DE69213344T2

DE69213344T2 - Ausgangdruckkontrollgerät

Info

Publication number: DE69213344T2
Application number: DE69213344T
Authority: DE
Inventors: Darryl G Hurmi
Original assignee: Landis and Gyr Powers Inc
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-06-12
Also published as: EP0519328A3; AU1719992A; JP2743230B2; EP0519328A2; EP0519328B1; CA2064121A1; CA2064121C; AU650600B2; US5174333A; DE69213344D1; JPH05158556A

Description

Ouerbezug zu verwandten Anwendungen

"Apparatus For Controlling Unit Ventilators", US-A- 5.323.961, Anmeldenr.714.147, am 11 Juni 1991 von Hurmi et al. eingereicht. "Cascaded Control Apparatus for Controlling Unit Ventilators", US-A-5.207.379, Anmeldenr. 713.655, am 11 Juni 1991 von Bontrager et al. eingereicht.

Hintergrund der vorliegenden Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Druckluft-Steuermittel und insbesondere ein Gerät zur Bereitstellung eines analogen Druckluft-Ausgabe-Steuerdrucks äls Funktion eines angelegten elektrischen Signals.
In der Heiz-, Ventilationstechnik und der Technik von Klimatisierungssystemen (HVAC) gibt es viele Systeme, die Druckluft-Druck-Steuerleitungen verwenden, die sich zwischen Bestandteilen des Systems erstrecken, um den Betrieb des Systems zu steuern. Die Verwendung solcher Druckluft-Leitungen bestand jahrzehntelang und derartige Systeme mit Druckluft-Leitungen werden fortlaufend installiert. Wegen der langen Verwendung solcher Druckluft-Steuerleitungen bestehen tausende dieser Systeme, die verbessert werden müssen. Ob. es jedoch zum Zweck der Verbesserung eines bestehenden Systems oder der Verbindung von Bestandteilen in ein neues System geschieht, besteht ein andauerndes Erfordernis für ein Steuergerät, das zuverlässig arbeitet, um einen gewünschten pneumatischen Druck in einer Steuerleitung zum Zweck einer genauen Steuerung der Bestandteile in einem System zu erhalten. Das oben im Querbezug genannte, verwandte Patent US-A-5.323.961 von Hurmi et al. (Anmeldenr. 714.147) beschreibt die Verwendung von Druckluft-Steuerleitungen in einer Anwendung, die Klimaanlagen betrifft.
Selbst wenn sich solche Druckluft-Steuerleitungen bis zu den Steuerventilen, -drosseln und ähnlichem, die mit einem Heizund Ventilationssystem verknüpft sind, hin erstrecken bzw. sie diese operativ steuern, kann die Modulierung oder Regelung des pneumatischen Drucks in den Druckluft-Steuerleitungen durch elektrisch betätigte Magnetventile durchgeführt werden, die die gesteuerte pneumatische Ausgabeleitung mit einer Druckluft- Zufuhrsleitung eines erhöhten Drucks und einer Tiefdruckleitung bzw. dem umgebenden Luftdruck verbindet. Derartige Magnetventile lassen dem Druck aus der Zufuhrsleitung in die gesteuerte Leitung hinein, um den Druck zu erhöhen und lassen den Druck aus der gesteuerten Leitung ab, wenn der Druck vermindert werden muß.
Eines der Probleme mit derartigen Druckluft-Steuersystemen ist es, daß Staub oder Schmutz oder andere Kontaminanten in die Druckluft-Steuerleitung dringen können, die sich in kleinen Öffnungen, die für derartige System unerläßlich sind, ansammeln und sie verstopfen können, so daß die Druckveränderung in der Steuerleitung als Reaktion auf eine der für eine kurze Zeitspanne betriebenen Magnetventile nicht stark genug ändert. Aufgrund der potentiellen Gefahr durch die Kontaminanten, die das System verstopfen und dadurch dem Betrieb des Systems schweren Schaden zufügen, werden Filter verwendet, die die Schmutzpartikel auffangen, bevor sie die kleinen Öffnungen erreichen. Während solche Filter im allgemeinen wirksam sind, füllen sie sich oft in einer Zeitspanne auf, so daß die Fähigkeit des Luftdurchlassens durch sie hindurch verringert wird, wenn eine ausreichende Schmutzmenge vorliegt, was den Betrieb des Systems ebenfalls schädlich beeinflussen kann. Dieses erfährt man im allgemeinen anhand der Reaktion des Systems, d.h. wenn eine Korrektur des pneumatischen Drucks notwendig ist, kann es länger dauern, bis man den gewünschten Steuerdruck in der gesteuerten Druckluft-Ausgabeleitung erhält. Solchermaßen ist es für viele Systeme notwendig, die Steuervorrichtung zu warten und die Filter zu reinigen oder zu ersetzen, um den optimalen Betrieb des Systems zurückzuerhalten. Die Tatsache vorausgesetzt, daß viele System viele Vorrichtungen mit solchen Filtern haben, können die Erhaltungskosten beträchtlich sein.