DE1956696C3 - Pneumatischer Regler mit einer Taumelscheibe für ein Strahldüsen-Prallplattensystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Regler mit einer von druckbeaufschlagbaren Fahenbälgen abgestützten Taumelscheibe für ein Strahldüben-Prallpiattensys'.jm.

Die einzelnen Punkte einer solchen Taumelscheibe sollen Bewegungen längs einer Kugeloberfläche ausführen. Solche Kugelbewegungen werden üblicherweise mit Hilfe von Kugelgelenken erzielt. Ein Kugelgelenk hätte aber für einen pneumatischen Regler der eingangs genannten Art zu viel Reibung, so daß die erforderliche Regelgenauägkeit nicht erzielbar wäre.

ίο Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Regler der genannten Art auf einfache Weise so auszubilden, daß die Bewegungen der Taumelscheibe möglichst frei von Beeinflussungen durch die Lagerung sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Taumelscheibe mittels eines allseitig biegeweichen Zugankers gelagert ist.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß ein einfach aufgebauter Regler geschaffen wur

ao de, der auch bei Erschütterungen noch eine gute Genauigkeit gewährleistet.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist die Zugankcrlagerung von zwei in der Mittelzone der Taumelscheibe angreifenden Biegegliedern gebildet, von denen das eine aus mindestens einer Blattfeder, einer Membran od. dgl. besteht, deren Randzone ortsfest eingespannt ist, während das andere aus einem biegsamen Stab, einem Draht od. dgl. besteht, dessen Ende ebenfalls ortsfest verankert ist.

In der Druckschrift »Messen und Regeln in der chemischen Technik«. Berlin 1%4, sind auf den S. 1163 und i 181 Regler beschrieben worden, bei denen die Taumelscheibe nur eine Drehbewegung, gegebenenfalls mit veränderbarer Achse, ausführt, aber keine Kugelbewegupg. Auch die auf den S. 1182 und 1195 der genannten Druckschrift beschriebenen Regler arbeiten nicht mit Kugelbewegungen. Das gleiche gilt für die in der deutschen Offenlegungsschrift I 523 489 beschriebene Regeleinrichtung.

Eine besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltung des pneumatischen Reglers besteht erfindungsgemäß darin, daß der ideelle Drehpunkt des stab- oder drahtförmigen Biegegliedes im wesentlichen in der Ebene des membran- oder blattfederförmigen Biegegliedes liegt. Durch diese Anordnung werden Rückwirkungen durch die Federkräfte auf die Bewegung der Taumelscheibe praktisch vermieden, wodurch die Eigenschaften der Taumelscheibenlagerung noch weiter verbessert werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert, welches in der Zeichnung schematisch veranschaulicht ist.

F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die Anwendung einer kugelgelenkartigen Halterung bei einer Balgwaage für pneumatische Regler od. dgl.;

F i g. 2 zeigt einen senkrechten Querschnitt durch die Balgwaage gemäß F i g. 1; und

F i g. 3 zeigt in Draufsicht die Anordnung zur Justierung der Lage der Fallenbälge.

Auf einer Grundplatte 10 sind vier Faltenbälge 11a bis Wdüber Kreuz angeordnet. Diese Faltenbälge sind oben mit einer Taumelscheibe 12 und unten mit einer Grundplatte 10 verbunden, durch welche sie auch mit den Luftzuführungsleilungen in Verbindung stehen. In der Mitte ist die Taumelscheibe 12 durch einen Draht 13 gegen vertikale Kräfte abgestützt. Der Draht 13 ist in einer Verschraubung 14 und einer Hülse 15 durch

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Löten, Einklemme oder auf ähnliche Weise befestigt. Die Verschraubung 14 ist in die Grundplatte 10 eingeschraubt. Die Hülse 15 steckt in einer Mittelbohrung der Taumelscheibe 12 und ist durch eine Mutter 16 befestigt. Zugleich verbindet sie mittels eines Ansatzes 23 die Mitte einer Membran 17 fest mit der Mitte der Taumelscheibe 12. Am äußeren Rand ist die Membran 17 über Stehbolzen 25 durch Schrauben 24 mit der Grundplatte 10 verbunden. Durch diese Anordnung nimmt die Membran 17 alle horizontalen Kräfte ohne Verschiebung der Taumelscheibe 12 auf. Die Taumelscheibe 12 kann jedoch um ihren Mittelpunkt wie um ein Kugelgelenk um kleine Winkelbeträge kippen, weil der Draht 13 und die Membran 17 biegeelastisch sind, während Drehbewegungen und Verschiebungen der Taumelscheibe 12 durch die Zugfestigkeit des Drahtes 13 und die der Membran 17 ausgeschlossen sind. Die Membran muß nicht eine geschlossen^ Form habei.. Sie kann beliebig ausgebildet sein. In F i g. 2 ist sie z. B., um ihre Elastizität noch zu vergrößern, in Form eines Winkels ao ausgebildet. Sie kann sogar als einfache Blattfeder ausgebildet sein, ohne ihre Wirkung als Führung der Taumelscheibe 12 zu verlieren.

