CH228464A - Regeleinrichtung zur Konstanthaltung einer Zustandsgrösse, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Feuchtigkeit. - Google Patents

Description

  Regeleinrichtung zur     ILonstanthaltung    einer Zustandsgrösse, wie beispielsweise  Temperatur,     Druek,    Feuchtigkeit.    Die Erfindung bezieht sieh auf eine  Regeleinrichtung zur     Konstanthaltung    einer  Zustandsgrösse, wie beispielsweise Tempera  tur, Druck, Feuchtigkeit, bei welcher auf dem       Zeiger    eines     Messinstrumentes        ein        Steuerglied     vorgesehen ist.  



  Die Erfindung     besteht        -darin,    dass mittels  des     Steuergliedes    einem als Heizdraht aus-  gebildeten, mit konstanter Energie geheizten  Heizkörper in Abhängigkeit der Zeigerstel  lung Wärme     derart    entzogen wird, dass die  durch diesen     Wärmeentzug    bedingte Tempe  raturänderung eine     Längenänderung,des    Heiz  drahtes hervorruft, die zur     Betätigung    des  Regelgliedes dient und dass hierbei im ein  zelnen die Anordnung so getroffen ist,

       da.ss          .das    Mittel des Wärmeentzuges keine störende  Rückwirkung auf die     Bewegungsrichtung    des  Zeigers ausübt.  



  Wesentlich für die Erfindung ist also,     dass     der mit konstanter Energie     gespeiste    Heizkör  per, dem     mittels    des auf     dem    Zeiger ange-         ordneten        Steuergliedes        Wärme    entzogen wird,  als Heizdraht ausgebildet ist.

   Dies ist des  halb von     ausschlaggebender    Bedeutung, weil  man nur auf     ,diesle    Weise den Heizdraht als       Steuardraht    benutzen     kann,        .@da    man nur so  eine äusserst kleine     Masse    für den     Heizkörper     erhalten kann, die wenig Trägheit besitzt,  dem Regelimpuls rasch folgt und weil man  trotzdem durch die Längenänderung des  Heizdrahtes eine grosse     Steuerkraft    erhält.  



  Die Erfindung     ist    nicht mit einem elek  trischen     Hitzdrahtinstrument    zu verwechseln,  bei welchem der zu messende unbekannte,  veränderliche     elektrische    Strom durch einen  Draht geleitet und die     auftretende,    nach Mass  gabe des Stromes     verschieden    grosse Längen  änderung auf ein Zeigerwerk     übertragen     wird.  



  Es     kann    auf verschiedene Weise dem  Heizdraht Wärmeentzogen werden, beispiels  weise     dadurch,    dass     eine    mit dem Zeiger vex-           bundene    Hilfsdüse vorgesehen ist, durch die  konstant der Luftstrom austritt.  



  Es kann an Stelle von Luft     jedes    andere  gasförmige Medium zur Anwendung kom  men. Es empfiehlt     sich,        in    die ortsfeste Zu  führung der Luft oder des gasförmigen Me  diums zur     genauen        Einstellung    der Durch  flussmenge eine Handregulierung einzubauen,  mittels derselben der     Druck    auf etwa 0,1 mm       Wassersäule    einreguliert wird.  



  Um -den Luftdruck minimal zu     halten     und damit die äusserste Gewähr zur Vermei  dung von     Reaktionskräften    zu bieten,     kann     Luft, die wärmer als die Umgebungsluft ist,  zum Ausströmen durch die Hilfsdüse zuge  führt werden.  



  Es kann auch vorgesehen werden,     dass     Heizdraht und Hilfsventil an einer Platte       befestigt    sind, die in der Instrumentenachse  drehbar angeordnet ist und an ihrem von der       Instrumentenachse    abgewandten Ende als  Zeiger für die     Sollwerteinstellung    ausgebil  det ist.  



  Eine weitere Möglichkeit, dem mit kon  stanter Energie     gespeisten    Heizdraht Wärme  nach Massgabe der     Zeigerstellung    zu entzie  hen,     besteht    darin, dass auf dem Zeiger des       galvanometrischen        Instrumentes    eine Folie  von Metallen     grosser    Wärmeleitfähigkeit (Sil  ber) angebracht ist.  