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Ausgabedruck-Steuergerät des allgemeinen Typs bereitzustellen, das einen hoheren Zufuhrsdruck an eine gesteuerte Ausgabeleitung erlaubt, falls es erwunscht ist, den Druck in der Ausgabeleitung zu erhöhen, und das Druck aus der gesteuerten Ausgabeleitung abläßt, falls es erwünscht ist, den pneumatischen Ausgabe druck zu vermindern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartig verbessertes Steuergerät bereitzustellen, das die besseren Betriebseigenschaften hat und auch ein Filtermittel umfaßt, das aufgrund des besseren Aufbaus des Geräts der Filterreinigung selten bedarf.
Wiederum eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Druckregelungsgerät des vorangegangenen Typs bereitzustellen, das nur ein einziges Filtermittel benötigt und während des Normalbetriebs einen bidirektionalen Luftstrom durch das Filtermittel verwendet, der das Filtermittel reinigt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Druckluft-Steuergerät des vorangegangenen Typs bereitzustellen, das einen einzelnen Begrenzer verwendet, wodurch die Wahrscheinlichkeit vermindert wird, daß sich ein schädliches Verstopfen des Geräts ergeben wird.
Wiederum ein weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung der Auswahl von normalerweise geöffneten und normalerweise geschlossenen Magnetventilen, die für eine maximale Sicherheit in solchen System sorgen, insofern daß ein Stromausfall den Ausgabedruck des System dazu bringen würde, auf den des atmosphärischen Drucks zu fallen.
Eine weitere allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartig verbessertes Druckluft-Ausgabegerät bereitzustellen, das kompakt und bei seinem Betrieb zuverlässig ist und einen Modular-Aufbau aufweist, der die Installation und Erhaltung erleichtert.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Druckluft-regelndes Gerät bereitzustellen, das eine leicht zugängliche Öffnungsplatte umfaßt, die durch Platten unterschiedlicher Öffnungsgrößen ersetzt werden kann, um sich den Aufbaumerkmalen des speziellen Systems anzupassen, in das es installiert wird.
Die oberen Aufgaben und weitere Aufgaben, die hiernach offensichtlich sein werden, werden durch ein Gerät zur Steuerung des Ausgabedrucks eines Fluid-Ausgabemittels erfüllt, wie in den anhängenden Ansprüchen definiert.
Weitere Aufgaben und Vorteile werden in Zusammenhang mit der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, während auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
Fig.1 ein schematisches Blockdiagramm des Geräts der vorliegenden Erfindung ist;--
Fig.2 ein schematisches Blockdiagramm ist, das den Aufbau und Betrieb vieler Druckluft-Steuergeräte der bekannten Technik veranschaulicht;
Fig.3 eine vereinfachte Darstellung in aufgelösten Einzelteilen eines Geräts ist, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig.4 eine Seitenansicht eines Teilabschnitts eines Abschnitts des Geräts ist, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig.5 eine Untenansicht eines Abschnitts des die vorliegende Erfindung verkörpernden Geräts ist, und zwar speziell des in Fig.4 gezeigten;
Fig.6 eine Ansicht ist, die im allgemeinen entlang der Linie 6-6 von Fig.4 genommen wird; und
Fig.7 eine Ansicht ist, die im allgemeinen entlang der Linie 7-7 von Fig.4 genommen wird.
Fig.8 ist eine Draufsicht der Begrenzerplatte gemäß dem Gegenstand der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung

