE880224C

DE880224C - Drossel-Kraftverstaerker fuer Regler von physikalischen Groessen, wie Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, bei dem das Steuerglied des Messwerks einen Luftstrom mehr oder minder beeinflusst

Info

Publication number: DE880224C
Application number: DEP10629A
Authority: DE
Inventors: Karl Bester
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1953-06-18

Description

Drossel-Kraftverstärker für Regler von physikalischen Größen, wie Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, bei dem das Steuerglied des Meßwerks einen Luftstrom mehr oder minder beeinflußt Die Erfindung bezieht sich auf einen Drossel-Kraftverstärker für Regler von physikalischen Größen -, wie Druck, Temperatur, Feuchtigkeit bei dem das Steuerglied des Meßwerks einen Luftstrom mehr oder minder beeinflußt. Dabei wird unter einem Drossel-Kraftverstärker ein solcher Kraftverstärker verstanden -, bei dem das aus einer Düse austretende Druckmi ttel bei, geöffneter Düse einen geringeren Druck aufweist als bei geschlossener Düse und bei dem weiter dieser D.ruckunterschied zur Steuerung des Regel-liedes herangezogen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde., für einen druckluftgesteuerten Regler einen rückwirk-un-Sfrei, arbeitenden Meßwertverstärker zu schaffen. Diese technische Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der -ins einer eIrsten Düse (Strahldüs,e) austretende Luftstrom, soweit er nicht vom Steuerglied abgeschirmt wird, mit seiner kin#etis#ch#en Energie auf eine vorzugsweise federnd ausgebildete Prallplatve einer zweiten Düse (Drosseldüse) trifft und dadurch die. aus dieser austretende Druclmitt-elmeii.ggc und den hiervoi-i abhängigen Steuerdruck nach Maßgabe des Meßwerts verändert.
Diese Dirosseldüse wird also in erster Linie ebenfalls mit Druckluft betrieben. Grundsätzlich kommt hierfür auch öl cd.dgl. in Betracht.
Während nun bei ei,-ner normalen Drosselsteuerung das Steuerglied als Düsenklappe mit -dem Meßwerk mechanisch verbunden ist, wobei inüinern Fall der so, erzeugte Druck zur Verstärkung über eine Membran auf eine nachgeschaltete zweite Drüsseldüse-, - einwirkt, ist erfindluftgsgemäß# die erste Düse als Strahldüse ausgebildet und mit dem Meßwerk nur durch.,ein gasförmiges Medium gekuppelt, während die nachgeschaltete Drosseldüse -durch diekinetische- Energie des nicht- abgeschirmten Teils des Luftstroms - der Strahldüse gesteuert wird.
Es sind andererseits Druckmittel-Kraftverstärktrbelzahnt, die eine, Luftstrahlvorsteuerung besitzen, bei der das Meßwerk keine mechanische Verbindung mit den na"chgeschalteten Steuergliedern aufweist. Es wird dort aber die kinetische Energie des Luftstrahles zu-nächst wieder in einen Druck umgesetzt, der dann mittelbar oder unmittelbar ein Strahlrohr bzw. ein Ventil steuert. Für die Erfindung ist es dagegen wesentlich, daß die kinetische' Energie des Luftstrahles der Vorsteuerung unmittelbar ausgenutzt wird, indern der nicht- p##geschinme - _Teil --des Luftstroms auf die Prallplaite 4er Drosselsteuierung trifft. Der erfindungsgemäße--Verstärker nutzt also nicht nur -die bekannten Vortieile einer Freistrahlsteuerung und einer Drosselsteuerung zugleich aus,-sondern macht außerdem eine besondere Druckkammer zwischen Vor- und Hauptverstärker' entbehrlich.
. Weiter wird der Vorteil erreicht, daß bei Umstelliung der Steuerwirkung von .»Umgekehrt« auf »Normal« bzw. von »Normal« auf »Umgekehrt« die Strahldrossel um den Winkel des Steuersegments verdreht werden kann, so daß der mechanische Umbau -der Drossel, der bei den üblichen Drosselsteueriungen notwendig ist, fortfällt. Diese Umstellung der Steuerivirkung hat besondere Bedeutung in Verbindung mit dein ;erfindungsgemäßen Drossel-Kraftverstärker. Für den.allgeimeinen Gedanken der Umstellung der Steuerwirkung wird kein Schutz begehrt, denn die Möglichkeit ist durch die Ausbildung_ des Steuergliedes bedingt und bei Kursregiern bekannt.
