DEP0010995DA - Elektropneumatischer Regler - Google Patents

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein elektropneumatischer Regler, der insbesondere zur Temperaturregelung bestimmt ist und bei dem zur Temperaturmessung ein auf elektrischem Wege arbeitendes Thermometer verwendet wird. Die Temperatur wird auf der Skala eines Dreh- oder Kreuzspulwerkes abgelesen. Diese Meßwerke sind sehr richtkraftarm, weshalb die Steuerung des Reglers durch den Zeiger des Meßwerkes große Schwierigkeiten bereitet. Es ist infolgedessen erst ein einziges elektropneumatisches Regelverfahren bekannt geworden, bei dem die Druckluft als Hilfskraft in Verbindung mit dem elektrischen Meßwerk verwendet wird. Dabei mußte aber zwischen das elektrische Meßgerät und die Ausströmdüse der steuernden Druckluft noch eine weitere Hilfskraft eingeschaltet werden, die auf der Längenänderung eines elektrisch geheizten Drahtes beruht, dessen Temperatur sich in Abhängigkeit von der Bewegung des mit einem wärmeaufnehmenden Schirm verbundenen Zeigers ändert. Dadurch war die Möglichkeit gegeben, die Vorteile der weichen und stufenlosen Regelung mit Druckluft als Hilfskraft auch in Verbindung mit der für höhere Temperaturen allein in Betracht kommenden elektrischen Temperaturmessung zu verbinden.

Die Erfindung zeigt nun einen weiteren Weg der elektropneumatischen Regelung, der kurz gesagt dadurch gekennzeichnet ist, daß die als Hilfskraft benutzte Druckluft unmittelbar vom elektrischen Meßgerät gesteuert wird. Das hat den großen Vorteil, daß die bei dem ersten elektropneumatischen Regelverfahren noch notwendige Zwischenschaltung einer anders gearteten Hilfskraft in Fortfall gekommen ist, so daß sich der Aufbau eines Reglers nach der Erfindung wesentlich vereinfacht hat.

Eine beispielsweise Lösung der neuen unmittelbaren Druckluftsteuerung durch das elektrische Meßwerk besteht darin, daß der Zeiger des Meßwerkes eine zur Drehachse des Meßwerkes konzentrische Prallfläche trägt, deren konkaver Seite eine Ausströmdüse der Steuerluft zugeordnet ist. Je nach der Stellung des Meßwerkzeigers wird dabei der Querschnitt der Düse mehr oder weniger abgedeckt, ohne daß die Prallfläche die Düse berührt. Der aus der Düse austretende schwache Luftstrom wird auf diese Weise mehr oder weniger gesteuert und nimmt einen der Stellung der Zeigers entsprechenden Größenwert an. Dieser Wert wird dann in bekannter Weise in einer oder mehreren Stufen verstärkt, um die zur Beeinflussung des Stellgliedes erforderliche Höhe zu erreichen.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des gesamten elektropneumatischen Reglers.

Von dem elektrischen Meßwerk, welches mit einem thermoelektrischen Pyrometer in Verbindung steht, ist in der Zeichnung nur das Drehspulrähmchen 1, die Skala 2 und der Temperaturzeiger 3 dargestellt. Im gezeichneten Beispiel ist über der Achse 1' des Spulensystems 1 eine Ausströmdüse 4 angeordnet, die durch die Leitung 5 unter Zwischenschaltung einer Drossel 6 von einem bekannten Kraftschaltgerät 7 gespeist wird. Mit dem Temperaturzeiger 3 ist eine konzentrisch zur Spulenachse 1' gebogene Prallfläche 8 fest verbunden, wobei sich zwischen der Düsenmündung und der Prallfläche 8 ein kleiner Abstand befindet, so daß eine Berührung der Fläche 8 mit der Düsenmündung nicht stattfindet. Die Düse 4 befindet sich in dem in Übereinstimmung mit der Achse 1' drehbar gelagerten Düsenkörper 9, der mit einem vor der Skala 2 befindlichen Zeiger 10 fest verbunden ist. Durch den Zeiger 10 ist die Düse 4, 9 einstellbar (Sollwerteinstellung).