Grob gesagt, richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Steuergerät zur Bereitstellung einer gesteuerten Druckluft- Ausgabe als Reaktion auf daran angelegte elektrische Signale. Das Gerät schließt ein Paar Magnetventile ein, die, wenn betrieben, entweder Druck aus der Steuer-Ausgabeleitung ablassen oder ein höheres Druckfluid wie beispielsweise Luft aus der Hochdruck-Zufuhrsleitung in die gesteuerte Ausgabeleitung einführen.
Wie in US-A-5.323.961 (Anmeldenr. 714.147) ausführlich dargestellt, das demselben Anmelder wie die vorliegende Erfindung übertragen wurde, kann ein elektrischer Stromkreis verwendet werden, der die Magnetventile betreibt, um Druck entweder aus der Zufuhrsleitung oder der Atmosphäre bzw. einem Tiefdruckpegel für variable Zeitspannen zu übertragen, und zwar abhängig von der Druckveränderungsmenge, die in der Druckluft- Ausgabe-Steuerleitung erforderlich sein kann.
Die vorliegende Erfindung bietet dadurch bessere Betriebseigenschaften, daß die Reaktion des Geräts schnell und zuverlässig ist und alle Kontaminanten, die in der Luft innerhalb des Systems vorliegen können, eine geringere Chance haben, um den Luftstrom durch das Gerät zu verstopfen, da ein Filter vorliegt, der, durch den vorteilhaften Aufbau bedingt, selbst-reinigend ist. Zusätzlich benötigt der Aufbau nur einen Begrenzer bzw. eine schmale Öffnung, durch die Luft hindurchgehen muß, so daß gegenüber vielen Geräten der bekannten Technik, die einen Begrenzer sowohl in der Zufuhr- als auch der Entlastungs-Leitung verwenden, die Wahrscheinlichkeit einer Verstopfung vermindert wird.
Jetzt auf die Zeichnungen und speziell auf die Fign. 1 und 2 zurückkehrend, wird das die vorliegende Erfindung verkörpernde Gerät schematisch in Fig.1 veranschaulicht, wohingegen viele Vorrichtungen aus dem Stand der Technik durch das schematische Diagramm der Fig.2 veranschaulicht werden.
Die Vorrichtungen aus dem Stand der Technik weisen eine Zufuhrsleitung 10, eine geregelte Druckluft-Ausgabeleitung 12 und eine Entlastungsleitung (Ablaßleitung) 14 auf, die im allgemeinen mit Atmosphäredruck in Verbindung ist. Ein Magnetventil 16 wird bereitgestellt, um die Verbindung des Zufuhrleitungdruckes mit der geregelten Ausgabeleitung 12 zu steuern, wohingegen ein weiteres Magnetventil 18 - wenn geöffnet - die Ausgabeleitung 12 über die Leitung 14 mit der Atmosphäre bzw. einem verminderten Druck verbindet. Ein Begrenzer 20 ist zwischen der Ausgabeleitung 12 und dem Magnetventil 16 angebracht, das den Luftstrom dadurch steuert, um schnelle, abrupte Veränderungen im Druck, die als Ergebnis des Öffnens des Magnetventils auftreten, auszuschließen. Ähnlich liegt ein weiterer Begrenzer 22 zwischen der Ausgabeleitung und dem Magnetventil 18 vor, so daß - beim Wunsch der Verminderung des Ausgabedruckes - das Öffnen jenes Magnetventils 18 nicht dazu führen wird, daß der Druck zu schnell abgelassen wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, gibt es zwei Begrenzer 20, 22, wobei diese Begrenzer im allgemeinen sehr kleinen Durchmessers sind, d.h. 3/2540 cm (3/1000 Zoll), die zur Verstopfung neigen, wenn sich Schmutz oder andere Kontaminanten im System befinden. Da es die kleine Öffnung im Begrenzer ist, die verstopft werden kann, ist es allgemein der Fall, einen Filter in der Leitung stromaufwärts in Bezug auf den Vorzug-Luftstroms durch den Begrenzer einzusetzen.
Solchermaßen ist in der Ausführungsform der bekannten Technik aus Fig.2 ein Filter 24 zwischen dem Begrenzer 20 und dem Magnetventil 16 und ein weiterer Filter 26 in der geregelten Ausgabeleitung 12 unmittelbar stromaufwärts zum Begrenzer 22 angebracht. Während derartige Filter im allgemeinen wirksam das sofortige Verstopfen der kleinen Öffnung in der Begrenzervorrichtung verhindern, neigen sie dazu, über einen Zeitraum hinaus, zugesetzt zu werden, wodurch, wenn die Zusetzung zu gravierend wird, Luft sie nicht mehr leicht passieren kann und die Reaktionszeit des Systems beträchtlich fallen wird. Ein Druckmesser 28 kann zur Überwachung des Druckpegels in der Ausgabeleitung 12 bereitgestellt sein. Für den Fall der gravierenden Zusetzung der Filter ist es notwendig, die Filter zu ersetzen, und es ist nicht unüblich, daß dieses Ersetzen jährlich - wenn nicht sogar häufiger - erforderlich ist. Offensichtlich kann beim Vorhandensein vieler Steuervorrichtungen innerhalb eines Systems die Erhaltung derartiger Vorrichtungen beträchtliche Ausgaben beinhalten, wobei die Arbeitskosten größenteils die Aufgabe beinhalten, die Einheit auseinanderzusetzen und die Filter auszutauschen.
