DE934366C

DE934366C - Hydraulischer oder pneumatischer Kraftschalter fuer mittelbare Regler

Info

Publication number: DE934366C
Application number: DEK16898A
Authority: DE
Inventors: Theodor Kawald
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-01-30
Filing date: 1953-01-30
Publication date: 1955-10-20

Description

Hydraulischer oder pneumatischer Kraftschalter für mittelbare Regler Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische oder pneumatische Kraftschalter für mittelbare Regler. Es sind solche Kraftschalter bekannt, die zum Einstellen der Hilfsenergie für die Bewegung des Stellgliedes des Regelkreises nach Maßgabe der Regelspanne eine Prallplatte und eine Düse für das Druckmedium haben, wobei das Medium zwischen Düse und Prallplatte frei ausströmt. Die Prallplatte ist meistens an einem Hebel, die Düse ortsfest im Gehäuse angebracht; der Hebel wird durch das Stellorgan des Meßinstrumentes für die Regelgröße, vielfach einen Druckmesser, entgegen einer Feder gedreht. Durch den Spalt zwischen der Prallplatte und der Düse strömt das Drqpkmedium aus.
Kraftschalter dieser Bauart haben den Nachteil, daß die Prallplatte durch das Meßinstrument entgegen der Strömungsenergie des Druckmediums verstellt werden muß, was zu schädlichen Rückwirkungen auf das Meßinstrument führt. Die Beseitigung dieses Nachteils ist das Erfindungsproblem. Gelöst wird es durch die kinematische Umkehrung der bekannten Anordnung von Düse und Prallplatte, wozu außerdem eine in Richtung der Strömung des Druckmediums nachgiebige, von der Düse bis zum Gehäuse gerade verlaufende Leitung, z. B. ein Federrohr, nötig ist.
Die Wirkung dieser Anordnung beruht auf folgendem: ein aus einer Öffnung in Luft austretender Strahl eines Druckmediums führt sich mit einem Impuls, der einen Ausfall an Wandungsdruck gegenüber einem geschlossenen Gefäß zur Folge hat, und der sich als Rückdruck, als Reaktion des ausfließenden Strahles bemerkbar macht. Ist die Düse beweglich und fest mit dem ebenfalls beweglichen Gehäuse verbunden (z. B. bei dem Segnerschen Wasserrad), dann greift die Reaktion ebenfalls an der Düse an, so daß die Düse, wenn sie durch eine Kraft verstellt wird, eine Rückwirkung auf die diese Kraft erzeugende Vorrichtung ausübt. Anders ist das jedoch, wenn in die Strömungsleitung vor der Düse eine in der Richtung der Strömung nachgiebige Leitung eingeschaltet ist. Der Rückstoß des austretenden Strahles wird dann durch ortsfeste Teile der Rohrleitung aufgenommen, eine Reaktion auf die Düse tritt nicht ein. Dabei muß die bewegliche Leitung gerade sein.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Kraftschalters im Aufriß, und zwar im Schnitt.
Der Hebel i ist auf Spitzen 2 gelagert. Durch die Leitung 3 wird in der Druckkammer 4 ein von der Regelspanne abhängiger Druck erzeugt. Der Druck wird durch das Federrohr 5 und den Bblzen 6 auf den Hebel i übertragen, der durch die Gegenfeder 7 belastet ist. Das Betriebsmittel strömt durch die Leitungen 8, 8, 9, 9" durch die Drosselungen io, ii, durch die Federrohre 12, 13 und durch die Düsen 14, 15. Durch die Leitungen 38 und 39 steht das Betriebsmittel mit je einer Seite des Servomotors in ,Verbindung. Die Düsen 14 und 15 bewegen sich gegen die Prallplatten 16 und 17, die fest an den Brücken 18, i9 mittels der kugeligen Scheiben 2o, 21, 22, 23 und den Muttern 24, 25 angeschraubt sind. Die Brücken 18, i9 ruhen auf den am Gehäuse 26 angegossenen Pfeilern 27, 28 und sind an letzteren mittels der Schrauben 29, 30 und der Muttern 31, 32 fest angeschraubt. Die Leitung 33 ist die Abflußleitung des Betriebsmittels. .