  Da es erfindungsgemäss darauf     ankommt,     dass dem Heizdraht eine konstante     Heizener-          gie    zugeführt wird, so kann man für den  Fall von sehr starken Schwankungen zum       Beispiel    einer lokalen     Energiequelle    für die  sen Heizstrom diese Schwankungen kompen  sieren oder besondere Mittel zur Erzielung  einer     konstanten    Spannung vorsehen, beispiels  weise     einen    in einer Wasserstoffatmosphäre  angeordneten Eisenwiderstand vorschalten.

    Für den Fall der Anordnung einer metalli  schen Absorptionsfläche auf dem Zeiger des       galvanometrischen        Instrumentes    kann man  auch dafür     sorgen,    dass innerhalb des Instru  mentes stets die gleiche Raumtemperatur  herrscht,     beispielsweise    dadurch, dass das  Gehäuse des     galvanometrisehen    Instrumentes  ganz oder teilweise eine doppelte Wand er-    hält,     deren    Zwischenraum etwa durch  Anschluss an die als Steuerventil dienende  Druckluft gelüftet wird.  



  Die Erfindung wird an Hand :der Zeich  nung an einem Ausführunsbeispiel     näherer-          In     läutert:  Die Figur zeigt einen Schnitt durch den       galvanometrischen    Regler und     schematisch     die Wirkungsweise der gesamten Anordnung.  



  Im einzelnen ist der zu überwachende gas  beheizte Ofen mit 1 bezeichnet, dessen Tem  peratur mit Hilfe der     Thermoelemente    2 ab  genommen wird. Die Drähte 3 und 4 dieses       Thermoelementes    führen zu der im Innern  des Magnetsystems 5 gelagerten Spule 6 des       galvanometrischen        Instrumentes    7, dessen  Skala 8 im     vorliegenden    Falle in Temperatur       g        o        eeicht        ist.     



  Wie weiter ersichtlich, sitzt in an sich  bekannter Weise auf der Spule 6 der     Zeiger     9, während unabhängig vom Zeigersystem im  Innern des Gehäuses der Heizdraht 10 be  festigt ist, der mittels der     Drähte    11 und 12  am Netz in geeigneter Schaltung angeschlos  sen     ist.     



  Der Heizdraht 10 findet zur Steuerung  des Hilfsventils 16 Verwendung, das seiner  seits das Steuermittel auf das     Regelventil    17  zur Einwirkung bringt. Dies geschieht da  durch,     da.ss    der Heizdraht 10 am einen Ende  im Innern des Instrumentengehäuses befestigt  ist und über eine Rolle 36 zu einem Ende  des doppelarmigen     Hebels    3 7 geführt ist, an  dem der Schieber 38 des Hilfsventils angreift.  



  Weiter     ist    aus der Figur ersichtlich,     da.ss     der Heizdraht 10, der Schieber 38 und die mit  diesem Schieber     zusammenarbeitende        Düse    16  an einer Platte 39     befestigt    sind, die in der       Instrumentenachse    drehbar angeordnet ist und  an     ihrem    von der Instrumentenachse abge  wandten Ende 39a als Zeiger für die     Soll-          werteinstellung    ausgebildet ist.  



  Im     Ausführungsbeispiel    ist die     Hilfsdüse     40 als<B>U</B> ausgebildet und mit der     Galvano-          meterspule    6     fest    verbunden, wobei das Ende  des freien     Schenkels,dem    Heizdraht 10 gegen  über zu liegen kommen kann und dem Ende  des andern Sehenkels in der Instrumenten-      ochse das     Luftzufuhrrohr    41     gegenübersteht.     Die Düse macht also     die    Bewegungen der  Spule 6 zwangsläufig mit.  



  Wie aus der     Zeichnung    ersichtlich, ist der  Heizdraht 10 als<B>U</B>     ausgebildet.    Der Scheitel  des U ist     die    Rolle 36.  