Im Gegensatz zu Aufbauten aus dem Stand der Technik wird das die vorliegende Erfindung verkörpernde Gerät schematisch durch die Darstellung der Fig.1 gezeigt, die auch eine Zufuhrsleitung 10', eine gesteuerte Ausgabeleitung 12', ein Paar von Magnetventilen 16', 18'und einen Anschluß bzw. eine Leitung 14', der mit der Atmosphäre in Verbindung steht, einschließt. Zusätzlich gibt es einen einzigen Begrenzer 30 und einen einzigen Filterkörper 32, wie auch ein Drückmesser 28 zur Erfassung des Momentan-Druckes innerhalb der gesteuerten Leitung
12'. Der Filterkörper 32 ist durch Anschlusse bzw. Leitungen 34 sowohl mit dem Magnetventil 16 als auch 18 verbunden.
Abweichend von den Ausführungsform der bekannten Technik, hat die vorliegende Erfindung den Begrenzer 30 an der Ausgabe der gesteuerten Leitung angebracht und der einzige Filterkörper 32 zwischen dem Begrenzer und den beiden Magnetventilen 16' und 18' angebracht. Dies wirkt sich in der Bereitstellung eines bidirektionalen Flusses durch den Begrenzer 30 und den Filterkörper 32 aus, was bedeutende Vorteile zur Verfügung stellt. Wenn der Druck in der gesteuerten Ausgabeleitung 12 angehoben werden muß, wird das Magnetventil 16' geöffnet und Zufuhrsdruck durch den Filterkörper 32 und den Begrenzer 30 in die gesteuerte Ausgabeleitung 12' eingeführt. Wenn der Druck in der Ausgabeleitung vermindert werden muß, wird das Magnetventil 18' geöffnet und Luft dringt durch den Begrenzer 30, den Filterkörper 32, das Magnet 18' und die Leitung 14' in die Atmosphäre. Es kann anerkannt werden, daß bedeutende Vorteile in diesem Aufbau darin liegen, daß der Strom durch den Filterkörper 32 und den Begrenzer 30 bidirektional ist. Durch den Vorteil des bidirektionalen Stroms durch den Filterkörper 32 wird die Neigung zu seiner Zusetzung beträchtlich vermindert. Nicht nur, daß keine Zusetzung stattfindet; der Rückstrom durch den Filter neigt dazu, die Kontaminanten daraus zu entfernen und ihn dadurch zu reinigen.
Ein weiterer bedeutsamer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann unter Bezugnahme auf die schematische Veranschaulichung von Fig.1 beschrieben werden, und zwar liegt er darin, daß das Zufuhr-Magnetventil 16' vorzugsweise ein für gewöhnlich geschlossenes Ventil ist, das Energie benötigt, um geöffnet zu werden. Jedoch ist das Entlastungs-Magnetventil 18' für gewöhnlich offen und benötigt angelegte Energie, um geschlossen gehalten zu werden. Wenn der Normalbetrieb stattfindet, werden beide Magnetventile so gesteuert, daß sie geschlossen sind, und auf eine Art und Weise betätigt, daß sie für kurze Zeitspannen geöffnet werden, um den Druck in der gesteuerten Ausgabeleitung 12' als Funktion von an den Magnetventilen angelegten elektrischen Signalen entweder zu erhöhen oder zu senken. Ein Energieverlust drückt sich in der Öffnung des Entlastungs-Magnets 18' aus, was den Druck in der Ausgabeleitung 12 auf den Atmosphäredruck senkt. Dies führt zur Deaktivierung des Systems, was als Gegensatz zum starken Anstieg des Druckes in der gesteuerten Ausgabeleitung 12', der viele unerwünschte Auswirkungen in bezug auf den Betrieb des Systems haben könnte, eher erwünscht ist.
Das die vorliegende Erfindung verkörpernde Gerät wird in den Fign.3-7 gezeigt. Wie in der aus aufgelösten Einzelteilen bestehenden Darstellung von Fig.3 gezeigt, weist das Gerät, das im allgemeinen mit 34 bezeichnet wird, ein äußeres Gehäuse 38 ein, das aus einem oberen Abschnitt 40 und einem unteren Abschnitt 42 besteht, die so konstruiert sind, daß sie ineinandergreifen und durch ein Schraubenpaar gehalten werden, von dem eine mit 44 gezeigt ist. Die zwei Abschnitte 42 und 44 weisen vier zusammenwirkende Haltemittel 46 auf, die einen Einschnitt 48 umfassen, der einen vorspringenden, Querrand 50 definiert, in den Finger 52 im gegenüberliegenden Abschnitt eingreifen, wobei die Finger 52 einen nach innen gerichteten Rampenbereich 54 aufweisen, dessen Ende über die Finger 52 faßt, um die zwei Teile zusammenzuhalten, so daß sie nicht unmittelbar voneinander weggezogen werden können. Nachdem die Schrauben 44 entfernt sind, kann sich ein Abschnitt in bezug auf den anderen seitwärts bewegen und können daraufhin die zwei Abschnitte leicht getrennt werden.
Die. Gehäuseabschnitte 40 und 42 sind im Aufbau identisch, was die Herstellungskosten vermindert, und jeder Abschnitt umfaßt einen zusätzlichen Einschnitt 56 und eine große Öffnung 58, zwei kleinere Öffnungen 60 zur Aufnahme von Schrauben, damit ein innerer Druckluft-Steuer-Hilfsaufbau 62 gesichert wird.
Der Hilfsaufbau 62 weist ein Paar von Magnetventilen 64 und 66 auf, die beide elektrische Anschlüsse .68 haben, die in einem Anschlußkasten 70 enden, der ausgebildet ist, um einen Stecker (nicht gezeigt) in seinen Öffnungen 72 aufzunehmen. Der Hilfsaufbau hat einen Haupt-Verteilerkörper 74, der detailliert beschrieben werden wird, der jedoch eine vergrößerte, nach innen gewindete Öffnung 76 zur Aufnahme eines kompatiblen Druckmessers 78 aufweist, der durch die Öffnung 58 des oberen Abschnitts eingeführt wird. Der Verteilerkörper 74 hat auch eine gewindete Öffnung 80 in seiner Unterseite, um Schrauben 82 zur Sicherung des Hilfsaufbaus 62 in bezug auf den unteren Abschnitt 42 aufzunehmen.
