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Nachgiebige Rückführung für Regler mit Auslaßdrossel Es sind Regler
mit Auslaßdrossel bekannt, die zur Stabilisierung des Regelvorganges mit einer nachgiebigen
Rückführung ausgerüstet sind. Bei dem Regler mit Auslaßdrossel tritt das Steuermittel,
beispielsweise Druckluft, Drucköl od. dgl., durch zwei hintereinandergeschaltete
Drosseln ins Freie aus. Dadurch, daß man entweder den Querschnitt :einer der beiden
Drosseln oder gleichzeitig die Querschnitte beider Drosseln im entgegengesetzten
Sinn in Abhängigkeit von der zu regelnden Größe verändert, erhält man in dem zwischen
den beiden Drosseln liegenden Raum einen veränderlichen Steuerdruck des Steuermittels,
der zur Steuerung eines Regelorgans, z. B. eines Kraftgetriebes oder eines hydraulischen
Relais, benutzt wird.
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In der bekannten Anordnung nach Fig. z tritt beispielsweise das Steuermittel
bei dem Pfeil z ein und verläßt das Rohr durch die Drossel 2. Zwischen den Drosseln
2 und g führt an der -durch den Pfeil q. angedeuteten Stelle eine Zweigleitung zu
dem Regelorgan. Der freie Querschnitt der Drossele (gegeben durch den Abstand der
Prallplatte an der Düsenmündung) wird durch einen um
den Punkt 5
drehbaren Prallplattenhebel 6 verändert. An das freie Ende 9 dieses Hebels greift
beispielsweise ein -Bourdonrohr 7 an.
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Die Rückführbewegung kann nun in bekannter Weise entweder auf hydraulischem
Wege in Abhängigkeit von dem Steuerdruck erfolgen, oder sie kann über ein Gestänge
bzw. über hydraulische Übertragungsmittel von der Bewegung des zu steuernden Regelorgans
abgeleitet werden. Als Rückführmotor können z. B. Balgmembranen verwendet werden.
Die Rückführung, die dem von dem Meßgerät ausgeübten Impuls entgegenwirken soll,
kann .entweder die Düse 2 oder das Lager 5 verstellen.
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Bei den bekannten Ausführungen von Reglern mit Auslaßdrossel und nachgiebiger
Rückführung geht der durch die Rückführung verstellte Teil nach einer einstellbaren
Zeit wieder in seine ursprüngliche Lage zurück, insbesondere gilt dies für nachgiebige
Rückführungen mit über eine Ausgleichsdrossel verbundenen Balgmembranen mit gleichem
Querschnitt. Angenommen, eine solche Rückführung würde die Stellung der Düse :2
der Fig. i beeinflussen: Nähert sich nun der Prä.llplattenhebel 6 der Düse 2, so
weicht diese nach unten aus, geht jedoch nach einiger Zeit bei allen Belastungen
in dieselbe Ausgangsstellung zurück: Da aber der Abstand zwischen Prallplatte 6
und Düse 2 je nach der Belastung im Gleichgewichtszustand des Reglers zwischen Null
und einem Höchstwert schwankt, muß bei verschiedenen Belastungen der Punkt 9 in
Fig. i verschiedene Lagen einnehmen. Das bedeutet aber, daß jeder Stellung des Regelorgans,
z. R. eines Regelventills, ein anderer Sollwert der zu regelnden Größe entspricht.
Der Regler hat also eine gewisse Ungleichförmigkeit.
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Diese Änderung des Sollwertes mit der Belasteng ist häufig unerwünscht
und nachteilig und wird durch die Erfindung vermieden. Die Erfindung geht aus von
der bekannten nachgiebigen Rückführung für Regler mit Auslaßdrössel, die aus zwei
an den Steuerdruck angeschlossenen, über eine Ausgleichsdrossel verbundenen B,aIgmembranen
besteht und bei der ein gemäß der Druckdifferenz zwischen den beiden Membranen bewegtes
Glied am Einstellsystem oder am Meßsystem angreift. Die Erfindung besteht darin,
daß bei diesen Rückführungen der mittlere Durchmesser der einen von zwei als Rückführmotor
dienenden Balgmembranen größer als derjenige der anderen ist. Hierdurch wird erreicht,
daß bei beliebigen Belastungen im Gleichgewichtszustand des Reglers sich ein und
derselbe-Wert der zu regelnden Größe einstellt oder ein beliebig einstellbarer,
konstanter Ungleichförmigkeitsgrad erhalten bleibt.
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Zur Beschreibung und Erläuterung der Erfindung ist ein in Fig.2 dargestelltes
Ausführungsbeispiel gewählt, dessen Einzelheiten, abgesehen von dem Gegenstand der
Erfindung, im wesentlichen bereits bekannt sind.
