DE1698596C - Pneumatischer Stellungsregler - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Stel- zwar zeigt die einzige Abbildung teils perspektivisch,

lungsregler für Ventile oder dergleichen Stellglieder teils schematisch einen pneumatischen Stellungsregler

mit Rückführung des Stellwegs auf den einen Teil für ein Ventil od. dgl.

eines Düsii/Prallplatte-Verstärkers, dessen anderer Zur Übertragung der Führungsgröße (u>) wird Teil von einem pneumatischen Führungsgrcßenglied 5 Preßluft verwendet, die durch eine Leitung 12 zu-

über einen Druck/Weg-Umformer gesteuert ist, wo- geführt wird und deren Druck vorzugsweise dem

bei der Übertragungsbeiwert des vom Verstärker ab- Einheitssignaldruck von 0,2 ... 1 atü entsprechen

gegebenen Stelldrucks durch eine dem Verstärker soll. Zur Umwandlung des Luftdruckes in einen Weg

vorgeschaltete änderbare Übersetzung einstellbar ist. dient ein Metallbalg 13, welcher z. B. durch eine

Es ist eine druckmittelbetriebene Regeleinrichtung io Biegefeder 14 gefesselt ist. An dem beweglichen

bekannt, die zwei Einstellvoirichtungen für den Über- Teil 1 des Metailbalges 13 ist ein verdrehbarer und

tragungsbeiwert (P-Bereich) vorsieht, mit einer ersten verstellbarer Hebel 8 geLgert, dessen freies Ende das

Rückführung am Stelldruckverstärker und einer zwei- Führungsgrößenglied trägt, welches im Ausführungs-

ten Rückführung am Meßdrucksystem. Abgesehen beispiel aus einem Stift 2 besteht. Bei steigendem

davon, daß die bekannte Regeleinrichtung wegen 15 Luftdruck in der Leitung 12 und im Inneren des

pneumatischen Kurzschlusses in der dargestellten Metallfederbalges 13 bewegt sich der Stift 2 nach

Schaltung nicht funktionsfähig ist, liegt dem An- oben. Somit ist die Lage des Stiftes 2 ein Maß für

meldungsgegenstami die Aufgabe zugrunde, einen den Wert der Führungsgröße.

Stellungsregler der eingangs genannten Art mit einer Die Regelgröße (*), die bei einem »Stellungsregler« Einrichtung zu versehen, mit deren Hilfe die bei den ao durch die Stellung des Stellantriebs, also bei einem bekannten Stellungsreglern nur geringfügig veränder- Ventil durch die Ventilstellung gegeben und mit der liehe Gesamtverstärkung des Reglers auf einfache ersten Rückführgröße identisch ist, wird über einen Weise den dynamischen Verhältnissen des Stellgliedes Hebel 6 und eine mit demselben verbundene, drehin weitem Bereich angepaßt werden kann. bar gelagerte Trägerwelle 7 in eine Drehbewegung

Hierbei ist unter einem »Stellungsregler« im Sinne 25 eines Steuerdüsenträgers 15 umgewandelt. Auf dievon DIN 19 226, Ausgabe Mai 1968, ein nach Auf- sem Träger 15 ist eine Auslaßsteuerdüse 16 angebau und Funktion abgeschlossenes, meist als Ganzes ordnet, die aus einer Druckluftzuleitung 17 über eine auswechselbares »G.-r-it« zu verstehen, das außer Festdrossel 5 mit Zuluft gespeist wird Mit der dem »Vergleichen für die Summierung von Regel- Steuerdüse 16 arbeitet eine Prallplatte 4 zusammen, größe und Führungsgrößo wvitere ,vesentliche Bau- 30 die um eine Achse 18 des gabelförmigen Teiles des glieder enthält, wie Signalumformer und Verstärker, Trägers 15 drehbar gelagert ist und die unter der ferner eine die Stellung Jcs Stellantriebs als Regel- Wirkung einer Feder stehen kann. Jenseits der Drehgröße erfassende Rückführung (vgl. hierzu Oppelt, achse 18 ist an zwei vorspringenden Armen der Prall-Kleines Handbuch technischer Regelvorgänge, 1956, platte 4 ein Abtastlineal 3 befestigt, welches sich quer S. 70, Abs. I, und S. 71, Tafel 11,4. 35 zur Drehachse der Trägerwelle 7 und des Trägers 15