In Übereinstimmung mit einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung des Geräts 34 sehr kompakt und wirkungsvoll, so daß es leicht zusammen mit anderen Geräten wie beispielsweise dem oben im Querbezug dargestellten Klimaanlage-Steuergerät des Patents US-A-5.323.961. von Hurmi et al. (Anmeldenr. 714.147) verwendet werden. kann. Diesbezüglich beträgt das Gesamt ausmaß des Gehäuses 36, sofern die Abschnitte 40, 42 zusammengefügt sind, jedoch ohne das Vorliegen des Druckmessers 78 , annähernd 50,8-12,7 mm x 101,6-6,35 mm x 25,4- 3,175 mm (2-1/2 Zoll x 4-1/4 Zoll x 1-1/8 Zoll). Um das Gerät 34 der vorliegenden Erfindung zu installieren, ist es nur notwendig, zwei Druckluftleitungen zu verbinden und einen elektrischen Anschluß in den Öffnungen 72 des Anschlußkastens 70 anzuschließen.
Auf die Fign.4 und 5 Bezug nehmend, schließt der Hilfsaufbau 62 eine Abdeckungsplätte 84 ein, die auf den Verteilerkörper 74 paßt und die ein Paar integral ausgebildeter rohrförmiger Verlängerungen 86 und 88 aufweist, die ausgebildet sind, um Druckluftleitungen aufzunehmen, die hauptsächlich über einen konischen Außenabschnitt 90 davon gestülpt werden, um an einem querliegenden Kreisring 92 anzuliegen. Die rohrförmige Verlängerung 86 ist zur Verbindung an eine Quelle bzw. Zufuhr von pneumatischem Druck, wohingegen die Verlängerung 88 die gesteuerte oder geregelte Druckluftausgabe bereitstellt. Das Magnetventil 66 ist so aufgebaut, daß es eine innere Öffnung aufweist, die - wenn sie geöffnet wird - Druck aus der gesteuerten, nicht geregelten Ausgabe 88 abläßt, wobei sich die Öffnung zu seinem linken Ende hin erstreckt, wo ein kleines Dämpfer 94 bereitgestellt ist, um den Lärmpegel zu mindern, der während des Betriebs erzeugt wird.
In Übereinstimmung mit einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Hilfsaufbau 62 innere Durchlässe und Öffnungen in sich auf, um den Luftstrom dadurch zu leiten, so daß der Betrieb im wesentlichen so verläuft, wie er unter Bezugnahme auf das schematische Blockdiagramm von Fig.1 beschrieben wurde. Die Bedeckungsplatte 84 paßt auf den Verteilerkörper 74, der Einschnitte in seiner Fläche aufweist, die innere Durchlässe zur Verbindung dieser rohrförmigen Verlängerungen mit den Magnetventilen und der Entlastungsöffnung definieren. An der Schnittstelle zwischen der Abdeckung 84 und dem Verteilerkörper 74 befindet sich eine Dichtung 96, die vorzugsweise aus Gummi oder dergleichen gemacht ist und darin befindliche Öffnungen aufweist, die den Öffnungen entsprechen, die in der in Fig.7 veranschaulichten Abdeckungsplatte 84 gezeigt werden. Die Öffnungen in der Dichtung 96 sind im wesentlichen so groß wie jene veranschaulichten, mit Ausnahme der Öffnung nahe einem Filter, aus Gründen, die noch erklärt werden.
Die Abdeckungsplatte 84 weist einen zylindrischen Einschnitt 98 darin auf, der in Verbindung mit einem kleinen Einschnitt 100 steht, der sich zu ihrer Außenfläche erstreckt, wo ein allgemein mit 102 bezeichneter Begrenzer-Hilfsaufbau angebracht ist. Der Begrenzer-Hilfsaufbau 102 ist ausgebildet, um den Luftstrom bei einer vorbestimmten Fließgeschwindigkeit zu steuern, so daß man eine wirksame Steuerung des geregelten Ausgabedrucks erhalten kann. Dies wird bewerkstelligt, indem erfordert wird, daß Luft durch eine sehr kleine Ausflußöffnung dringt, die sich innerhalb des Aufbaus befindet, der sich wiederum nahe am Filter befindet.
Um die Beziehung des Begrenzer-Hilfsaufbaus 102 leichter zu verstehen, wird auf den in Fig.6 gezeigten Verteilerkörper 74 und die in Fig.7 gezeigte Abdeckungsplatte Bezug genommen, in der die Druckzufuhr durch das Innere 104 der rohrformigen Verlängerung stattfindet, wobei diese mit einem Einschnitt 106 im Verteilerkörper kommuniziert. Auf ähnliche Weise. steht das Innere 108 der rohrförmigen Verlängerung 88 mit dem linken Ende eines Einschnitts 110 in Verbindung, der die Ausgabe der Vorrichtung ist. Der Einschnitt 110 erstreckt sich von ihrem linken Endabschnitt im allgemeinen zum Mittelpunkt, wo er mit einer Öffnung 112 in Verbindung steht, die sich zur Öffnung 76 erstreckt, die das Druckmesser 78 aufnimmt. Solchermaßen ist der Ausgabedruck der Vorrichtung derjenige, der durch das Druckmesser 78 gemessen wird.
