DE2749786A1

DE2749786A1 - Pneumatischer regler

Info

Publication number: DE2749786A1
Application number: DE19772749786
Authority: DE
Inventors: Takeshi Yoshida
Original assignee: Hokushin Electric Works Ltd
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1976-11-08
Filing date: 1977-11-07
Publication date: 1978-05-11
Also published as: US4153068A; BR7707457A; GB1535649A; FR2370309B1; FR2370309A1; JPS5359190A; JPS5728121B2; DE2749786C2

Description

HOKDSHIN EUBCTRK WORKS« LTD. 30-1 Shimomanko 3-chome, Ohta-kn, Tokyo / JAPAN

Pneumatischer Regler

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Regler, welcher einen Teil eines Regelsystems für einen Arbeitsablaiif bildet und insbesondere einen pneumatischen Regler, mit welchem der Obergang von manuellem Betrieb zu automatischem Betrieb in einer " gleichgewichtsfreien" und "stoßfreien·· Art und Weise geschieht.

Ein pneumatischer Regler bildet eine Komponente in einer Regelschleife für einen Arbeitsablauf (Proseeregelschleife), welche Störungen unterliegt. Der pneumatische Regler arbeitet in Verbindung mit anderen Einrichtungen, um den Arbeitsablauf bei einem bestimmten Wert variabel zn halten. Hierzu empfangt der Regler in Form von pneumatischen Signalen sowohl eine Stellgröße als auch Prozeßvariable. Der Regler betätigt dann ein Endelement, welches direkt oder indirekt die ProzeBvariable bzw. die Änderung im Arbeitsablauf reguliert.

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In herkömmlicher Weise arbeiten pneumatische Regler automatisch und halten eine Arbeitsablaufbedingung bei einem gewünschten Richtwert aufrecht. In manchen Fällen ist es jedoch notwendig, den pneumatischen Regler vom automatischen Betrieb in den nichtautomatischen oder manuellen Betrieb umzuschalten. Dies kann dann auftreten, wenn die Bedingung für einen Arbeitsablauf mit HiUe eines manuell einstellbaren Signals gesteuert werden soll.

Herkömmliche pneumatische Regler in Prozeßregelsystemen können vom manuellen Betrieb in den automatischen Betrieb oder umgekehrt in gleichgewichtsfreier und stoßfreier Art und Weise umgeschaltet werden. Ein pneumatischer Regler kann jedoch vom manuellen Betrieb in den automatischen Betrieb nicht immer ohne bestimmte Bedingungen umgeschaltet werden. Eine stoßfreie Umschaltung kann nur dann erzielt werden, wenn eine Eingangsabweichung des Proportionalbereichs und ein manueller Eingang unmittelbar vor der Umschaltung bzw. dem Übergang bestimmten Bedingungen genügen. Ob während des Übergangs vom manuellen Betrieb auf den automatischen Betrieb Stöße erzeugt werden oder nicht, hängt von den obengenannten drei Parametern ab. Die Bedienungspersonen werden daher während der Umschaltzeit stark in Anspruch genommen.

Bei herkömmlichen pneumatischen Reglern kann ein Übergang vom automatischen Betrieb in den manuellen Betrieb relativ einfach in stoßfreier Art und Weise durchgeführt werden. Jedoch bereitet es Schwierigkeiten vom manuellen Betrieb auf den automatischen Betrieb überzugehen. Dies kann nur dann bei den bekannten Reglern erzielt werden, wenn die Abweichung gering ist und der Proportionalbereich einen hohen Prozentwert aufweist. Beispielsweise werden für den Fall eines Proportionalbereichs von 50 % und eines manuellen Ausgangs von 40 % Stöße erzeugt bei einer Abweichung von größer als 30%.

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Die Stöße während des Übergangs vom manuellen in den automatischen Betrieb werden durch die Sättigung des Ausgangs des !Comparators erzeugt. Dieser Komparator vergleicht den manuellen Ausgang mit dem automatischen Ausgang und beeinfluß den automatischen Ausgang so, daß er dem manuellen Ausgang folgt.