Die erwähnte Aufgabe wird erfmdungsgemäß da- erstreckt. Auf diese Weise wird die i^!ber den Hebel 6

durch gelöst, daß der Stelldruck, der außer dem Stell- eingegebene, im allgemeinen als lineare Bewegung

antrieb des Stellgliedes einem Druckumformer mit vorliegende Regelgröße in eine Schwenkbewegung

einstellbarer Übersetzung als zusätzlicher Rückfüh- des Abtastlincals 3 umgewandelt, welches die Prall-

runp zugeführt ist, mechanisch an dem von der Füh- 4· platte 4 betätigt. Die Bewegung wird von der ge-

rungsgröße betätigten Druck Weg-Umformer, auf samten Steuerdüse mitgemacht. An die Druckluft-

dessen Stellkraft einwirkend, angreift. zuleitung 17 vor der Drossel 5 und an die von der

Die zusätzliche Rückführung ermöglicht eine weit- Drossel 5 zur Steueidüse 16 führende Leitung 19 ist

gehende Variation des P-Bcrcichs, also der inneren ein Leistungsverstärker 20 angeschlossen, der den

Verstärkung, und paßt so die Gesamtverstärkung des 45 Kaskadendruck in der Leitung 19 verstärkt. Der

Stelhingsrcglcrs in der gewünschten Weise den jewei- Druck im Ausgang 21 des Verstärkers 20 bildet die

ligen dynamischen Verhältnissen und Arbeitsbedin- Stellgröße (>·) des Reglers, welche auf den Stell-

gimgcn des Stellgliedes in vorteilhafter Weise an. Da antrieb des Ventils wirkt.

tier vom Luftdruck der Stellgröße beaufschlagte Die zusätzliche Rückführung besteht aus einem

Druckumformer der zusätzlichen Rückführung aus 50 Druckumformer 9 mit einem Membran- oder BaIg-

cinem Membran- oder Ijalgorpan besteht, erfolgt die organ, auf welches über cmc Abzweigung des Vcr-

Veriindcruiip der inneren Verstärkung ohne Einfluß Stärkerausganges 21 der Stcllgrößendruck wirkt. Die

auf die I.uftleistuii;; des Stellungsreglcrs. Kraft dieses Druckumformers 9 drückt auf einen He-

Die Übertragung der Kraft dos Druckumformers bei 10 und wirkt über diesen Hebel auf den bewegauf den Druck Weg-Umformer der Iülmingsgröße 55 !'dien Teil 1 des Metallfederbalges 13 und damit auf geschieht gemäß einer einfachen und vorteilhaften dessen Stellkraft ein. Auf diese Weise wird die Stell-Ausführungsform der Erfindung mittels eines von größe zu der Führungsgröße nach Umformung der dem Membran- oder Balgorgan des Druckumfor- entsprechenden Drücke in mechanische Großen hinmers betätigten Hebelarmes, welcher verstellbar, zuaddiert. Durch Verdrehung des Hebels 10 kann vorzugsweise verdrehbar Über dem beweglichen Teil 60 die Größe der Rückführung eingestellt werden. Daeincs Balg- oder Membrankörpers des Druck/Weg- durch kann die Gesamtverstärkung des Stellungs-Umformers angeordnet ist, dessen Bewegungen von regiere bzw. der P-Bereich des Oerätes variiert und einem mit ihm verbundenen Hebelarm auf das FUh- den dynamischen Verhältnissen des Stellgliedes usw. rungsgrößenglicd übertragen werden. Weitere vorteil- angepaßt werden.

hafte Merkmale der Erfindung sind in der nächste- 63 Der Hebel 8 ist derart verdrehbar, daß der An-

henden Beschreibung näher erläutert. griffspunkt des Stiftes 2 an dem Abtastlineal 3 längs

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Aus- des Abtastlineals verschoben werden kann. Außer·

fühllior.sform beispielsweise veranschaulicht, und dem* kann der Hebel 8 mitsamt dem Stift 2 mit Hilfe

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einer Einstellschraube Il auf- und abwärls bewegt werden, um den Nullpunkt der Einrichtung verstellen zu können.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen pneumatischen Stellungsreglers ist folgende:

Die durch die Bewegung einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Ventilspindel gegebene lineare Bewegup2 (Regelgröße) wird von dem Hebelarm 6 in eine Drehbewegung der Trägerwelle 7, des Steuerdiisenträgers 15 und des Abtastlineals 3 umgewandelt. Die vom Ausgang 21 des Leistungsverstärkers 20 erzeugte Stellgröße möge hierbei so auf den Stellantrieb der Ventilspindel wirken, daß die Ventilspindel mit steigendem Druck der Stellgröße eine abwärtsgehende Bewegung macht.