Der Einschnitt 108, der einen Kanal für den Versorgungsdruck bestimmt, steht mit einer Öffnung 114 in Verbindung, die mit dem Zufuhr-Magnetventil 64 in Verbindung steht, und das Magnetventil steht über seinen Ventilmechanismus auch mit einer Öffnung 116 in Verbindung, die wiederum mit einem Kanal in Verbindung steht, der durch den Einschnitt 118 definiert wird, dessen anderes Ende mit einer weiteren Öffnung 120 in Verbindung steht, die sich zum Entlastungs-Magnetventil 66 hin erstreckt, das ebenfalls in Verbindung mit einer Öffnung 122 steht, die einen sich zur Atmosphäre erstreckenden Kanal 124 aufweist. Abhängig vom verwendeten Magnetventiltyp können der Kanal 124 und die Öffnung 122 verwendet werden; jedoch dringt in der veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform Luft, die durch die Betätigung des Magnetventils 66 abgelassen wird, tatsächlich durch die Mitte des Magnetventils zum Dämpfer 94, wie zuvor beschrieben.
Um den durch den Einschnitt 118 definierten Durchlaß mit der durch den Einschnitt 110 definierten Ausgabe zu verbinden, wird der Begrenzer-Hilfsaufbau 102 bereitgestellt, wobei dieser eine Außenplatte 126, eine Begrenzerplatte 128 und ein Paar von Dichtungen 130 einschließt. Wie am besten in den Fign.4 und 5 zu sehen, weist die äußere Abdeckung 126 einen Einschnitt 130 auf, der die Bereiche 118 und 110 überbrückt, und weist die Begrenzerplatte 128 eine kleine Öffnung 132 auf (siehe Fig. 8), die mit einem Ende des Einschnitts 130 und einer größeren Öffnung 134 am entgegengesetzten Ende ausgerichtet ist. Alle Dichtungen 130 weisen Öffnungen auf, die den in Fig.8 zu sehenden Öffnungen entsprechen, so daß sich ein Flüssigkeitsstrom zwischen den zwei Bereichen 118 und 110 ausbreiten kann.
Ein Filter 136 befindet sich innerhalb des Einschnitts 98 der Abdeckungsplatte 84 und umfaßt vorzugsweise eine zylindrische faserige Anschlußfläche und wird durch ein ringförmiges Widerlager festgehalten, das durch den Unterschied zwischen den Durchmessern des Anschlusses 100 und des Einschnitts 98 an einem Ende und durch die Dichtung 96 am andern Ende definiert wird, wobei die Dichtung 96 eine Öffnung aufweist, die kleiner ist als die Größe des Filters 136, um ihn festzuhalten. So breitet sich der Fluß aus dem Bereich 118 durch den Filter, durch den Anschluß 110, durch die Begrenzerplatte-Öffnung 132 bis zum Einschnitt 130 in der Abdeckungsplatte aus und Luft strömt daraufhin zum entgegengesetzten Ende des Einschnitts, wo sie durch die Öffnung 134 in der Begrenzerplatte und zu einer ausgerichteten Öffnung 138 in der Abdeckungsplatte 84 durch eine ausgerichtete Öffnung in der Dichtung 96 bis zum Bereich 112 strömt. Durch die Lage des Filters 136 sollte verständlich sein, daß der Betrieb eines der Magnetventile zum Fluß durch den Filter führen wird, wobei der Versorgungsdruck den Fluß durch den Filter in aufwärtiger Richtung veranlaßt, wie in Fig.4 ersichtlich, und die durch das andere Magnetventil verursachte Druckabnahme zum abwärtigen Fluß durch den Filter führen wird. Durch den Vorteil des bidirektionalen Flusses durch den Filter ist er selbstreinigend.
Es sollte sich verstehen, daß als Folge des Aufbaus Begrenzerplatten 128 mit unterschiedlich großen Öffnungen 132 bereitgestellt werden und leicht ersetzt werden können, um noch näher die Flußerfordernisse in bezug auf die beabsichtigte besondere Anwendung zu erfüllen. All jene zu bewerkstellenden Erfordernisse zur Veränderung einer Begrenzerplatte 128 sind die Entfernung zweier Schrauben 140, die die Entfernung der äußeren Abdeckung 126 und der Begrenzerplatte und der Dichtungen 130 ermöglichen wird.
Wie zuvor erwähnt, ist das Entlastungs-Magnetventil 66 vorzugsweise eines,. das angelegte Energie benötigt, um geschlossen gehalten zu bleiben, und das Zufuhr-Magnetventil 64 vorzugsweise eines, in dem Energie erforderlich ist, um es zu öffnen, d.h. daß es für gewöhnlich geschlossen ist. Durch den Vorteil des Energie-Erfordernisses zum Schließen des Entlastungs-Magnetventils 66 - bei Vorhandensein eines Netzausfalls - wird sich daraufhin das Entlastungs-Magnetventil öffnen und den Druck in der geregelten Ausgabeleitung auf den Atmosphäredruck senken. Daraus ergibt sich eine viel sichere Bedingung, indem der Druckaufbau in der Ausgabeleitung ausgeschlossen wird, was im allgemeinen eine Heizungsanlage dazu veranlassen würde, für einen maximalen Hitzeausstoß zu sorgen.
Aus dem Vorhergehenden sollte anerkannt werden, daß ein wesentlich verbessertes Druckluft-Ausgabe-Steuergerät gezeigt und beschrieben wurde, das gegenüber der bekannten Tachnik viele wünschenswerte Zusätze aufweist. So wichtige Erwägungen wie Sicherheit, Kompaktheit des Aufbaus und die Selbstreinigungsfähigkeit eines einzelnen Filters, der sich nahe an einer einzelnen Begrenzeröffnung befindet, tragen zu einem besseren Betrieb und einer kaum anfallenden Wartung bei.