Die Federrohre 12, 13 sind am Hebel i (etwa durch Lotung) und - mittels der Flanschen 34, 35 und der Schrauben 36, 37 am Gehäuse 26 befestigt.
Sinkt z. B. der Druck in der Druckkammer 4, so schließt sich die Düse 14, indem sie gegen die Prallplatte 16 gedrückt wird, wozu ein ganz schwacher Druckabfall ausreicht. Dadurch wird das Betriebsmittel durch das Rohr 38 in den Servomotor gepreßt und bewegt den Kolben des letzteren nach einer Seite, während auf der anderen Seite des Kolbens das Betriebsmittel durch die Leitung 39, 9d, das Federrohr 13 und die geöffnete Düse 15 in das Gehäuse 26 ausfließt. Von dort fließt es durch die Leitung 33 ab. Steigt der Druck in der Druckkammer 4, so wird die Düse 14 geöffnet und die Düse 15 geschlossen. .
Der Kraftschalter kann auch mit nur einer -Düse, z. B. nur mit der Düse 14, ausgeführt werden. In diesem. Falle würden die Düse 15, das Federrohr 13, die Prallplatte 17 und die Teile 9, 96, 11, 37, 35, 28, 39, 23, 19, 21, 25, 30, 32 wegfallen. Der Servomotorkolben wird dann in bekannter Weise nur von einer Seite durch das Betriebsmittel bewegt, während die Gegenbewegung durch ein Gewicht oder durch eine Feder erreicht wird.
Die Düsen 14 und 15 dürfen im Innendurchmesser d nicht größer ausgeführt werden, als der Durchmesser der Federrohre 12, 13 beträgt, da der Druck des Betriebsmittels anderenfalls. als Rückstoßkraft an den Federrohren angreift, statt innerhalb des Gehäuses 26 aufgenommen zu werden.
Durch Versuche ist leicht festzustellen, in welchem Verhältnis der Durchmesser d der Düse 14 (und auch 15) gegen die Durchmesser d i, d 2, d.3 und d 4 des Federrohres 12 (und auch 13) stehen muß, damit ,nicht (etwa durch die Rillen des Federrohres) schädliche Drücke auf den Hebel i auftreten können.
Durch einen verhältnismäßig großen Innendurchmesser d der Düsen 14 und 15 kann man den Weg der Düsen verkürzen, ohne den Austrittsquerschnitt des Betriebsmittels zu verringern. Je kürzer der Weg der Düsen ist, desto höher ist die Regelgenauigkeit, da der Kraftschalter bei der geringsten Schwankung der Regelspanne sofort beginnt bzw. sofort aufhört, den Servomotorkolben zu verstellen. Ein Überregeln wird dadurch verhindert, und die komplizierten Rückführungen können fortfallen. Bei der Anordnung mit nur einer Düse kann infolge des verhältnismäßig großen Querschnitts der letzteren das Gegengewicht verhältnismäßig klein sein bzw. die Gegenfeder schwach sein. Da der Kraftschalter durch Fortfall der schädlichen Nebenwirkungen des Druckmittels imstande ist große Kräfte zu übertragen, ist auch ein Kraftverstärker nicht nötig, wodurch die ganze Regleranlage vereinfacht und dadurch betriebssicherer wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Hydraulischer oder pneumatischer Kraftschalter für mittelbare Regler, mit einer durch das Meßorgan für die Regelgröße geänderten, zwischen einer Prallplatte und einer Düse liegenden Ausströmöffnung für das Druckmedium, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte ortsfest im Gehäuse des Kraftschalters und die Düse beweg-. lich angeordnet ist und daß außerdem in der Leitung für das Druckmedium vor der Düse ein in Richtung der Strömung nachgiebiges, bis zum Gehäuse gerade verlaufendes Rohrleitungsstück liegt.
2. Kraftschalter nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Federrohr (12, 13) als nachgiebiges Leitungsstück. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 828 162, 717 301, 511273.