Grundsätzlich ist die Luftzuführung für beide Düsen getrennt; es ist indes-gen auch möglich, eine einzige Drosselstelle für beide Däsen vorzusehen.
Zur Gewährung der Rückwirkungsfreiheit der erfindungsgemäßen Strahldrossel, wie dies für Meßwerke mit sehr kleiner Richtkraft-von besonderer Bedeutung ist, kann weiter vorgesehen -werden, daß .die Strahldüse als ringförmige, konzentrisch zur Instrumenten-achse angeordnete Schlitzdüse ausgebildet ist, - wähiiend' die Klappe der Drosseldüse als Segment eines Zylinders konzentrisch in einem Ab- stand von einigen Millimetern um die Schlitzdüse herum sich befindet. Dabei können weiter um die iingfürmige Strahldüse zwei geggenüberliegende segmentförinige Klappen angeardnet sein, wobei die ,eine die Drosselwirkung der anderen unterstützt. Man kann auch jede Klappe für sich vorschen.und jeder ge'sondert eine Düse. zuordnen.
Die Erfindung wird.nunmehr -an Hand deT Zeichnungen in einem ausführlichen Beispiel näher erläutert.
Fig. i zeigt das Sehema der erfindungsgemäßten. R%mdahlag,e, während Fig.2 den Zeiger mit dem Steuersegment des M.'eßinstruirn-mts darstellt; Fig. 3 zeigt den Aufbau der StraM t> düse im Zusammenbau mit,dem Anzeigeinstrument; Fig. 4 bringt eine Draufsicht der ringförmigen Strahldüse mit -dem Steuerzylinder und dem Steuersegment.
Im einzelnen bedeutet i den Einstellknopf mit -der eingebauten Düsenanordnung, die aus der DrOSSeldüSt 2, der Strahldüse 3 und der federnd gelagerten DrosselklapPe 4 besteht. Der Luftstrom tritt aus der Strahldüs#e 3 aus und trifft bei a die DrosselklapPe 4. Durch den Druck des Luftstrahles wird die DrosseldüS#e2 geöffnet. Bewegt sich das Steuersegment S des Instrumentenzeigers 6 zwischen Strahldüs-e 3 und Steuerklappe 4, so wird der Druck auf die Fläche a der Drosselklappe 4 und der Druck ixi,dem naium b entsprechend der Zeigerstellung verändert.-Dieser veränderliche Druck wird über die Leitung 7 auf das Federrohr 8 übertragen, welches mit dem Hebel 9 zusammenarbeitet. Der Hebel 9 öffnet oder schließt je nach Bewegung des Federrohrs 8 die Düse i o, und der Steuerdruck in der Leitung i i zu der M#m1brankammer 12 des Regelorgans 13 fällt oder steigt demnach entsprechend der Stellung des Instrumentenzeige-rs 6.
Die Luftzuführung zur Leitung 7 geht über den Druckbehälter 14, der durch den Teller 15 geschlossen ist. Mit Hilfe der Feder 16 kann der Druck in -dem Behälter 14 eingestellt werden. 17 ist eine Drossel, !mit der der Druck in der Kammer b bei voll geöffmeten Düsen auf etwa o,iatü eingestellt wird. Der Druck in der Leitum97 steigt ,dann bei geschlossener Drosseldüse 4 auf etwa o,31,atü. Mit Hilfe der Drosseli8 wird die Luftinenge der vom Zuführungsnetz entnommenen Luft so eingestellt, daß der Druckbehälter 14 stets Luft in geringoin Maße abbläst, um das Kondenswasser auszuscheiden.
ig ist die Einstelldrossel für die Steuerung des Membranvem,tils 13, während 2o ein Ventil für das Eins,chalten der Rückführung21 darstellt.
In Fig. 2 ist der Instrunlentenzeiger 6 mit dein Steuersegment 5 dargestellt.