Die Kräfte, die von den Faltenbälgen 11a bis Ut/ auf die Taumelscheibe 12 übertragen werden, werden von zwei Federn 22, die auf Druck und Zug beansprucht werden können, aufgenommen. Die Federn 22 stellen die Meßfedern dar. die bei Wirkung der Balgkräfte den Kippwinkel der Taumelscheibe 12 und damit die relative Bewegung /wischen einer Strahl- oder Reglerdüse 19 und einer Prallplatte 18 bestimmen. Sie sind mit der Grundplatte 10 durch eine Verschraubung 29 und mit der Taumelscheibe 12 durch eine Verschraubung 30 fest verbunden.

Zwecks Justierung der Meßfedern 22 ist diesen ge genüber zusätzlich je eine besondere Justierfeder 25' vorgesehen. Jede justierfeder stützt sich gegen eine Mutter 26 ab, die durch Verdrehen einer Spindel 27 verstellt werden kann. Dadurch wird die Länge der Justierfeder 25' und damit ihre Kraftwirkung auf die Taumelscheibe 12 verändert. Die Mutter 26 ist gegen Drehung durch Anliegen an eine Wand 28 der Grundplatte 10 gesichert.

F i g. 4 zeigt die Anordnung zur Justierung der Hebelarme für die Kraftwirkung der Faltenbälge. Die FaI-tenbälge haben an der oberen Seite, mit der sie mit der Taumelscheibe 12 verbunden sind, einen Zapfen 35 mit Innengewinde, der sich in einem Schlitz 36, der sich in der Taumelscheibe 12 befindet, verschieben kann. Dieser Schlitz hat, z. B. für den Faltenbalg 11a tangentiale Richtung, jedoch für den Faltenbalg 11b, der dem Balg 11a gegenüberliegt, radiale Richtung. Durch diese Anordnung kann man die Angriffspunkte der Balgkräfte in einfacher Weise so verschieben, daß die Hebelarme der gegenüberliegenden Bälge genau gleich sind und ihre Wirkungslinie genau durch den Abstützpunkt in der Mine der Taumelscheibe 12 geht. Nach Justierung werden die Bälge durch Anziehen von Schrauben 37 festgehalten. Zur besseren Darstsllung der Schlitze 36 sind die Schrauben 37 bei den Bälgen lic und Wd in der F i g. 4 fortgelassen. Die Befestigung der Faltenbälge an der Grundplatte 10 und ihre Justierung geschieht in ähnlicher Weise wie für die Taumelscheibe 12 beschrieben durch Verschieben in analog angeordneten Schlitzen.

Am Umfang der Taumelscheibe 12 zwischen dem Balg 11 a und dem Balg 11 d ist ein erhöhter Rand 18 als Prallplatte angebracht. Die Reglerdüse 19 wird durch einen Hebel 20 konzentrisch um die Hauptachse der Einrichtung geführt. Die Luftzuführung 31 zur Düse 19 ist leicht beweglich angeordnet. Der Hebel 20 ist am Ende als Zeiger ausgebildet, der an einer Skala 21 entlang führt. An der Skala kann der Proportionalbereich des Reglers abgelesen werden.

Bei der folgenden Beschreibung der Wirkungsweise der Balgwaage wird angenommen, daß der Balg 11a mit dem Istwert und der Balg 11b mit dem Sollwert verbunden ist. Der Balg lic ist der Rückführbalg und der Balg 11 d der Nachstellbalg. Steigt z. B. der Istwert über den Sollwert, so kippt die Taumelscheibe 12 um die Achse, die von den Bälgen lic und Ud gebildet wird. Dadurch nähen sich die Prallplatte 18 der Düse 19 und es bildet sich ein höherer Stelldruck aus. Dieser beeinflußt das Regelventil im Sinne des Ausgleichs der Störung. Gleichzeitig wird der höhere Stelldruck in den Rückführbalg Hc geleilet. Dadurch wird die Taumelscheibe 12 um die Achse, die von den Bälgen Ha und lib gebildet wird, gekippt und die Prallplatte wieder von der Düse 19 entfernt. Inzwischen hat das Regelventil die Störung ausgeregelt und der höhere Stelldruck ist vom Rückführbalg lic auch in den Nachstellbalg Wdgelangt. Dadurch ist die Balgwaage wieder im Gleichgewicht, nur mit etwas höhcrem Druck im Regelventil (Stelldruck), im Rückführ- und im Nachstellbalg.