Bekannte pneumatische Regler vom Kraftgleichgewichtstyp (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 33 095 von 1974) enthalten jeweils eine Anderungseinrichtung für den Proportionalbereich, eine Proportionier- und Integriereinheit sowie einen Komparator, um den Übergang vom manuellen in den automatischen Betrieb in gleichgewichtsfreier und stoßfreier Art und Weise durchzuführen. Die Kraft, welche von der Anderungseinrichtung für den Proportionalbereich auf die Proportionier- und Integriereinheit übertragen werden kann, ist auf einen bestimmten Bereich begrenzt, um zu verhindern, daß die Kraft eines Waagebalkens in der Proportionier- und Integriereinrichtung aus dem Gleichgewicht kommt aufgrund der Sättigung des Vergleichsausgangs des Komparators beim manuellen Betrieb.

Derartige pneumatische Regler benötigen daher Bälge und andere zusätzliche mechanische Einrichtungen, um einen Übergang vom manuellen auf den automatischen Betrieb gleichgewichtsfrei und stoßfrei durchführen zu können. Hieraus ergibt sich eine aufwendige Konstruktion des Reglers.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen pneumatischen Regler zu zeigen, der sowohl manuell als auch automatisch betrieben werden kann und bei welchem der Übergang vom einen Betrieb in den anderen gleichgewichtsfrei und stoßfrei durchgeführt werden kann.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf den Patentanspruch 1 verwiesen. Vorteilhafte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die Erfindung wird somit ein pneumatischer Regler geschaffen, der eine Änderungseinrichtung für den Proportionalbereich, eine Proportionier- und Integriereinrichtung, einen Komparator sowie Übertragungsmittel für den Übergang vom manuellen auf den automatischen Betrieb aufweist. Die Änderungseinrichtung für den Proportionalbereich ist mit der Proportionier- und Integriereinrichtung in der Weise verbunden, daß ein Änderungsmechanismus für den Proportionalbereich entsteht, der Eingänge in der Weise begrenzt, daß eine Sättigung des Ausgangs des Komparators verhindert wird. Auf diese Weise gewinnt man einen pneumatischen Regler, bei dem der Übergang zwischen dem manuellen Betrieb und dem automatischen Betrieb gleichgewichtsfrei und stoßfrei möglich ist.

Als vorteilhaft erweist es sich noch, daß durch die Begrenzung des Eingangs eine Sättigung des Komparator aus gangs verhindert wird, so daß ein Übergang vom manuellen Betrieb auf den automatischen Betrieb stoßfrei und ohne Voreinstellung besonderer Bedingungen durchgeführt werden kann. Ferner gewinnt man einen pneumatischen Regler mit einfacher Konstruktion und einem stoßfreien Übertragungsmechanismus vom manuellen auf den automatischen Betrieb. Außerdem arbeitet der pneumatische Regler mit hoher Genauigkeit. Die Anzahl der mechanischen Teile, welche aneinander reiben, sind auf ein Minimum reduziert.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Blockschaltbild eines herkömmlichen pneumatischen

Reglers mit einem Übertragungsmechanismus vom manuellen auf den automatischen Betrieb;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit gleichgewichtsfreiem und stoßfreiem Übertragungsmechanismus von mechanischem auf automatischen Betrieb;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Änderungseinrichtung für den Proportionalbereich bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Änderungsmechanismus für den Proportionalbereich in der Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Abhängigkeit zwischen einem Rückkopplungsglied und einer Lasche im Änderungsmechanismus für den Proportionalbereich in der Fig. 3 und

Fig. 6 eine modifizierte Ausführungsform des Rückkopplungsgliedes.

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des aus der offengelegten japanischen Patentanmeldung 33 095 bekannten pneumatischen Reglers, der ebenfalls einen Umschaltmechanismus vom manuellen Betrieb auf den automatischen Betrieb aufweist.