  Zur     Gewährleistung    der erfindungsgemäss       angestrebten    Wirkung,     @dass        das    Mittel des       Wärmeentzuges    keine     etörende        RückwirktÄng     auf die     Bewegungsrichtung    des Zeigers aus  übt,     d.    h. also,     :dass    in vorliegendem Falle  :der aus der Düse 40     ausströmende        Luftstrom     die Stellung des Zeigers 9 nicht beeinflusst, ist  die     Anordnung,derart    getroffen,     dass:

      die Düse  40 als in einer radialen Ebene     ausgerichtetes     <B>U</B> ausgebildet ist, dessen innerer Schenkel in  der Instrumentenachse     ausmündet.    Auf diese  Weise ist es unmöglich,     dass,der    aus der     Hilfs-          düse    40 ausströmende Luftstrom die     Stellung     des     Zeigers    9     beeinflusst.    Es kommt     hierb          dgrauf    an,     d@aZ    der     Luftstrom    den Zeiger nicht       einseitig    anbläst.  



  Ein Vorteil der     U-förmigen    Ausbildung  des     Heizdrahtes    10 besteht darin, dass auf       :diese        Weise        ein.        ;grösserer        Heizdraht    auf mög  lichst kleinem Raum     untergebracht    werden  kann. Dies ist zur Erzielung einer grossen       Steuerkraft    wichtig.  



  Wie beschrieben, wirkt die Steuerkraft  auf ein Hilfsventil,     das    im vorliegenden Aus  führungsbeispiel aus dem Schieber 38 und der  diesem Schieber gegenüberstehenden     Düse    16  besteht. Die aus dieser Düse     austretende     Druckluft wird je nach Stellung des     .Schiebers     38 in :der folgenden     Weise    umgelenkt:  Die Leitung 42 führt nämlich     Drwekluft     von 1 atü. Sie ist mit :dem Regelglied 17  durch die Leitung 43 verbunden. Von :der Lei  tung 43 ist die Leitung 49 abgezweigt, die bei  der Düse 16 ins Freie     mündet.    Die Leitung 42  ist von der Leitung 43 durch eine einstellbare  Drossel 45 getrennt.

   Mit Hilfe der Drossel 45  wird die :durchtretende Luftmenge so     einge-          stellt,        :dass    der Druck in den Leitungen 43 und  49 bei     geöffneter    Düse 16 etwa 0,1 atü be  trägt. Wird die Düse 16 durch den Schieber  38 mehr oder weniger geschlossen, so wird da  durch der     Luftaustritt    mit der Wirkung ge-    drosselt, dass der Druck in den     Leitungen    49  und 43     ansteigt.    Dies hat zur Folge,     dass    das  Regelglied 17 entsprechend dem     Druckanstieg     mehr oder weniger :geschlossen wird.

   Es kann  zur Betätigung :des Regelgliedes, in vorlie  gendem Fall des Regelventils 17,     jedes    ge  eignete     Hilfsventil    dienen.  



  Während es im Falle     ,des    Wärmeentzuges  durch einen Luftstrom zur     Vermeidungeiner     störenden Rückwirkung :dieses     Luftstromes     auf die     Bewegungsrichtung    :des Zeigers einer  besonderen Anordnung der Hilfedüse, aus  welcher der     Luftstrom        austritt,    in     hezug    auf  den Zeiger bedarf, erhält man diese Wirkung  ganz von selbst, wenn zur Wärmeentziehung  auf dem Zeiger :

  des Instrumentes eine Folie  aus Metallen grosser     Wärmeleitfähigkeit    an  gebracht ist.     Zweckmässig    wird in diesem  Falle die     Anordnung    so getroffen, dass .das in  der     unmittelbaren    Nähe     des        Heizdrahtes          schwingende,    als Abkühlungsglied wirkende  Steuerglied,     das    zweckmässig grossflächig,       beispielsweise        als    Folie     ausgebildet    ist, auf  der :dem Heizdraht     zugewandten    Seite     :

  ein        Ab-          sorptionsvermö:gen    besitzt,     welches    grösser als  das des     Heizdrahtes    ist und dass     der    Heiz  draht eine ;so     ,geringe    Wärmekapazität hat,  dass sich seine Temperatur in Abhängigkeit  von der     Stellung    des Steuergliedes möglichst  stark     ändert.    Auch in :diesem Falle wird der       Heizdraht        zweckmässig    als<B>U</B> ausgebildet.

   Die  Anordnung kann im     einzelnen,    wie     in,    der  Figur .gezeigt,     @getroffen    werden;     hierbei:    hat  man     ,sich    lediglich die Hilfsdüse 40 wegzuden  ken und sich     vorzustellen,        dass    der     U-förmig     über die Rolle 36 geführte Heizdraht 10 sich  in der Höhe     des    Zeigers befindet, an dem die  wärmeabsorbierende Folie     befestigt    ist.  



