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Temperaturregler, vorzugsweise für Verdampfungsanlagen Die Erfindung
befaßt sich mit -der Aufgabe der Temperaturregelung, insbesondere einer solchen
von Verdampfungstemperaturen. Bekanntlich wird die Verdampfungstemperatur und andere
selbist wieder von dieser Temperaturabhängige Umsetzungstemperaturen vom absoluten
Druck, also auch vom barometrischen Luftdruck bestimmt.
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Bei einer genauen Regelung dieser Temperaturen ist es angebracht,
den jeweiligen Barometerstand zu berücksichtigen. Dieses könnte so durchgeführt
werden, daß beispielsweise täglich oder zu Beginn eines Verdampfungsprozesses, die
dem jeweils herrschenden Barometerstand entsprechende Verdampfungstemperatur bestimmt
und ,der Regler auf :diese Temperatur eingestellt würde. Die Mängel eines, solchen
Verfahrens sind offensichtlich: Die Schwankungen des Barometerstandes während eines
Prozesses könnten kaum erfaßt werden, so :daß die eingeregelte Temperatur zeitweilig
von :der tatsächlichen Verdampfungstemperatur abweichen könnte. Dies ist unerwünscht
und besonders id'ann nachteilig, wenn es ;sich -um die Verdampfung von solchen Gemischen
handelt, :deren Fraktionen nahe beieinanderliegende Verdampfungstemperatur haben.
Je ;genauer man diese halten wollte, um so häufiger wäre es: notwendig, die eingestellte
Temperatur nach :dem herrschenden Barometerstand zu korrigieren. Die Bedienung einer
solchen Verdampfungsanl.age wäre :deshalb schwierig und nur durch besonders geschulte
Arbeitskräfte möglich.
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Diese Schwierigkeiten könnten nur dadurch behoben werden, daß an Stelle
:der Korrektur der eingesteuerten Verdampfungstemperatur nach dem
jeweiligen
Barämeterstand die Verdampfung unter einem konstanten Druck durchgeführt wird und
dadurch die Verdampfungstemperatur selbst unverändert bleiben könnte. Da aber diese
Drücke selbst wieder Absolutdrücke sind, gehen auch in sie die Schwankungen des
Barometerstandes ein.
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Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß von den zwei Möglichkeiten,
nämlich der einen, der Konstanthaltung,des Verdampfungsdruckes als, A'bsolubdruck,
und der anderen, der Steuerung der Verdampfungstemperatur nach dem dem jeweiligen
Absolutdruck entspr.eohenden Wert, die letztere die technisch leichter zu realisierende
ist. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Anlage mit einem Temperaturregler
gesteuert wird, dessen Einstellwert nach Maßgabe des barometrischen Luftdruckes
kontinuierlich und vorzugsweise selbsttätig steuerbar ist. Dabei bildet man den
Temperaturregler vorteilhafterweise so aus, daß dessen Einstellwert von einer auf
den: barometrischen Luftdruck ansprechenden Dose verstellt wird.
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Für die Verwendung des Erfindungsgegenstandes zur Regelung der Verdampfungstemperaturen
der einzelnen Fraktionen eines Gemisches ist es erwünscht, die Einstellung dieser
einzelnen Temperaturen schnell und auch durch ungeschulte Kräfte nach Maßgabe d'es
Verdampfungsprozesses vornehmen zu können, z. B. derart, daß die für die einzelnen
Fraktionen einzustellenden Temperatur,,n nur durch einfache Umschaltungen am Temperaturregler
eingesteuert werden. Es empfiehlt sich deshalb, .die Korrektur der Verdampfungstemperatur
in Abhängigkeit vom barometrischen Luftdruck unabhängig von sder Voreinstellung
der Verdampfungstemperatur zu machen, indem zwei voneinander getrennt arbeitende
Einstellvorrichtungen vorgesehen sind, von denen die eine nach der Verdampfüngstemperatur
bei Normaldruck von Hand aus, die andere selbsttätig von der barometrischen Luftdruckdöse
verstellt wird. Es empfiehlt sich deshalb, für den Temperaturregler einen mittelbar
wirkenden Regler mit Verhältnisschieber zu verwenden, in .dem die Dose auf den Verhältnisschieber
geschaltet ist. Um eine Rückwirkung des Verhältnisischiebers auf (den Dosenhub durch
Reibung zu vermeiden, bildet man zweckmäßigerweise die Schaltung so. aus, @da,ß
sie unter Vermittlung eines. Hilfskraftschalters und eines Servomotors, erfolgt,
wobei die Dose ,den Hilfskraftschalter und dessen Servomotor den Verhältnisschieber
des Reglers verstellt.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand des Awsführungsbeispiels näher
erläutert.
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Die Abbildung veranschaulicht eine Anlage zur fraktionierten Verdampfung
eines Gemisches mit _einem Regler gemäß der Erfindung.
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Einem Verdampfungskessel i wird ein Gemisch 2 -
durch eine Leitung
3 flüssig zugeführt und verläßt dampfförmig getrennt in seine einzelnen Fraktionen
nacheinander den Verdampfungskessel durch die Austrittsleitung q.. Das Gemisch wird
beheizt durch eine Schlange 5, durch, die ein Heizmittel fließt. In der Zuführungsleitung
6 zur Schlange 5 sitzt ein Regelventil 7, das nach Maßgabe der Verdampfungstemperatur
selbsttätig geregelt wird.