Im Block I ist eine Änderungseinrichtung für den Proportionalbereich untergebracht. Die Änderungseinrichtung I für den Proportio-

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nalbereich besitzt Eingänge 11 und 12 für einen Druckstellwert P_g und einen Druckmeßwert P... Diese Druckwerte werden an einen Stellwertbalg 13 und einen Meßwertbalg 14 weitergeleitet. Diese beiden Bälge sind an entgegengesetzen Seiten an einem Ende eines Waagebalkens 15 angeordnet. Von einem Stützpunkt 16 des Waagebalkens 15 besitzen die Bälge einen Abstand a. Der Waagebalken ist schwenkbar um den Stützpunkt 16 angeordnet. Am anderen Arm des Waagebalkens befindet sich ein erster Proportionalbereichsbalg sowie eine Feder 35. Auch diese sind an entgegengesetzten Seiten des Waagebalkens 15 angeordnet und besitzen einen Abstand b vom verschiebbaren Stützpunkt 16. Ferner ist eine Düse 19 am Ende dieses Arms des Waagebalkens 15 vorgesehen, wobei der Waagebalken als Prallplatte wirkt. Von einer Luftzufuhreinrichtung 20 wird durch eine Drossel 21 die Düse 19 mit einem Luftdruck P_Q beaufschlagt. Ein Gegendruck P , der Düse 19 wirkt auf den ersten Proportionalbereichsbalg 18.

Im Block Π ist eine Proportionier- und Integriereinrichtung Π untergebracht. Ein Eingangsbalg 36 und eine Feder 37 sind an entgegengesetzten Seiten am einen Ende eines Waagebalkens 38 mit einem Abstand c vom Stützpunkt 39 des Waagebalkens 38 angeordnet. Der Waagebalken ist um den Stützpunkt schwenkbar. Am anderen Arm des Waagebalkens ist ein Integrierbalg 17 und ein zweiter Proportionalbereichsbalg 41 an entgegengesetzten Seiten des Waagebalkens angeordnet. Eine Düse 40 bildet mit dem Waagebalken ein Prallplatte-Düsensystem. Die Düse 40 befindet sich am Ende des letzterwähnten Arms des Waagebalkens 38. Die Düse 40 ist mit einem Luftdruck P_Q aus der Luftzufuhreinrichtung 20 über eine Drossel 42 beaufschlagt. Ein Gegendruck P „ der Düse 40 wirkt auf den zweiten Proportionalbereichsbalg 41 sowie auf einen Eingang eines Luftsteuerrelais 22, welches durch den Luftdruck P_Q betätigt

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wird. Der Eingangsbalg 36 ist mit dem Gegendruck P- der Düse 19 in der Änderungseinrichtung I für den Proportionalbereich beaufschlagt. Der Integrierbalg 17 ist an einen Kontakt M eines Schalters 31 für den manuellen Betrieb sowie an einen Kontakt A eines Schalters 32 für den automatischen Betrieb über eine integrierende Kapazität 34 und eine Integrierdrossel 33 angeschlossen.

Im Block m in der Fig. 1 ist ein Komparator untergebracht. Der Komparator ΙΠ besitzt eine Prallplatte 27, welche um einen Stützpunkt 26, der am einen Ende der Prallplatte liegt, schwenkbar ist. Ein Balg 24* ist mit einem automatischen Ausgangsdruck P , welcher vom Luftsteuerrelais 22 kommt, beaufschlagt. Ein Balg 25 ist mit einem manuellen Ausgangsdruck P von einer Zufuhreinrichtung 23 beaufschlagt. Diese Bälge sind zu beiden Seiten der Prallplatte und einander entgegengerichtet angeordnet. Eine Düse 28 ist am freien Ende der Prallplatte vorgesehen. Die Düse 28 ist mit dem Luftdruck P_Q aus der Zuführungseinrichtung 20 über eine Drossel 29 beaufschlagt. Ein Schalter 30 dient als Umschalter beim Übergang von automatischen auf den manuellen Betrieb. Dieser Schalter ist mit den anderen Schaltern 31 und 32 gekoppelt. Ein Kontakt A für den automatischen Betrieb am Schalter 30 ist mit dem Ausgangsdruck P_a für den automatischen Betrieb, welcher vom Luftsteuerrelais 22 geliefert wird, beaufschlagt. Ein Kontakt M für den manuellen Betrieb ist mit dem Ausgangsdruck P für den manuellen Betrieb, welcher von der Zufuhreinrichtung 23 kommt, beaufschlagt. Der bewegliche Kontakt ist mit einem Ausgangsanschluß 24 des pneumatischen Reglers verbunden. Der Anschluß A des Schalters 31 für den automatischen Betrieb ist nicht angeschlossen. Der bewegliche Kontakt des Schalters ist mit dem Gegendruck der Düse 28, d. h. mit dem Vergleichsausgang des Komparators m beaufschlagt. Der Anschluß bzw. Kontakt M des Schalters 32 für den manuellen Betrieb ist an den beweglichen Kontakt angeschlossen, welcher mit dem Gegendruck der Düse 40 beaufschlagt ist.