  Sowohl im Falle     einer        Hilfsdüse    40     als     auch im Falle     :einer        wäirmeabsorbierenden     Folie ist die Wirkung des Wärmeentzuges       bezw.    :der     Wärmeabsorption        @de#shalb    von der  Stellung     :des        Zeigers    abhängig, weil sowohl  die Hilfsdüse als auch die Folie am Zeiger  befestigt ist, während der Heizdraht ortsfest  angeordnet oder zur     Einstellung    des Sollwer  tes willkürlich, also     unabhängig    von der Zei  gerstellung     einstellbar    ist.

             Wise    gestrichelt angegeben, kann die<B>U-</B>  förmige     Düse    zur     Ausbalancierung    doppelsei  tig ausgebildet werden; es     steht        indessen     nichts im Wege, in an sich bekannter Weise  durch     Gegengewichte    die     Ausbalancierung     vorzunehmen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Regeleinrichtung zur Konstanthaltung einer Zu:s.tands#o"röss@e, wie beispielsweise Tem peratur, Druck, Feuchtigkeit, bei welcher auf dem Zeiger eines Messinstrumentes ein Steuer glied vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuergliedes einem als Heiz draht ausgebildeten, mit konstanter Energie geheizten Heizkörper in Abhängigkeit -der Zeigerstellung Wärme ,derart entzogen wird,

   dass die durch diesen Wärmeentzug bedingte Temperaturänderung eine Längenänderung des Heizdrahtes hervorruft, die zur Betäti gung des Regelgliedes dient und dass hierbei im einzelnen die Anordnung so getroffen ist, dass das Mittel des Wärmeentzuges keine stö rende Rückwirkung auf :

   die Bewegungsrich tung des Zeigers ausübt. UNTERANSPRüCHE 1. Regeleinrichtung nach dem Patentan spruch,dadurch gekennzeichnet, da,ss das Steuerglied als eine mit dem Zeiger (9) ver bundene Hilfsdüse (40) ausgebildet ist, durch die konstant parallel zur Instrumentenachse ein Luftstrom austritt, der nach Massgabe der Stellung des Zeigers dem Heizdraht (10) Wärme entzieht. 2.

   Regeleinrichtung nach dem Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsdüse (40) als ein in einer radialen Ebene ausgerichtetes <B>U</B> ausgebildet ist, dessen inne rer Schenkel in der Instrumentenachse aus mündet. 3. Regeleinrichtung nach dem Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung an der Hilfsdüse (40) so angeordnet ist, dass sie dem U-förmig aufge hängten Heizdraht (10) gegenüber zu liegen kommen kann, welcher Heizdraht mit dem einen Ende innerhalb des Instrumentes be festigt ist, während am andern Ende des Heizdrahtes ein Hebel (37) angreift, der das Hilfsventil ,steuert. 4.

   Regeleinrichtung nach dem Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht zur Bildung eines<B>U</B> über eine Rolle (36) geführt ist. 5. Regeleinrichtung nach dem Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen Heizdraht (10) und Regelglied (17) ein Hilfsventil eingeschaltet ist, das einen Schie ber (38) aufweist, welcher einer Düse (16) zugeordnet ist. 6. Regeleinrichtung nach dem Unteran spruch 5, dadurch gekennzeichnet, da.ss Heiz draht (10) und Hilfsventil (16) an einer Platte (39) befestigt sind. 7. Regeleinrichtung nach dem Unteran spruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (39) an dem der Instrumentenachse abgewandten Ende als Zeiger für die Soll wertstellung ausgebildet ist.

   B. Regeleinrichtung nach dem Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Zeiger des Instrumentes eine Folie von Me tallen grosser Wärmeleitfähigkeit angebracht ist, die nach b1assgabe der Zeigerstellung dem Heizdraht die Wärme entzieht. 9. Regeleinrichtung nach dem Unteran spruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Metall grosser Wärmlele@itfähigkeit für die Folie Silber verwendet wird. 10.

   Regeleinrichtung nach dem Patentan- :sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass zur Er zielung einer konstanten, dem Heizdraht (10) zuzuführenden Spannung dem Heizdraht ein in einer Wasserstoffatmosphäre angeordneter Heizwiderstand vorgeschaltet ist.