DE19740637A1 - Durchflußregler - Google Patents
DurchflußreglerInfo
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
- G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
- G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
- G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchflußregler für strömende Flüssigkeiten
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Um das Volumen von strömenden Flüssigkeiten zu messen, und auf einen definierten
Wert einzustellen, sind bis jetzt physikalisch voneinander getrennte Einrichtungen in
Form von Zahnradmeßzellen, Turbinenmeßzellen, elektromagnetischen Geräten
und Stellgliedern sowie Ventile in unterschiedlichen Ausführungen erforderlich.
Nachteilig an der Kombination dieser voneinander getrennten Einrichtungen ist die
Größe der daraus resultierenden Regelstrecke. Hierdurch wird der Einbau dieser Vor
richtungen in Einrichtungen kleiner Bauart wie beispielsweise Lacksprühpistolen sehr
stark eingeschränkt.
Aus der DE 37 13 542 C2 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung des Volumendurch
flusses dV/dt bekannt. Hierbei wird das Durchflußvolumen in einem Ventilkörper aus
dem gemessenen Differenzdruck und der Größe der differenzdruckerzeugenden Öff
nung am Ventilsitz ermittelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußregler aufzuzeigen, mit
dem das Volumen einer strömenden Flüssigkeit gemessen und gleichzeitig auf einen
vorgebbaren Wert eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ein Ventil und eine Regeleinrichtung zu
einer Baueinheit zusammengefaßt. Der Volumendurchfluß einer strömenden Flüssig
keit wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung so eingestellt, daß zunächst der au
genblickliche Volumendurchfluß der Flüssigkeit aus den Meßsignalen berechnet wird.
Bei Abweichungen von einem in der Regeleinrichtung gespeicherten Sollwert wird die
Öffnungsweite des Ventils so verändert, daß sich der gewünschte Volumendurchfluß
einstellt. Der erfindungsgemäße Durchflußregler ist mit zwei, die Temperatur kom
pensierenden Drucksensoren ausgerüstet. Mit diesen kann die Druckdifferenz zwi
schen dem Einlaß und dem Auslaß des Ventils sowie die Temperatur im Ventil ermit
telt werden. Die Temperatur im Ventil kann auch mit Hilfe eines zusätzlichen Ther
moelements ermittelt werden. Die Öffnungsweite des Ventils wird mit einer Ventil
nadel eingestellt, die mit Hilfe eines elektrischen Antriebs in Form eines Schrittmotors
bewegt wird. In der Regeleinrichtung werden die Meßsignale der Drucksensoren er
faßt und gespeichert. Die Regeleinrichtung errechnet daraus den augenblicklichen
Volumendurchfluß und vergleicht ihn mit einem Sollwert, der für diese Flüssigkeit in
der Regeleinrichtung gespeichert ist. Bei Abweichungen gibt die Regeleinrichtung
eine Signal an den Antrieb, der dann die Ventilnadel so bewegt, daß die Öffnungswei
te des Ventils entsprechend eingestellt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist
besonders zur Einstellung der erforderlichen Lackmengen beim robotergestützten
Lackieren von Bauelementen jeglicher Art und Form eignet.
Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer schematischen Zeichnung näher erläu
tert.
Die einzige zur Beschreibung gehörige Figur zeigt einen Durchflußregler 1 mit einem
Ventil 2, einem elektrischen Antrieb 3 und einer elektronischen Reglereinrichtung 4.
Das Ventil 2 ist aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff vorzugsweise aus Edel
stahl gefertigt. Es weist wenigstens einen Einlaßkanal 2A und einen Auslaßkanal 2B
für eine strömende Flüssigkeit 100 auf. Ferner ist das Ventil 2 mit Öffnungen 5 und 6
versehen. An jede Öffnung 5, 6 wird ein Drucksensor 7, 8 angeschlossen, in den ein
Thermoelement (hier nicht dargestellt) integriert ist. Anstelle der beiden Drucksenso
ren 7 und 8 können in den Öffnungen 5 und 6 auch die Schenkel eines Differenz
drucksensors (hier nicht dargestellt) angeordnet werden. Die Öffnungsweite des
Ventilkanals 9, der durch das Ventil 2 geführt und an den Einlaufkanal 2A und den
Auslaufkanal 2B angeschlossen ist, kann mit einer senkrecht zur Längsachse des
Kanals 9 angeordneten Ventilnadel 10 eingestellt werden. Das Ende der Ventilnadel
10, das von dem Kanal 9 wegweist und nach oben gerichtet ist, ist mit einer Spindel
11 verbunden. Diese ist in einem Ventilsitz 2S beweglich gehaltert. Der Ventilsitz 2S
ist senkrecht zur Längsachse des Kanals 9 angeordnet. Die Spindel 11 steht mit dem
elektrischen Abtrieb 3 in Verbindung, der bei dem hier dargestellten Ausführungsbei
spiel als Schrittmotor ausgebildet ist. Mit Hilfe der Spindel 11 und der daran befestig
ten Ventilnadel kann die Öffnung des Ventils 2 bzw. der Querschnitt des Kanals 9 auf
jeden definierten Wert eingestellt werden. Die Weite der Öffnung kann zudem konti
nuierlich überprüft werden. Beim Ermitteln der Öffnungsweite wird beispielsweise von
einer Referenzstellung ausgegangen, bei der das Ventil 2 vollständig geschlossen ist.