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Der pneumatische Regler besitzt einen UmHchnltinc'chuniHmuH vom manuellen auf den automatischen Betrieb, welcher gleichgewichtsfrei und stoßfrei arbeitet. Dieser besitzt die Bälge 18 und 36, die Düse 19, die Drossel 21, die Federn 35 und 37. Der gleichgewichtsfreie und stoßfreie Übergang vom manuellen Betrieb auf den automatischen Betrieb wird erschwert durch die Sättigung des Vergleicherausgangs P.' des Komparators ΠΙ während des manuellen Betriebs. Hieraus ergibt sich ein Verlust des Kräftegleichgewichts am Waagebalken 38 und infolgedessen wird die Bedingung P =P nicht erfüllt. Der Übertragungsmechanismus

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dient zur Begrenzung der Kraft, welche auf die Proportionier- und Integriereinrichtung II von der Änderungseinrichtung I für den Proportionalbereich übertragen wird. Diese übertragene Kraft wird auf einen bestimmten Bereich begrenzt. Die Begrenzung der auf die Proportionier- und Integriereinrichtung Π Übertragene Kraft erfolgt durch Sättigung des Gegendrucks der Düse 19.

Dieser Kraftbereich bleibt konstant und ist unabhängig von Änderungen

bzw. Schwankungen des Stellwertdrucks P und des Druckmeßwerts P ^& s ν

Außerdem ist dieser Kraftbereich unabhängig vom Proportionalbereich b/a χ 100 %. Bei diesem pneumatischen Regler werden die Abstände c und d am Waagebalken 38 so gewählt, daß die Kräfte am Waagebalken innerhalb eines Bereichs ausgeglichen sind, ohne daß der Vergleicher ausgang P. ohne Rücksicht auf Schwankungen des Druckstellwerts P des Druckmeßwerts P des Proportionalbereichs b/a χ 100 % und des Ausgangsdrucks P im manuellen Betrieb gesättigt wird.

Der bekannte pneumatische Regler benötigt, um einen gleichgewichtsfreien und stoßfreien Übergang vom manuellen Betrieb auf den automatischen Betrieb zu ermöglichen, die Bälge 18 und 36, die Düse 19, die Drossel sowie die Federn 35 und 37. Insofern ist der Übertragungsmechanismus relativ aufwendig aufgebaut.

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Wie schon erwähnt, ermöglicht die Erfindung einen verbesserten pneumatischen Regler, der einen Übertragungsmechanismus vom manuellen auf den automatischen Betrieb ohne Gleichgewicht und Stöße ermöglicht und welcher einen einfachen Aufbau besitzt.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des pneumatischen Regiere nach der Erfindung. Dieser besitzt einen Übergangsmechanismus vom manuellen auf den automatischen Betrieb, welcher im nicht ausgeglichenen Zustand stoßfrei arbeitet. In der Fig. 2 sind gleichwirkende Bauteile mit den gleichen Bezugs zeichen versehen wie in der Fig. 1. Im Block 100 ist eine Änderungseinrichtung für den Proportionalbereich untergebracht. In diesem Mechanismus sind funktionsmäßig die Änderungseinrichtung I für den Proportionalbereich und die Proportionier- und Integriereinrichtung Π des bekannten pneumatischen Reglers in der Fig. 1 untergebracht bzw. integriert.

Der Änderungsmechanismus 100 für den Proportionalbereich besitzt beim Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Eingangsbalken 101, dessen eines Ende mit der Wand des Gehäuses 102 über ein biegbares Element 103 verbunden ist. Das andere Ende des Eingangsbalkens 101 ist über ein weiteres biegbares Element 104 mit dem einen Ende eines Eingangs-Verbindungsstücks 105 verbunden. Der Eingangebalken 101 ist mit einem Druckstellwert P₈ und einem Druckmeßwert P beaufschlagt. Diese werden von dem Stellwertbalg 13 und dem Meßwertbalg 14, welche zu beiden Seiten des Eingangsbalkens 101 angeordnet sind, geliefert.