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Die als Steuermittel verwendete Druckluft strömt an der durch den
Pfeil io gekennzeichneten Stelle ein, passiert die Drossel i I und tritt schließlich
an der Düse 12 ins Freie aus. Vor der Austrittsöffnung dieser Düse bewegt sich der
im Punkt 13 drehbar gelagerte Prallplattenhebel 1q., der beispielsweise bei
einem Druckregler durch ein Bourdonrohr 15 verstellt wird, das den Druck in der
zu regelnden Leitung 16 mißt. Nähert sich der Hebel 14 der Düse i2; so steigt der
veränderliche Steuerdruck zwischen den Drosseln i i und 12. Dieser Steuerdruck wirkt
über eine Leitung auf den Membrankolben 17 eines Regelventils 18 und verstellt dieses
in dem zur Konstanthaltung des Druckes in der Leitung 16 erforderlichen Sinn. Zur
Einstellung des gewünschten Druckes kann der Rahmen i9 mittels der Vorrichtung 2o
um den Punkt 13 gedreht werden, wobei sich auch die Düse 12 um diesen Punkt
dreht. An dem Rahmen ig ist der Rückführmotor 2i, 32 befestigt; der gemäß der Erfindung
aus zwei Balgmembranen verschiedenen Durchmessers besteht. Die beiden Platten 2ä
und 23 sind durch Distanzsäulen 2q., 24' miteinander starr verbunden. Die Kammern
25 und 26 sind durch die Platte 27 voneinander getrennt, deren Bewegung über den
Rahmen 28 auf das um den Punkt 29 des Rahmens drehbare Rohr 30 übertragen
wird.
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Die Wirkungsweise der Rückführung ist nun folgende: Nähert sich beispielsweise
der Hebel 1q. der Düse 12, so tritt eine Stauwirkung ein, es verringert sich die
Druckdifferenz zwischen den Drosseln i i und 12, wobei der Absolutwert des Druckes
zunimmt. Diese Änderung des Steuerdruckes bewirkt eine Verstellung des Ventils 1ß.
Gleichzeitig wird die Drucksteigerung über die Leitung 31 auf die Balgmembran 32,
die die Kammer 25 umschließt, übertragen. Diese dehnt sich aus, wobei sich der Rahmen
28 nach unten verschiebt und dabei die Düse 12 von dem Hebel 1d. entfernt und somit
eine Rückführbewegüng bewirkt. Über die Drossel 33, deren Widerstand durch
geeignete Mittel von Hand eingestellt werden kann, gleicht sich allmählich der Druck
zwischen den Kammern 25 und 26 wieder aus.
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Der durch die Erfindung erreichte Fortschritt wird besonders klar,
wenn man sich die Wirkungsweise der bekannten Ausführung vergegenwärtigt, bei der
die Durchmesser der beiden Balgmembranen gleich groß sind. Hier würde also, nachdem
der Druck in den jetzt als gleich groß angenommenen Kammern 25 und 26 sich über
die Drossel 33 ausgeglichen hat, der Rahmen 28 und damit die Düse 12 bei allen Stellungen
des Ventils 18 dieselbe Lage einnehmen, solange nicht die Vorrichtung 2o von Hand
verstellt wird. Da jedoch der Abstand zwischen der Düse 12 und dem Hebel 1q. bei
verschiedenen Stellungen des Regelventils i8 entsprechend dem veränderlichen Steuerdruck
zwischen Null und dem Höchstwert schwankt, müß auch bei verschiedenen Ventilstellungen
der Punkt 34 verschiedene Stellungen einnehmen. Das bedeutet aber, daß sich der
eingeregelte Druck mit der Größe der Öffnung des Regelventils ändert. Der Regler
besitzt also einen gewissen Ungleichförmigkeitsgrad;
jeder Stellung
des Ventils r8 ist ein anderer Solldruck zugeordnet.
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Hier greift nun die Erfindung verbessernd ein, derart, daß die Düse
12 in Abhängigkeit von dem veränderlichen Steuerdruck so verstellt wird, daß im
Gleichgewichtszustand des Reglers, d. h. bei gleichem Druck in den Kammern 25 und
26 bei einer bestimmten Stellung der Vorrichtung 2o der Hebel r-. bei allen Belastungen
dieselbe Lage einnimmt. Dies wird dadurch erreicht, daß der mittlere Durchmesser
der Balgmembran 21 um einen bestimmten Betrag größer als derjenige der Balgmembran
32 gewählt ist. Mit steigendem Steuerdruck verschiebt sich infolgedessen die Gleichgewichtslage
der Trennplatte 27 und damit die der Düse 12 nach oben, so daß durch ein geeignet
gewähltes Verhältnis der beiden Balgmembrandurchmesser zueinander erreicht werden
kann, daß im Gleichgewichtszustand bei allen Abständen der Düse 12 von dem Hebel
1q. der Hebel 1q. dieselbe Stellung einnimmt. Alsdann regelt der Regler bei allen
Stellungen des Ventils 18 auf den gleichen Solldruck ein. Durch Verstellen des Punktes
34 auf dem Teil 35 des Hebels 1q. kann der einer bestimmten Druckänderung entsprechende
Ausschlag des Hebels 1q. so verändert werden, daß bei gegebenen Abmessungen des
Rückführmotors der Ungleichförmigkeitsgrad der Regelung entweder auf Null oder einen
gewissen bleibenden Wert eingestellt werden kann.