Aus der Anzahl der Motorschritte kann jede Position der Ventilnadel 10 ermittelt und
damit die augenblickliche Weite der Öffnung genau bestimmt werden. Die Weite der
Öffnung ist damit zu dem Hub der Spindel 11 direkt proportional. Das Ventil 2 weist
zusätzlich Spülkanäle 15 auf, die ein schnelles Spülen der Bauelemente innerhalb
des Ventils 2 ermöglichen, die in einem direkten Kontakt mit der jeweiligen Flüssigkeit
(hier nicht dargestellt) stehen. Die Spülflüssigkeit (hier nicht dargestellt) wird über ei
nen Einlaßkanal 16 in das Ventil 2 eingeleitet. Der Einlaßkanal 16 ist an die Spülka
näle 15 angeschlossen. Ein Auslaßkanal (hier nicht dargestellt) für die Spülflüssigkeit
ist ebenfalls vorgesehen.
Die Berechnung des momentanen Volumendurchflusses erfolgt in der elektronischen
Reglereinrichtung 4, die beispielsweise als Mikroprozessor ausgebildet ist. Die Reg
lereinrichtung 4 steht über Signalleitungen 17 mit dem elektrischen Antrieb 3 und den
Drucksensoren 6 und 7 in Verbindung. In der Reglereinrichtung 4 sind die Sollwerte
der Volumendurchflüsse für alle Flüssigkeiten gespeichert, die durch den Durchfluß
regler 1 geleitet werden sollen. Die Reglereinrichtung 4 berechnet die Druckdifferenz
pe-pa aus den beiden Meßsignalen pe, pa, die den Druck im Ventil 2 beim Eintritt und
beim Austritt einer jeden Flüssigkeit wiedergeben. Diese Meßsignale pe, pa enthalten
ferner Informationen über die Temperatur T im Inneren des Ventils 2. Zu diesem
Zweck sind in die beiden Drucksensoren 7 und 8 Thermoelemente (hier nicht darge
stellt) integriert. Der Durchflußbeiwert D wird für jede Flüssigkeit, die durch den
Durchflußregler 1 geleitet werden soll, durch Kalibrierung bestimmt und in der Reg
lereinrichtung 4 gespeichert.
Die Temperaturabhängigkeit des Durchflußbeiwerts D ist auf die Temperaturabhän
gigkeit der Viskosität der jeweiligen Flüssigkeit zurückzuführen, die durch den Durch
flußregler 1 geleitet wird. Die Öffnungsweite des Ventils 2 ist wie bereits oben er
wähnt zur Position der Spindel 11 und damit zur Stellung des Schrittmotors 3 direkt
proportional.
Mit Hilfe der Gleichung:
ermittelt die Reglereinrichtung 4 den Istwert des Volumendurchflusses. ρ ist die tempe
raturabhängige Dichte der jeweiligen Flüssigkeit, welche durch den Durchflußregler 1
geleitet wird. Der Volumendurchfluß, welcher von der Reglereinrichtung 4 berechnet
wird, wird mit dem gespeicherten Sollwert des Volumendurchflusses für die zugehöri
ge Flüssigkeit verglichen. Bei Abweichungen wird die Öffnungsweite des Ventils 2 ver
ändert. Hierzu wird von der Reglereinrichtung 4 ein Steuersignal an den elektrischen
Antrieb 3 gegeben, der daraufhin die Ventilnadel 10 nach oben oder unten bewegt.
Claims (5)
1. Durchflußregler für strömende Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Ventil (2) und eine elektronische Reglereinrichtung (4) zu einer Bau
einheit zusammengefaßt sind.
2. Durchflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öff
nungsweite des Ventils (2), die Druckdifferenz zwischen dem Einlaßkanal (2A) und
dem Auslaß (2B) des Ventils (2) sowie die Temperatur T in dem Ventil (2) mit der Re
geleinrichtung (4) erfaßbar, speicherbar und/oder einstellbar ist, und daß die Regel
einrichtung (4) als Mikroprozessor ausgebildet ist
3. Durchflußregler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Öffnungsweite des Ventils (2) mit einer Ventilnadel (10) einstellbar ist,
die über eine Spindel (11) an einen elektrischen Antrieb (3) angeschlossen ist, der
über Signalleitungen (17) mit der Regeleinrichtung (4) in Verbindung steht.
4. Durchflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß an das Ventil (2) Drucksensoren (6, 7) mit integrierten Thermoelementen
angeschlossen sind, und daß die Drucksensoren (6, 7) über Signalleitungen (17) an
die Regeleinrichtung (4) angeschlossen sind.
5. Durchflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Antrieb (3) zur Einstellung der Öffnungsweite des Ventils (2) von der
Regeleinrichtung (4) über eine Signalleitung (17) ansteuerbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997140637 DE19740637A1 (de) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | Durchflußregler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997140637 DE19740637A1 (de) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | Durchflußregler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19740637A1 true DE19740637A1 (de) | 1999-04-01 |
Family
ID=7842478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997140637 Withdrawn DE19740637A1 (de) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | Durchflußregler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19740637A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8444833B2 (en) | 2006-06-16 | 2013-05-21 | Uhde Gmbh | Device for electrochemical water preparation |
DE102022104513B3 (de) | 2022-02-25 | 2023-06-29 | Oventrop Gmbh & Co. Kg | Armatur zum Erfassen und Beeinflussen des Volumenstromes |
Citations (5)
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DE3432494A1 (de) * | 1984-09-04 | 1986-03-13 | Bürkert GmbH, 7118 Ingelfingen | Regelungs- und/oder steueranordnung zur regelung bzw. steuerung des durchsatzes von gas- oder fluessigkeitsstroemen in rohrleitungen |
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DE4340933A1 (de) * | 1993-12-01 | 1995-06-08 | Grohe Armaturen Friedrich | Wasserarmaturensteuerung |
-
1997
- 1997-09-16 DE DE1997140637 patent/DE19740637A1/de not_active Withdrawn
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8130 | Withdrawal |