Ein Proportionalbereichänderungshebel 110 besitzt zwei äußere Schenkel 111 und 112. Diese sind über biegbare Elemente 115 und 116 mit Halterungen 113, 114 verbunden, so daß sie um die Halterungen im wesentlichen reibungslos innerhalb eines begrenzten Bereiches verschwenkt werden können. Die entgegengesetzt liegenden Enden der bei-

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den Schenkel 111 und 112 sind fest mit einem Kopfstück 117 verbunden, so daß ein U-förmiges einstückiges Joch entsteht.

Die einen Enden von zwei schwenkbaren Armen 118 und 119 sind über biegbare Elemente 120 und 121 mit dem Kopfstück 117 verbunden. Die anderen Enden der schwenkbaren Arme sind über biegbare Elemente 122 und 123 mit einer Endplatte 124 verbunden. Außerdem ist mit der Endplatte 124 das andere Ende des Eingangsverbindungsstücks 105 fest verbunden.

Ein Rückkopplungsglied 125 mit im wesentlichen L-förmiger Gestalt ist zwischen den beiden schwenkbaren Armen 118 und 119 angeordnet. Das Ende des langen Arms des Rückkopplungsgliedes 125 ist mit dem Ende der Endplatte 124 über ein biegbares Element 126 verbunden. Das äußere Ende des kurzen Arms 127 des L-förmigen Rückkopplungsgliedes 125 ist mit einem kurzen Arm 129 einer L-förmigen Prallplatte 128 verbunden. Diese Prallplatte besteht aus elastischem Material mit einer bestimmten Federkonstanten, so daß ein Spalt zwischen den kurzen Armen 127 und 129 entsteht. Das andere Ende der Prallplatte 128 ist als freies Ende ausgebildet und befindet sich gegenüber einer Düse 40.

Die Federkonstante der Prallplatte 128 ist so gewählt, daß die Verlagerung des freien Endes, welches gegenüber der Düse angeordnet ist, etwa 0,2 mm bei 100 %iger Änderung (Spannweite der Änderung des pneu mat i-

2 sehen Signals 0,3 kg f/cm ) des Integrierbalges 17 beträgt.

Das andere Ende der Prallplatte 128 ist mit einem Ende eines Rückkopplungsbalkens 132 über ein biegbares Element 131 verbunden. Das andere Ende des Rückkopplungsbalkens ist über ein biegbares Element 133 mit der Gehäusewand 102 verbunden. Der Rückkopplungsbalken 132 ist beaufschlagt durch die Kräfte F_F„, welche von dem Integrierbalg 17 und

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einem Proportionierbalg 41 herrühren. Diese Bälge sind einander entgegengesetzt gerichtet zu beiden Seiten des Rückkopplungsbalges angeordnet.

Die Endplatte 124 ist zwischen zwei Anschlägen 134 und 135, welche zu beiden Seiten der Endplatte vorgesehen sind, angeordnet. Die Anschläge dienen zur Begrenzung der Auslenkung der Enden der schwenkbaren Arme 118 und 119 auf einen bestimmten Bereich. Diese Auslenkung wird hervorgerufen durch ein Ablenkeingangssignal, welches an das Eingangsverbindungsstück 105 gelegt ist.

Eine nähere Beschreibung des Luftkreis laufe ,der an den Integrierbalg und den Proportionierbalg 41 sowie an die Düse des .Änderungsmechanismus für den Proportionalbereich und des Luftkreislaufes, welcher dem Komparator m sowie den Schaltern 30, 31 und 32 zugeordnet ist, erübrigt sich, da diese Luftkreisläufe in der Fig. beschriebenen ähnlich sind.

Die Wirkungsweise des Änderungsmechanismus für den Proportionalbereich soll anhand der Fig. 4 erläutert werden. Das Eingangsverbindungsstück 105 ist durch den Stellwertbalg 13 und den Meßwertbalg 14 mit einer Kraft F_ beaufschlagt. Die Prallplatte 128 wird durch den Integrierbalg 17 und den Proportionierbalg 41 mit einer Rückkopplungs -kraft Fpp beaufschlagt.