Die Düse 4 wird durch die Leitung 5 vom Reduzierventil 11 des Kraftschaltgerätes gespeist, dem die Druckluft durch die Leitung 12 zufließt. Durch die in die Leitung 5 eingebaute Drossel 6 wird die Höhe des Luftdruckes so begrenzt, daß eine Beeinflussung der Meßgenauigkeit des elektrischen Meßwerkes nicht eintritt. Bei eintretender Temperaturänderung bewegt sich der Zeiger 3 und damit seine Prallfläche 8, wobei der Querschnitt der Düse 4 mehr oder weniger abgedeckt wird. Infolgedessen ändert sich die Größe des in der Leitung 5 herrschenden Luftdruckes, der zur Steuerung des Stellgliedes 25, beispielsweise eines Membranventils einer Verstärkung bedarf. Diese Verstärkung erfolgt im gezeichneten Ausführungsbeispiel in zwei Stufen, erstens im Relais 13 und zweitens im Kraftschaltgerät 7.

Die Leitung 5 ist durch eine abgezweigte Leitung 14 mit der Membrandose 15 des Relais 13 verbunden. Auf dem Stift 16 der Membrandose 15 ruht eine Prallplatte 17, die um die Achse 18 drehbar ist. Dem anderen Ende der Prallplatte 17 ist eine Ausströmdüse 19 zugeordnet, deren Querschnitt bei Änderung des Luftdruckes in der Leitung 5 mehr oder weniger freigegeben wird. Die Düse 19 ist über die Leitung 20 unter Zwischenschaltung einer Drossel 21 gleichfalls an das Reduzierventil 11 des Kraftschaltgeräts angeschlossen. Der in dieser Leitung 20 herrschende Luftdruck ist wesentlich höher und beträgt in seinem Höchstwert beispielsweise das Zwanzigfache des Steuerdruckes in der Leitung 5. Die Leitung 20 endet in der Membrandose 22, durch welche die Prallplatte 23 des Kraftschaltgliedes gesteuert wird. Durch diese Prallplatte wird die Änderung des in der Leitung 24 herrschenden Druckes herbeigeführt, die zum Stellglied 25 führt. Diese Arbeitsweise des Kraftschaltgerätes ist an sich bekannt, so daß von der näheren Beschreibung hier abgesehen werden kann.

Erwähnt sei noch, daß der Drehpunkt 18 der Prallplatte 17 im Relais 13 in horizontaler Ebene verstellbar sein kann, um die Empfindlichkeit des Regelvorgangs an die herrschenden Verhältnisses anpassen zu können.

Die Unterteilung der Kraftverstärkung in zwei Stufen ist mit Rücksicht auf die universelle Anwendungsmöglichkeit des Kraftschaltgerätes gewählt worden. Bei entsprechender Abmessung der Membrandose 22 wäre auch ihre unmittelbare Beaufschlagung mit dem durch die Düse 4 bestimmten Luftdruck möglich, so daß in diesem Fall das Relais 13 entbehrlich ist.

Claims (4)

1) Elektropneumatischer Regler, insbesondere Temperaturregler, bei dem zur Messung ein Dreh- oder Kreuzspulmeßwerk o.dgl. verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die als Hilfskraft benutzte Druckluft unmittelbar vom Meßwerk gesteuert wird.

2) Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger (3) des Meßwerks (1) eine zur Drehachse des Meßwerks konzentrische Prallplatte (8) trägt, deren konkaver Seite eine Ausströmdüse (4) der Steuerluft zugeordnet ist.

3) Regler nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4) zwecks Einstellung des Sollwerts um die Drehachse des Meßwerks drehbar ist.

4) Regler nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerluft in bekannter Weise in einer oder mehreren Stufen verstärkbar ist.