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.