Wenn sich die Meßkraft erhöht, erhöht sich die Kraft F_m, welche an das Eingangsverbindungsstück gelegt wird. Die schwenkbaren Arme und 119 werden dabei um B in der Fig. 4 nach links geschwenkt. Auf diese Weise kommt das Rückkopplungsglied 125 näher an die Düse 40 heran, so daß der Düsengegendruck anwächst. Durch das Anwachsen des Düsengegendrucks wächst der Druck des Proportionierbalges 41

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und damit erhöht sich die Kraft F_JN, welche auf den Rttckkopplungs balken 132 zur Einwirkung kommt. Die schwenkbaren Arme 118 und 119 werden in der Fig. nach rechts verschwenkt und verbleiben im Gleichgewichtszustand. Im Gleichgewichtszustand ist das Gleichgewicht der Kräfte, welche auf die schwenkbaren Arme wirken, durch die Gleichung

β gegeben.

Da der Proportionalbereich proportional ist zum Verhältnis der Eingangskraft F_1n zur Rückkopplungskraft F_Fß, d. h. Fj_N/F_FB = sina/sin β , kann der Proportionalbereich durch Verschwenken des Kopfstückes 117 in einer der beiden Richtungen, wie durch den Pfeil Cangedeutet, verändert werden. Dabei werden ebenfalls die Winkel α und β , welche von den schwenkbaren Armen 118 und 119 sowie dem Eingangsverbindungsstück 105 und dem Rückkopplungsglied 125 gebildet werden, verändert.

Die seitliche Verschiebung von B auf dem Eingangsverbindungsstück, d. h. die seitliche Verschiebung der Endplatte 124, ist durch die Anschläge 134 und 135 begrenzt. Die Rückkopplungskraft F.™ wirkt auf das Rückkopplungsglied 125, während die Prallplatte 128 in Abhängigkeit von ihrer Federkraft, wie in Fig. 5 gezeigt, verschoben wird. Die Prallplatte 128 ist in der Weise angeordnet, daß beim Verbigen in eine bestimmte Richtung eine negative Rückkopplungsschleife entsteht, durch welche der Zwischenraum zwischen der Prallplatte 128 und der Düse 40 konstant gehalten wird.

Im Fall eines idealen Waagebalkentyps wird die Prallplatte nicht verbogen. Außerdem wird die Kraftangriffsstelle B nicht wesentlich durch Eingangs- und Rückkopplungskräfte verschoben. Beim System vorliegender Erfindung handelt es sich jedoch um ein solches, bei welchem die Kräfte nicht immer ideal ausgeglichen sind. Es tritt sowohl ein Kräfteausgleich als auch ein Ve rs chiebungs ausgleich ein. Die Verschiebung der Stelle B wächst um einen solchen Betrag, der notwendig ist, um die

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Auslenkung der Prallplatte 128 zu eliminieren.

Die Anschläge 134 und 135 dienen zur Begrenzung der Auslenkung der Stelle B auf einen bestimmten Bereich, wenn die Abweichungen der Eingänge, welche von den Sollwert- und Meßwertbälgen 13 und 14 kommen, überaus groß sind. Das Eingangsverbindungsstück 105, insbesondere die Endplatte 124, welche mit dem Eingangsverbindungsstück verbunden ist, liegt in der Mitte zwischen den beiden Anschlägen, wenn ein normaler Zustand ohne irgendeine Eingangsabweichung vorhanden ist. Die Endplatte kommt jedoch mit einem der beiden Anschläge 134 oder 135 in Berührung, wenn die Eingangskraft überaus hoch ist.

Wie im vorstehenden schon erwähnt, handelt es sich beim Änderungsmechanismus für den Proportionalbereich gemäß der Erfindung um einen solchen vom nicht perfekten Kraftausgleichstyp. Insofern ist die Bewegung bzw. Auslenkung der Kraftangriffsstelle B, welche durch eine Ausgleichskraft, die innerhalb eines normalen Kräftebereichs liegt, ausgelöst wird, größer als die Auslenkung im Falle eines Typs mit perfektem Kraftausgleich. Insofern kann der Abstand zwischen den beiden Anschlägen 134 und 135 vergrößert werden, so daß Beschränkungen bezüglich der Arbeitsgenauigkeit gelockert werden können.