Befindet sich der Hebel 20 mit der Reglerdüse 19 in der Mitte /wischen den Bälgen 11a und l\d. so haben die Impulskräfte, d. h. die Kräfte, die im Istbalg 11 a und im Sollbalg 11b wirken, bezogen auf die Düse 19, denselben Hebelarm wie die Steuerkräfte, die im Rückl'iihrbalg lic und im Nachstellbalg Wd wirken. Die Verstärkung ist ! : 1 oder der Proportionalbereich 100%. Wird der Hebel 20 im Uhrzeigersinn verstellt, so vergrößert sich der Hebelarm der Impulskräfte, während sich der Hebelarm der Steuerkräfte verkleinert. Dadurch ist die Verstärkung größer als eins, der Proportionalbereich kleiner als 100%. Umgekehrt verhält es sich, wenn der Hebel 20 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verstellt wird; dann vergrößert sich der Proportionalbereich.

Die Umstellung der Balgwaage auf umgekehrte Regelung kann durch gegenseitiges Vertauschen des Istwert- und des Sollwert-Balges erfolgen. Wenn man aber die Prallplatte J8 am Umfang der Taumelscheibe 12 bis auf 180° verlängert, kann die Umstellung auch durch Schwenken des Hebels 20 mit der Düse 19 erfolgen. Dann wandert die Düse 19 z. B. über die Achse, die vom Rückführ- und Nachstellbalg gebildet wird, hinaus und die Wirkung der Kräfte vom Istwertbalg und Sollwertbalg auf die relative Bewegung zwischen Düse und Prallplatte ist umgekehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Pneumatischer Regler mit einer von druckbeaufschlagbaren Fahenbälgen abgestützten Taumelscheibe für ein Stahldüsen-Prallplattensystem, d a durch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (12) mittels eines allseitig biegeweichen Zugankers gelagert ist.

2. Pneumatischer Regler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Zugankerlagerung von zwei in der Mittelzone der Taumelscheibe (12) angreifenden Biegegliedern (17 und 13) gebildet ist, von denen das eine (17) aus mindestens einer Blattfeder, einer Membran od. dgl. besteht, deren Randzoiie ortsfest eingespannt ist, während das andere (13) aus einem biegsamen Stab, einem Draht od. dgl. besteht, dessen Ende ebenfalls ortsfest verankert ist.

3. Pneumatischer Regler nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeglieder (17 und 13) zwischen der Taumelscheibe (12) und einer Grundplatte (10) angeordnet und von den an der Umfangszone der Taumelscheibe (12) angreifenden Faltenbälgen (Ha, Ufa, lic, HoO und die Balgkräfte aufnehmenden Meßfedern (22) umgeben sind.

4. Pneumatischer Regler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der ideelle Drehpunkt des stab- oder drahtförimigen Biegegliedes (13) im wesentlichen in der Ebene des membran- oder blattfederförmigen Biegegliedes (17) liegt.

5. Pneumatischer Regler nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das stab- oder drahtförmige Biegeglied (13) durch eine zentrale Durchbrechung oder Aussparung des membran- oder blattfederförmigen Biegegliedes (17) hindurchgeführt ist.

6. Pneumatischer Regler nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das membran- oder blattfederförmige Biegeglied (17) mittels Stehbolzen (25) od. dgl. in einem Abstand von der Grundplatte (10) befestigt ist.

7. Pneumatischer Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur lustierung der Meßfedern (22) diesen gegenüber besondere, einstellbare lustierfedern (25') vorgesehen sind.

8. Pneumatischer Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspunkte der Faltenbälge (11a bis lld) in bezug auf den Abstützpunkt der Taumelscheibe (12) an letzterer und an der Grundplatte (10) um kleine Werte verschiebbar sind.

9. Pneumatischer Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenbälge, welche einander gegenüberliegen, in radialer bzw. in tangentialer Richtung verschiebbar sind.

10. Pneumatischer Regler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenbälge (Ua bis lic/) an der Taumelscheibe (12) und an der Grundplatte (10) in Schlitzen (36) verschiebbar und in ihren Justierstellungen mittels Schrauben (37) feststellbar sind.