Claims

1. Ein Gerät zur Steuerung des Ausgabedrucks eines Fluid- Ausgabemittels, wobei das Gerät dazu ausgebildet ist, mit einer Zufuhr eines vorbestimmten Drucks, der über dem atmosphärischen Druck liegt, in Verbindung: zu stehen, und dazu ausgebildet ist, einen geregelten Ausgabedruck im Bereich des vorbestimmten Drucks und des atmosphärischen Drucks als Reaktion auf die daran wahlweise angelegten Steuersignale bereitzustellen, wobei das Gerät folgendes umfaßt:

ein erstes Steuermittel (16 , 64) , das als Reaktion auf das daran angelegte Steuersignal betätigbar ist; und

ein zweites Steuermittel (18 , 66), das als Reaktion auf das daran angelegte Steuersignal betätigbar ist;

dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät weiterhin folgendes umfaßt:

einen Verteiler-Aufbau (62, 74, 84), der ein Eingangsmittel (86), ein Entlastungsmittel (94), ein Ausgangsmittel (88) und innere Durchgangsmittel (10 , 34, 14 , 12 ) aufweist, um das Fluid zwischen das Eingangsmittel (86), das Entlastungsmittel (94) und das Ausgangsmittel (88) zu leiten;

ein einziges Begrenzermittel (30, 102), das einen inneren Begrenzer-Durchgang aufweist, um. die Fluidmenge, die durch das Ausgangsmittel (88) fließt, einzuschränken; und

ein einziges Filtermittel (32, 136) , das am Ausgangsmittel (88) angebracht ist, um Schmutzpartikel daran zu hindern, durch das Ausgangsmittel (88) zu gelangen;

wobei das erste Steuermittel (16 , 64) am Eingangsmittel (86) angeordnet ist, damit das Fluid wahlweise aus der Zufuhr zu den inneren Durchgangsmitteln (10 , 34, 14 , 12 ) geleitet wird, um zu ermöglichen, daß der Fluiddruck als Reaktion auf das daran angelegte Steuersignal innerhalb der inneren Durchgangsmittel (10 , 34, 14 , 12 ) ansteigt;

wobei das zweite Steuermittel (18 , 66) am Entlastungsmittel (94) angeordnet ist, damit das Fluid wahlweise aus den inneren Durchgangsmitteln (10 , 34, 14 , 12 ) zum Entlastungsmittel (94) geleitet wird, um zu ermöglichen, daß des Fluiddruck als Reaktion auf das daran angelegte Steuersignal innerhalb der inneren Durchgangsmittel (10 , 34, 14 , 12 ) abnimmt;

wobei die inneren Durchgangsmittel (10 , 34, 14 , 12 ) einen ersten (10 ), zweiten (34), dritten (14 ) und vierten (12 ) Durchgangsbereich umfassen, wobei sich der erste Durchgangsbereich (10 ) vom Eingangsmittel (86) zum ersten Steuermittel (16 , 64) erstreckt, wobei sich der zweite Durchgangsbereich (34) vom ersten Steuermittel (16 , 64) zum zweiten Steuermittel (18 , 66) und zum Begrenzermittel (30, 102) erstreckt, wobei sich der dritte Durchgangsbereich (14') vom zweiten Steuermittel (18 , 66) zum Entlastungsmittel (94) erstreckt und wobei sich der vierte Durchgangsbereich (12') vom Begrenzermittel (30, 102) zum Ausgangsmittel (88) erstreckt.

2. Das Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuermittel ein elektrisch betriebenes erstes Magnetventil (16 , 64) umfaßt, das dazu ausgebildet ist, die Fluidverbindung aus der Zufuhr zu den inneren Durchgangsmitteln (10 , 34, 14 , 12 ) zu ermöglichen und zu verhindern, je nachdem, ob es geöffnet bzw. geschlossen ist.

3. Das Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Magnetventil (16 , 64) für gewöhnlich geschlossen ist, wenn das Steuersignal nicht daran angelegt wird.

4. Das Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuermittel ein elektrisch betriebenes zweites Magnetventil (18 , 66) umfaßt, das dazu ausgebildet ist, die Fluidverbindung aus den inneren Durchgangsmitteln (10 , 34, 14 , 12 ) zum Entlastungsmittel (94) zu ermöglichen und zu verhindern, je nachdem, ob es geöffnet bzw. geschlossen ist.

5. Das Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Magnetventil (18 , 66) für gewöhnlich geöffnet ist, wenn das Steuersignal nicht daran angelegt wird.

6. Das Gerät nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Magnetventil (18 , 66) eine Öffnung im allgemeinen durch seine Mitte aufweist, durch die das Fluid fließen kann, wobei sich die Öffnung mit dem Entlastungsmittel (94) in Fluidverbindung befindet.

7. Das Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungsmittel die Öffnung im zweiten Magnetventil (18 , 66) und ein Dämpfermittel (94) umfaßt, das an der Öffnung angebracht ist.

8. Das Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler-Aufbau (62, 74, 84) folgendes umfaßt: einen Verteilerkörper (74); und eine Abdeckungsplatte (84) für den Verteilerkörper (74); und das Begrenzermittel (30, 102), das am Verteilerkorper (74) oder der Abdeckungsplatte (84) angebracht ist,

wobei das erste und zweite Steuermittel (16 , 64, 18 , 66) am verbleibenden Verteilerkörper (74) oder an der verbleibenden Abdeckungsplatte (84) angebracht sind;

wobei die inneren Durchgangsmittel (10 , 34, 14 , 12 ) im Verteilerkörper (74), in der Abdeckungsplatte (84) und im Begrenzermittel (30, 102) angebracht sind.

9. Das Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzermittel (30, 102) einen abnehmbaren Begrenzer-Hilfsaufbau (102) umfaßt, der den inneren Begrenzer-Durchgang umfaßt, der dazu ausgebildet ist, das Fluid dadurch zu leiten, wobei der Begrenzer-Durchgang einen verkleinerten Querschnittsabschnitt umfaßt, um den Fluidfluß dadurch zu beschränken.