Für den Fall, daß eine allzu hohe Kraft auf das Eingangsverbindungsstück 105 zur Einwirkung kommt, kommt die Endplatte 124 in Berührung mit einem der beiden Anschläge 134 bzw. 135. Die Prallplatte 128 kann, wie in Fig. 5 gezeigt, gebogen sein. Auf diese Weise entsteht eine geschlossene Schleife im Regler, in dem die Prallplatte mit einer Rückkopplungskraft leicht gebogen wird.

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Das bedeutet mit anderen Worten, daß bei einer allzu starken Abweichung der Eingangskraft die Kraft, welche an der Stelle B über das Eingangsverbindungsstück zur Auswirkung kommt, durch einen der beiden Anschläge 134 bzw. 135 begrenzt wird. Die Rückkopplungsschleife, welche den Proportionierbalg 41, die Prallplatte 128 und die Düse 40 enthält, ist noch im Betrieb und beispielsweise wächst der Gegendruck der Düse 40 mit der Druckerhöhung des Integrierbalges 17.

Wenn die Federkonstante der Prallplatte 128, der Abstand zwischen den beiden Anschlägen 134 und 135 und dgl. mehr ,im wesentlichen ausgewählt sind, kann der Eingang beim automatischen Betrieb bzw. der automatische Eingang in der Weise beeinflußt werden, daß er dem Eingang beim manuellen Betrieb bzw. dem manuellen Eingang über eine Schleife folgt, wobei diese Schleife den Integrierbalg 17, den Proportionierbalg 41, die Düse 40, das Luftsteuerrelais 22 und den Komparator III enthält. Dies geschieht im manuellen Betrieb ohne Berücksichtigung von Eingangsabweichungen, dem manuellen Ausgangsdruck P und dem Proportionalbereich, ohne daß der Komparator gesättigt wird. Demzufolge kann der Zustand, welcher durch die Gleichung P = P wiedergegeben ist, und welcher ein wesentliches Erfordernis des ausgleichsfreien und stoßfreien Übergangs von dem manuellen Betrieb in den automatischen Betrieb ist, bei jeder Bedingung erzielt werden.

Beim Ausführungsbeispiel in der Fig. 3 ist ein Ende 129 der L-förmigen elastischen Prallplatte 128 mit einemEnde 127 des Rückkopplungsgliedes 125 verbunden, so daß das Rückkopplungeglied ausgelenkt bzw. verschoben werden kann. In der Fig. 6 ist eine besondere Ausführungsform dieses Teils dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist anstelle des L-förmigen Rückkopplungsgliedes eine Platte 125' vorgesehen, welche gleichzeitig als Prallplatte für die Düse 40 verwendet wird. Die Platte 125' ist über ein biegbares Element 126' mit der Endplatte 124 unter

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Bildung eines kleinen Winkels, wie aus Fig. 6 ersichtlich, verbunden. Insofern ist die Platte, welche als Rückkopplungsplatte 125' wirkt, mit der Richtung, in welcher die Rückkopplungskraft F_,„ wirkt, ausgerichtet.

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Claims

^Liedl· ™!!Ü!i,^ZeltlerNeueTel,Nr.08'J|/^441

München 22 ■ SteinsdorfstraBe 21 - 2 2 ■ Telefon 089 / 29 84

Patentansprüche

Iy Pneumatischer Regler mit einer ibderungseinrichtung für den Proportionalbereich, der ein Druckstellwert und ein Druckmeßwert zugeführt werden, einer daran angeschlossenen Proportionier- und Integriereinheit und einem Komparator, welcher den Reglerausgangs -druck bei automatischem Betrieb und den Reglerausgangsdruck bei manuellem Betrieb miteinander vergleicht und in Abhängigkeit von dem dabei ermittelten Druckunterschied an die Änderungseinrichtung für den Proportionalbereich im manuellen Betrieb ein Änderungssignal vorsieht und mit einer Obergangs- bzw. Umschalteinrichtung vom automatischen Betrieb in den manuellen Betrieb, wobei der Ausgangsdruck im automatischen Betrieb in Abhängigkeit vom in einem Prallplatten-Düsensystem erzeugten Gegendruck gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dafi zur Bildung der Einrichtung zur Änderung des Proporttanalbereichs und der Proportionier- und Integriereinheit ein Eingangeverbindungsstück (105), auf welches Abweichungen Abweichungen des Druckwerts und Druckmeßwerts einwirken, mit einem Rückkopplungsglied (125), auf welches eine Rückkopplungekraft einwirkt, verbunden ist und an der Verbindungsstelle (B) des Eingangeverbindungsstücks (105) mit dem Rückkopphingsglied (125), welche innerhalb eines bestimmten begrenzten Bereichs bewegbar let, ein Proportionalbereichänderungshebel (110) schwenkbar gelagert ist und daß eine mit einer Düse (40) zusammenwirkende Prallplatte (128) durch die auf das Rückkopphingsglied (125) wirkende Rückkopphingekraft, welche vom Gegendruck der Düse (40) abhängig ist, verschieb- bzw. verschwenkbar ist.