Es sei nun angenommen, daß sich die in Form eines Luftdruckes an der Leitung 12 anliegende Führungsgröße schlagartig erhöht, wodurch sich infolge der Kippbewegung des beweglichen Teiles 1 des Metallbalges 13 und des Hebels 8 der St'ft 2 uai ein bestimmtes Maß nach oben bewegt. Dadurch wird die Steuerdüse 16 von der zweckmäßig unter Federwirkung stehenden Prallplatte 4 abgedeckt, wodurch der Druck in den Leitungen 19 und 21 steigt. Diese Änderung der Stellgröße am Verstärkerausgang 21 bewirkt, da es sich um einen steigenden Druck handelt, daß sich die Ventilspindel abwärts bewegt, wodurch die Trägerwelle 7 von dem Hebelarm 6 in eine Rechtsdrehung versetzt wird. Diese Bewegung findet so lange statt, bis das Abtastlineal 3 von dem Stift 2 etwas herabgedrückt wird. Dadurch wird die Prallplatte 4 von der Mündung der Steuerdüse 16 abgehoben bzw. weiter entfernt. Infolgedessen sinkt der Druck in der Leitung 19, und der Stellgrößendruck am Verstärkerausgang 21 nimmt wieder ab, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt.

Die Zi jrdnung Führungsgröße zu Regelgröße (Ventilstellung) kann durch Verdrehen des Hebels 8 und die dadurch bewirkte Verschiebung des Angriffspunktes des Stiftes 2 an dem Abtastlincal 3 verstellt werden. Wenn der Stift 2 über die Mitte des Abtastlineals 3 hinweg auf die andere Seite der Drehachse der Trägerwelle 7 bewegt wird, so erfolgt eine Vorzeichenumkehr zwischen Führungsgröße und Regelgröße. Eine derartige Umkehrung ist z. B. erforderiich, wenn das Gerät einmal zur Betätigung eines öffnungsventils, welches z. B. bei steigendem Druck öffnet, und zum anderen zur Betätigung eines Schließventilr·, welches z. B. bei steigendem Druck abschließt, verwendet werden soll.

Gegebenenfalls kann es auch erwünscht oder erforderlich sein, die Vorzeichen zwischen Steligröße und Regelgröße auf anders Weise verändern bzw. umkehren zu können. Dies wird einfach dadurch erreicht, daß die Trägerwelle 7 um 180° gedreht wird, so daß der Stift 2 nunmehr von unten an dem Abtastlineal 3 angreift. Dadurch werden sämtliche Möglichkeiten der Vorzeichenumkehrungen zwischen Führungsgröße, Stellgröße und Regelgröße mit einfachen Mitteln erzielt. Ebenso kann, wie bereits gesagt, die Gesamtverstärkung des Stellungsreglers stufenlos verstellt und variiert werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Pneumatischer Stellungsregler für Ventile oder dergleichen Stellglieder mit Rückführung des Steilweges auf den einen Teil eines Düse/ Prallplatte-Verstärkers, dessen anderer Teil von

ίο einem pneumatischen Führungsgrößenglied über einen Druck/Weg-Umformer gesteuert ist, wobei der Übertragungsbeiwert des vom Verstärker abgegebenen Stelldrucks durch eine dem Verstarker vorgeschaltete änderbare .'bersetzung einstellbar

so ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stelldruck Cy), der außer dem Stellantrieb des Stellgliedes einem Druckumformer (9) mit einstellbarer Übersetzung (10) als zusätzlicher Rückführung zugeführt ist, mechanisch an dem von

as der Führungsgröße (w) betätigten Druck/Wcg-Umformer (13), auf dessen Stellkraft einwirkend, angreift.

2. Stellungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Kraft

des Druckumformers (9) auf den Druck/Weg-Umformer (13) der Führungsgröße mittels eines von dem Membran- oder Balgorgan des Druckumformers betätigten Hebelarmes (10) geschieht, welcher verstellbar, vorzugsweise verdrehbar über

dem beweglichen Teil (1) eines Balg- oder Membrankörpers (13) des Druck/Weg-Unformcrs angeordnet ist, dessen (1) Bewegungen von einem mit ihm verbundenen Hebelarm (8) auf das Führungsgrößenglied (2) übertragen werden.

3. Stellungsregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Führungsgrößenglied (2) tragende Hebelarm (8) verschiebbar oder verdrehbar an dem beweglichen Teil (1) des Balg- oder Membrankörpers (13) des Druck/

Weg-Umformers gelagert und das Führungsgrößenglied (2) längs eines das Übersetzungsglicd bildenden Abtastlineals (3) verstellbar ist.

4. Stellungsregler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn7eichnet, daß der Angriffspunkt des

jo Führungsgrößengliedes (2) an dem Abtastlineal (3) durch Verdrehung einer dasselbe tragenden, an das Stellglied mittels Hebels (6) angelenkten Trägerwelle (7) um 180° von der Oberseite auf die Unterseite des Abtastlineals (3) verlegbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen