DE3500731C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen in seiner Wirkungsrichtung umkehrbaren elektro­ pneumatischen Signalumformer bzw. einen pneumatischen Stellungsregler nach dem Gattungsbegriff des Patentan­ spruches 1.

Zur Umkehrung der Wirkungsrichtung ist es bei derartigen Signalumformern bzw. Stellungsreglern bekannt, die Düse von der einen Seite auf die andere Seite einer Prallplatte umsetzen. Andere bekannte Systeme, die mit einem Waagebalken oder einer kippbaren Lagerplatte ausge­ rüstet sind, sehen zur Wirkungsrichtungsumkehr eine Verschie­ bung der Düse von der einen Seite des Lagerpunktes auf die andere Seite des Lagerpunktes vor. Zum Stand der Technik betreffend die verschiedenen Bauformen pneumatischer Ein­ heitsregler sei auf die Hefte "Regelungstechnische Praxis", rpt, 1968, Heft 4, M13-M21 und 1969, Heft 1, M1-M5 verwiesen.

Ausgehend von diesen bekannten Einheitsreglern ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei diesen eine Um­ kehrung der Wirkungsrichtung ohne Eingriff in den Regler selbst vorzusehen. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Signalumformers bzw. Stellungsreglers sind den Unteran­ sprüchen entnehmbar.

Reversierbare Verstärker als solche sind bekannt. Ein der­ artiger Verstärker kann z. B. der DE-OS 18 15 002 entnommen werden.

Anhand der Figuren der Zeichnung sei im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines elektropneumatischen Signalumformers;

Fig. 2 ein Schnittbild eines direkt wirkenden Leistungsverstärkers; und

Fig. 3 ein Schnittbild eines revers wirkenden Leistungsverstärkers.

Der in Fig. 1 dargestellte elektropneumatische Signalum­ former umfaßt eine an einem Kreuzfedergelenk 10 gelagerte Prallplatte 12, an deren einem Ende ein Gegengewicht 14 angeordnet ist und die an einem auf die andere Seite des Kreuzfedergelenkes hinausragenden Hebelarm 16 eine Tauch­ spule 18 trägt. Die Tauchspule 18 greift in einen Topf­ magneten 20 und wird in Abhängigkeit von dem ihn ihr fließen­ den Strom mehr oder weniger aus dem Topfmagneten 20 herausge­ drückt. Der in der Tauchspule 18 fließende Strom wird mittels einer Düse 22 in einen Druck umgeformt. Die Düse 22 ist der Prallplatte 12 gegenüber angeordnet. Die Düse 22 wird über eine Festdrossel 24 von einem Hilfsdruck P _z in der Größenordnung von 1,5-7,0 bar aus einer geeigneten Druckluftquelle 26 gespeist. Zur Kaskadenstabilisierung kann zwischen der Druckluftquelle 26 und der Festdrossel 24 noch ein Sollwertsteller 27 angeordnet sein, der einge­ setzt wird, um den Regler vom Zuluftdruck unabhängig zu machen. Der umgeformte Druck p _w zwischen der Düse 22 und der Festdrossel 24 wird abgegriffen und über einen reversierbaren 1 : 1-Leistungsverstärker 28 als Ausgangs-Stellsignal p _y nach draußen geführt. Der Leistungsver­ stärker 28 bezieht seine Hilfsenergie P _z ebenfalls aus der Druckluft­ quelle 26. Über auf die Prallplatte 12 auf verschiedenen Seiten ein­ wirkende Vorrichtungen 30 und 32 kann in bekannter Weise der Regel­ bereich und der Startpunkt des Umformers eingestellt werden.

Gemäß den Fig. 2 und 3 weist der pneumatische Leistungs­ verstärker 28 ein Gehäuse 34 mit vier Kammern 36, 38, 40 und 42 auf. Der Eingangs-Steuerdruck p _w ist wahlweise der obersten Kammer 36 über einen in das Gehäuse 34 einge­ arbeiteten Kanal 44 oder der darunter befindlichen Kammer 38 über einen weiteren in das Gehäuse 34 eingearbeiteten Kanal 96 zuführbar. Dieser Eingangs-Steuerdruck p _w wirkt über eine in das Gehäuse 34 eingespannte erste Vergleichs­ membran 46 auf einen Steuerkörper 48 ein. Sowohl die Kammer 36 über der Vergleichsmembran 46 als auch die Kammer 38 unter der Vergleichsmembran 46 sind durch Dichtmembranen 50 und 52 abgeschlossen, die einerseits in den Steuer­ körper 48 und andererseits in das Verstärkergehäuse 34 eingespannt sind. Außer der abdichtenden Wirkung dienen diese Membranen der Führung des Steuerkörpers 48. Auf Grund ihres geringen Durchmessers tragen diese Membranen im Gegensatz zu der Vergleichsmembran 46 zu einem Druck­ vergleich nichts bei.

Der Steuerkörper 48 ist in seinem oberen Teil als Gewinde­ bolzen 54 ausgebildet, über den zwei die Vergleichsmembran 46 zwischen sich einspannende Membranteller 56, 58 ge­ schoben sind. Der untere Membranteller 58 liegt an einem durch einen erweiterten unteren Teil 60 des Steuer­ körpers 48 gebildeten Absatz an, wobei die Membran 52 zwischen dem unteren Membranteller 58 und diesem Absatz eingespannt ist. Die obere Dichtmembran 50 ist zwischen dem oberen Membranteller 56 und einem über den Gewinde­ bolzen 54 geschobenen Stützring 62 eingespannt, wobei der Stützring 62 von einer Mutter 64 unter Zwischenfügung einer Unterlagscheibe 66 und einer Widerlagerscheibe 68 gegen die Dichtmembran 50 und den oberen Membranteller 56 gepreßt wird. Eine Federhaube 70 ist in eine zentrale Gewindebohrung in dem Gehäuse 34 von oben eingeschraubt, wobei im reversen Betrieb eine Feder 72 zwischen der Widerlagerscheibe 68 und der Federhaube 70 angeordnet ist.

Der erweiterte Teil 60 des Steuerkörpers 48 ist von unten mit einer zentralen Bohrung 74 versehen, die über radiale Bohrungen 76 mit der Kammer 40 in Verbindung steht. Die Kammer 40 ist über eine weitere in dem Gehäuse 34 ange­ ordnete Bohrung 78 in die Atmosphäre entlüftet. Zwischen dem Zutritt zu der zentralen Bohrung 74 und den radialen Bohrungen 76 ist eine weitere Vergleichsmembran 80 zwischen Gehäuse 34 und Steuerkörper 48 eingespannt. Diese Ver­ gleichsmembran 80 stützt sich nach oben an einem mit dem Steuerkörper 48 verbundenen Membranteller 82 ab.

Ein an einer Feder 48 aufgehängter Doppel-Schließkörper besteht aus zwei auf einer Stange 86 angeordneten sphä­ rischen Schließkörpern 88 und 90. Der obere Schließkörper 88 wirkt mit der Zutrittsöffnung zu der zentralen Bohrung 74 zusammen, deren Ringkante mit dem Schließkörper 88 ein Auslaßventil bildet. Der untere Schließkörper 90 wirkt mit einer zentralen Bohrung 92 einer in das Gehäuse 34 eingesetzten Sitzscheibe 94 zusammen und bildet ein Einlaß­ ventil, das den Zutritt der Zuluft in der Kammer 42 in die darüber befindliche und an den Ausgang angeschlossene Kammer 42′ steuert. Das Auslaßventil 74, 88 entlüftet die Kammer 42′ in die Atmosphäre.

Man erkennt in Fig. 2, daß beim Ansteigen des umgeformten Druckes p _w der Steuerkörper 48 eine Bewegung nach unten ausführt, so daß das Auslaßventil 74, 88 geschlossen bleibt und das Einlaßventil 90, 92 zunehmend geöffnet wird, so daß, gespeist von der Zuluft p _z , der Ausgangs- Stelldruck p _y entsprechend ansteigt. Durch Wahl der wirk­ samen Flächen der Vergleichsmembranen 46 und 80 kann der umgeformte Druck p _w im Verhältnis 1 : 1 in den Stelldruck p _y abgebildet werden, wobei jedoch die Luftleistung erhöht wird.

In Fig. 3 wird der umgeformte Druck p _w der Kammer 38 zu­ geführt, und die Feder 72 ist zwischen der Widerlagerscheibe 68 auf der Federhaube 70 angeordnet. Wenn jetzt der umge­ formte Druck p _w ansteigt, so wird das Auslaßventil 74, 88 zunehmend geöffnet, und der Ausgangs-Stelldruck p _y sinkt entsprechend ab.

Der vorstehend beschriebene Verstärker ist mit gering­ fügigen Modifikationen, nämlich der Vertauschung zweier Anschlüsse für den umgeformten Druck p _w und durch Ent­ fernung bzw. Anordnung einer Feder von direktem auf reversen Betrieb umstellbar. Die Verwendung dieses Verstärkers erlaubt die Umstellung der Betriebsweise eines Reglers bzw. Signalumformers von direktem auf reversen Betrieb, wobei ein Eingriff in den Regler bzw. Umformer nicht vor­ genommen zu werden braucht.

Claims (4)

1. In seiner Wirkungsrichtung umkehrbarer elektropneumatischer Signalumformer bzw. pneumatischer Stellungsregler mit einer von einem pneumatischen Hilfssignal über eine Drossel gespeisten Düse, der gegenüber beweglich ein Abdeckelement, wie beispielsweise eine Prallplatte, angeordnet ist und die in Abhängigkeit von der Stellung des Abdeckelementes einen veränderlichen Stelldruck erzeugt, der über einen Verstärker als Ausgangssignal ausgegeben wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wirkungsumkehr des Signalumformers bzw. Stellungsreglers durch unterschiedliche Beaufschlagung des im Wege des Stelldrucksignales angeordneten Verstärkers (28) erfolgt.

2. Umformer bzw. Regler nach Anspruch 1, wobei der Ver­ stärker als Alternativverstärker ausgebildet ist, der den Eingangsdruck an einer Vergleichsmembran vergleicht und in die Bewegung eines Steuerkörpers umsetzt, der mit einem Schließkörper zusammenwirkt und über ein Einlaßventil den Zutritt der Zuluft zum Ausgang des Verstärkers bzw. über ein Auslaßventil den Austritt der Zuluft zur Atmosphäre steuert, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl oberhalb als auch unterhalb der Vergleichs­ membran (46) eine abgedichtete Kammer (36, 38) in dem Verstärkergehäuse (34) angeordnet ist und daß beide Kammern (36, 38) über getrennte Kanäle (44, 96) an den Eingangsdruck (p _w ) anschließbar sind.

3. Umformer bzw. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (48) in seinem oberen Teil als Gewindebolzen (54) ausgebildet ist, an dem eine Widerlagerscheibe (68) befestigt ist, und daß von oben eine Federhaube (70) zentral in das Gehäuse (34) des Verstärkers (28) eingeschraubt ist, zwischen der und der Widerlagerscheibe (68) eine Feder (72) einsetzbar ist.

4. Umformer bzw. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über den Gewindebolzen (54) zwei Membranteller (56, 58) geschoben sind, die zwischen sich die Vergleichsmembran (46) einspannen.