ORIGINAL INSPECTED
2. Pneumatischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle (B) zwischen dem Eingangs verbindungsstück (105) und dem Rückkopplungsglied (125) als schwimmendes Schwenklager ausgebildet ist.
3. Pneumatischer Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Änderungsmechanismus zur Änderung des Proportionalbereichs folgende Bauteile enthalten sind:

(a) ein schwenkbarer Eingangsbalken (Kraftarm 101)

(b) ein erster Sollwertbalg (13), welcher eine dem Druckstellwert proportionale Kraft auf den Eingangsbalken (101) ausübt;

(c) ein zweiter entgegengesetzt zum ersten Balg angeordneter Meßwertbalg (14), welcher eine dem Druckmeßwert proportionale Kraft auf den Eingangsbalken (101) zur Einwirkung bringt;

(d) das Eingangsverbindungsstück (105), das mit dem Eingangsbalken (101) verbunden ist, so daß auf das Eingangs verbindungsstück eine dem Unterschied zwischen dem Druckstellwert und dem Druckmeßwert entsprechende Kraft zur Einwirkung kommt;

(e) ein Rückkopplungsbalken (132);

(f) ein Integrierbalg (17) und ein Proportionierbalg (41), welche an entgegengesetzten Seiten des Rückkopplungsbalkens (132) angeordnet sind und auf diesen einwirken;

(g) das Rückkopplungsglied (125), welches mit dem Rückkopplungsbalken (132) verbunden ist, so daß auf das Rückkopplungsglied eine dem Unterschied zwischen den von dem Integrierbalg und Proportionierbalg auf den Rückkopplungsbalken ausgeübten Kräften entsprechende Kraft zur Einwirkung kommt;

(h) Verbindungsmittel zum Verbinden des Eingangsverbindungsstücks (105) mit dem Rückkopplungsglied (125);

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(i) Begrenzungsmittel (134, 135) zur Begrenzung der Bewegung

dieses Verbindungsstücks (B) und (j) die Prallplatte (128), welche mit der Düse (40) zusammenwirkt und in Abhängigkeit von der Rückkopplungskrait verschiebbar

ist.
4. Pneumatischer Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel zur Verbindung des Eingangsbalkens (101) mit dem Eingangsverbindungsstück (105) und die Verbindungsmittel zur Verbindung des Rückkopplungsbalkens (132) mit dem Rückkopplungsglied (125) sowie die Verbindungsmittel zur Verbindung des Eingangsbalkens mit dem Rückkopplungsglied schwimmende Schwenklager sind.
5. Pneumatischer Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel zur Verbindung des Rückkopplungsbalkens (132) mit dem Rückkopplungs -glied (125) ein elastisches Element mit einer vorbestimmten Federkonstanten ist und daß ein Teil dieses elastischen Elements als Prallplatte (128) für die Luftdüse (40) dient.
6. Pneumatischer Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte, welche zur Verbindung des Rückkopplungsbalkens (132) mit dem Rückkopplungs -glied (125) dient, als Rückkopplungsplatte (125') ausgebildet ist, die über ein schwimmendes Schwenklager an dem Rückkopplungsbalken befestigt ist, so daß die Platte in der normalen Richtung der auf sie einwirkenden Rückkopplungskraft abgelenkt ist.

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7. Pneumatischer Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die B egrenzungs mittel für die Bewegung der Verbindungsstelle (B) einen solchen Abstand voneinander aufweisen, daß der Komparator ungesättigt bleibt.

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