In F#g- 3 ist die ringförmige Strahldüse 22 dargestellt. 23 zeigt die Drosseldüse und 24 die mit der Düse zusammenarbeitende Drosselklappe. --5 ist eine zweie Klappe, die über das Verbindungsglied 26 ebenfalls mit der Drosselklappe24 zusammenarbeitet. 27 sind diean den YJal)Pen 24 und 25 angeordneten Segmente, die den Strahldruck der Strahldüse 22 aufnehmen. Die Luftzuführung zu der Strahldüse22 wird über die Leitung28 und die Luftzuführung zur Drosseldüse23 durch die L#eitung29 vorgenommen. Durch Üie Drosseln30 und 3 1 kann der Druck bei geöffneten Düsen eingestellt werden. 32 ist die Zuleitung vom Druckbehälter 14, 33 stellt den mit Schlitzen versehenen Steuerzylin-der dar, der zur Instrumentenachse34 kOnZelltris,ch angeordnet ist. Der Steuerzylinder 33 ist durch die Halter 35 mit dem Instrumentenzieiger 36 verbunden.- 37 zeigt andeutungsweise die Instrumentenskala. 39 stellt den Sollwertzeiger dar, der an der drehbar angeo-rdiiet.en Strahldüse 22 befestigt ist. Die Düse 21 mit den K]#aPPen 24 und 25 ist ebenfalls mit der Strahldüse 22 fest verbunden.
Die Fig. 4 zeigt das Zusammenwirken der StrahldüS,e 22mit denan den Klappen 24 und 25 angeordneten Steuersegmenten 27 und dem Steuerzylin,der 33. 38 sind die Steuerschlitze in dem Steuerzylinder 33. Bei Drehung dies Zeigers in Pfeilrichtung trifft der durch die Schlitze 38 austretende Luftstrom die Klappensegmente 27 und übt auf die ' Drosselsteuerun ' - 23 nach Maßgabe der Größe des Zeigerausschlages eine Steuerwirkung aus. Aus dieser Anordnung geht einwandfrei hervor, daß Rückkräfte auf das Zeigerwerk selbst nicht ausgeübt werden können, da der Steuürzylinder 33 mit seinen Schlitzen 38 in jeder Lage durch die aus dcr ringförmigen Strahldüsie 22 austretende Luft gleichmäßig beaufschlagt wird. Das Meßwerl, selbst wird durch den Strahldruck nicht beeinflußt, da der Steuürzylinder 33 den Strahldruck aufnimmt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-. i. Drossel-Kraftverstärker für Regiler von physikalischen Größen, wie Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, bei dem das Steuerglied des Meßwerks einen Luftstrom mehr oder minder beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einer ersten Düse (Strahldüs#e) austretende Luftstram, soweit er nicht vom Steuerglied abgeschirmt wird, mit seiner kinetischen Energie auf eine vorzugsiveise federnd ausgebildete Prallplatte einer zweiten Düse (Drosseldüse) trifft und dadurch die aus dieser austretende Druckmittelmen-e und den hiervon abhängigen Steuerdruck nach c Maßgabe des Meßwerts verändert.
2. Drossel-Kraftverstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung für beide Düsen über eine einzige Drosselstelle (17) erfolgt. 3. Drossel-Kraftverstärker nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüse als ringförmige Schlitzdüse !'22) ausgebildet ist und zur Querschnittsveränderung der Drosseldüse (23) konzentrisch mit der Instrumentenachse '34)' ein mit Schlitzen (38) vQrsehenes zY-linderförmigges Steuerglied #'33) verbunden ist, das je nach seiner Stellung die Drosselklappe C 27) durch denaus den Schlitzen 1'38) austretenden Luftstrahl mehr oder weniger heaufschlagt. 4. Drossel-Kraftverstärker nach Anspruch 32 dadurch gekennzeichnet, daß um die ringförmi"e StrahldÜS'C (222) zwei gegenüberliegende segmentförmige Klappen!,27) angeordnet sind, wobei die eine die Drosselwirkung der anderen unterstützt, 5. Kraftverstärker nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 7wecks Umstellung der Steuerwirkung von »Umgekehrt« auf >,Normal« bzw. von )"N.ormal« auf »Umgekehrt« die Strahldrossel um den Winkel des als Segment ausgebildeten Steuer.gliedes verdrehbar ist. Angezogene g Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 465 957, 521 01 1, 527 65 1, 707 643; französische Patentschrift Nr. 689 8 14; Fabritz : Regelung der Kraftmaschinen, Wien 1940, S.278, Abb.' 347.