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Die Anlage bzw.dieses Ventil 7 wird selbsttätig geregelt durch einen
Temperaturregler A, in den ein Hilfsregler B eingreift. Der Hilfsregler
B
spricht auf den barometrischen Luftdruck an; der Regler A auf die Temperatur
,des verdampften Gemisches.
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Der Regler A besteht aus einem Strahlrohr 8, an dessen einer Seite
ein Bourdonrohr 9, das verbunden ist mit einem von der verdampften Gemischfraktion:
umspülten hochempfindlichen Flüssigkeitsthermostaten -io, und an dessen anderer
Seite eine einstellbare Feder i i angreift. Außer-.dem ist zwischen Strahlroihr
und Einstellfeder i i ein Verhältnisschieber 12 angeordnet. Dem Strahlfahr 8 ist
ein Servomotor 13 nachgeschaltet, der das Regelventil 7 verstellt. Zwischen Servomotor
13 und Regler A ist eine -der üblichen Rückführungen angeordnet, die einen Rückfüh@hebel
114 enthält und die Einstellfeder ii und dadurch,das Strahlrohr 8 zurückführt.
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Der Regler B enthält ebenfalls ein Strahlrohr 15, auf das auf der
einen Seite eine Einstelleder 16, auf der anderen Seite zu dieser entgegengesetzt
zwei Vedern u@7a urnd 17b einwirken. Zwischen@ die Feder 17 und das Strahlrohr 15
ist alst Übertragungsglied eine barometrische Dose i8 eingesetzt. Das Strahlrohr
beaufschlagt einen Servomotor i9, dessen Kolbenstange 2o mit dem Verhältnisischi)eber
12 des Reglers A starr verbunden ist. Außerdem ist mit @d-#er Kolbenstange 2o des
Servomotors i9 ein Rüc'kführhe'bel 21 verbunden, der nach Maßgabe ider Stellung
des Servomotors r9 die Spannung der Federn 17" und 17b verändert und dadurch
das Strahlrahrii@5 verlagert.
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Der Regler arbeitet wie folgt: Ist beispielsweise die an der Einstellfeder
ia@ vorgege'b)ene Verdampfungstemperatur noch nicht erreicht, ;d. h. befindet sich
die Einstellfeder und das Bourdonrohr 9, dessen Druck durch den Thermostaten io
bestimmt wird, noch nicht im Gleichgewicht, so verstellt das Strahlrohr 8 das Regelventil
7 in öffnendem Sinn. Sobald die Verdampfungstemperatur erreicht - ist, 'hat sich
die, Flüssigkeit im Thermostaten so, weit ausgedehnt und damit den Druck des Bourdonrohres
erhöht, daß das Strahlrohr entgegen der Kraft der -Einstellfeder Iii in die Mittelstellung
geführt wird.
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Die den einzelnen Fraktionen eines Gemisches zugeordneten Einstellwerte
des Reglers A bleiben bestethen-ohne Rücksicht auf den jeweiligen Barometerstand.
Dieser wird vielmehr eingesteuert durch eine Verschilebung des Ve@hältnisschiebers
12. Dies erfolgt selbsttätig vom Regler B aus.
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Es sei angenommen, das Strahlrohr 15 sei in Mittelstellung; dann würde
bei einer Änderung des barometrischen Luftdruckes,die Dose i8 einen Hub machen und
das Strahlrohr verlagern. Bei einem Absinken. des barometrischen Luftdruckes würde
das Strahlrohr 15 im Uhrzeigersinn und entsprechend auch der Servokolben verstellt
und der Verhältnisschieber 12 nach dem Strahlrohrdreh-
Punkt zu
verschoben werden. Die Servokolibenbewegung löst eine Rückführung aus, die .darin
b1,-@steht, daß der Rückführhebel 2"1 uni einen festen Drehpunkt 22 geschwenkt und
die verschiebbar gelagerte Dose 18 .begeh den Druck der Feder 16 so weit bewegt
wird, daß das Strahlrohr 15 wieder in seine Mittellage kommt. Dabei wird zweckmäßigerweise
(die Dose in Gleitlagern 23, 24 längs verschiebbar um einen solchen Betrag angeordnet,
wie er dem größten Rückfährhub entspricht.
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In der Anlage isst außerdem ein Flüssigkeitsstandregler C vorgesehen,
der mittels eines Ventils 25 den Zulauf der zu verdampfenden Flüssigkeit aus der
Leitung 26 steuert. Er enthält ein Strahlrohr 27, auf das über eine Membran 29 die
Flüssigkeitshöhe im Kessel ,i und über eine Feder 30 der,die Flüssigkeitshöhe bestimmende
Einstellwert gegeben wird. Der mit einer Rückführung 31 ausgerüstete Regler arbeitet
in bekannter Weise so, daß die Flüssigkeitshöhe unverändert im Kessel i bleibt und
dadurch Druckänderungen durch Auffüllen oder Entleeren des Kessels vermieden werden.
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Handelt es sich um ein Gemisch, .das mit einer Temperatur, die höher
als die Verdampfungstemperatur ist, zugeführt wird, so werden in analoger Weise
die Verdampfungstemperaturen der einzelnen Fraktionen .durch Regelung des Zuflusses
eines Kühlmittels gehalten.