10. Das Gerät nach dem Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkörper (74) eine Mehrzahl von Kanalmitteln (106, 110, 118, 124) in seiner Vorderseite umfaßt, die sich in die Längs- und Breitenrichtung erstrecken, wobei die Abdeckungsplatte (84) an der Vorderseite des Verteilerkörpers (74) angebracht wird und die Kanalmittel (106, 110, 118, 124) abdeckt, um dadurch einen Abschnitt der inneren Durchgangsmittel (10 , 34, 14 , 12 ) zu bilden, wobei der Verteilerkörper (74) und die Abdeckungsplatte (84) Öffnungen (100, 104, 108, 112, 114, 116, 120, 122, 138) aus ihren Außenflächen zu den Kanalmitteln (106, 110, 118, 124) umfassen, wobei sich die Öffnungen (100, 104, 108, 112, 114, 116, 120, 122, 138) im allgemeinen in bezug auf die Kanalmittel (106, 110, 118, 124) quer erstrecken und auch einen Abschnitt der inneren Durchgangsmittel (10 , 34, 14 , 12 ) bilden.

11. Das Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzermittel (30, 102) das Fluid vom zweiten Durchgangsbereich (34) zum vierten Durchgangsbereich (12 ) leitet, wobei das Begrenzermittel (30, 102) umfaßt:

eine Außenplatte (126), die den Begrenzerdurchgang auf ihrer Innenfläche aufweist,

eine Innenplatte (128), die zwischen der Außenplatte (126) und der Abdeckungsplatte (84) angeordnet ist, wobei die Innenplatte (128) eine erste Öffnung (134) aufweist, die das Fluid vom Begrenzerdurchgang zum zweiten Durchgangsbereich (34) leitet, und eine zweite Öffnung (132) vorbestimmter Größe, die das Fluid vom Begrenzerdurchgang zum vierten Durchgangsbereich (12 ) leitet, wobei die vorbestimmte Größe der zweiten Öffnung (132) einen verkleinerten Querschnittsbereich aufweist, um somit den Fluidfluß dadurch einzuschränken,

und Mittel (140), um die Außenplatte (126) und die Innenplatte (126) an der Verteiler-Aufbau-Abdeckungsplatte (84) anzubringen.

12. Das Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin ein Dichtungsmittel (130) umfaßt, das zwischen der Außenplatte (126) und der Innenplatte (128) angeordnet ist.

13. Das Gerät nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin ein Dichtungsmittel (130) umfaßt, das zwischen der Innenplatte (128) und der Verteiler- Aufbau-Abdeckungsplatte (84) angeordnet ist.

14. Das Gerät nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel eine Dichtung (130) umfaßt.

15. Das Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (130) des Dichtungsmittels darin befindliche Öffnungen aufweist, die mit der ersten und zweiten Öffnung (132, 134) der Innenplatte (128) zusammenfallen, wobei die Öffnungen eine Größe besitzen, die den Fluidfluß durch den Begrenzerdurchgang nicht hindert.

16. Das Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 8-15, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermittel (32, 136) einen Filterkörper (136) umfaßt, der in der Verteiler-Aufbau Abdeckungsplatte (84) angebracht ist, die dazu ausgebildet ist, den Fluß durch das Begrenzermittel (30, 102) nur dann zu erlauben, wenn er durch den Filterkörper (136) gelangt.

17. Das Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungsplatte (84) einen vergrößerten Einschnitt (98) umfaßt, der am Begrenzermittel (30, 102) angrenzt, wobei der Einschnitt (98) den Filterkörper (136) darin aufnimmt.

18. Das Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Dichtung (96) umfaßt, die zwischen dem Verteilerkörper (74) und der Verteiler-Abdeckungsplatte (84) angeordnet ist, wobei die Dichtung (96) zwei darin befindliche Öffnungen umfaßt, um das Fluid von dem zweiten Durchgangsbereich (34) und von dem vierten Durchgangsbereich (12 ) durch das Begrenzermittel (30, 102) zu leiten, wobei eine der Öffnungen mit dem vergrößerten Einschnitt (98) der Verteiler- Abdeckungsplatte (84) zusammenfällt und eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner als der Einschnitt ist, um dadurch den Filterkörper (136) innerhalb des Einschnitts (98) festzuhalten.

19. Das Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin ein Gehäuse (38) umfaßt, um den Verteiler-Aufbau (62, 74, 84), das erste und zweite Steuermittel (16 , 64, 18 , 66), das Begrenzermittel (30, 103) und die Filtermittel (32, 136) aufzunehmen.

20. Das Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (38) Außenabmessungen von annähernd 63,5 mm mal 101,6 mm mal 25,4 mm (2,5 Zoll mal 4 Zoll m al 1 Zoll) aufweist.

21. Das Gerät nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin ein Druckerfassungsrnittel (28 , 78) umfaßt, däs dazu ausgebildet ist, den Fluiddruck im zweiten Durchgangsbereich (34) zu erfassen.

22. Das Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkörper (74) eine mit einem Gewinde versehene Öffnung (76) darin umfaßt, die die Außenseite des Körpers (74) mit dem zweiten Durchgangsbereich (34) verbindet, wobei das Druckerfassungsmittel (28 , 78) einen Druckmesser umfaßt, der eine mit einem Gewinde versehene Leitung aufweist, die dazu ausgebildet ist, gewunden mit dem Verteilerkörper (74) verbunden zu sein.

23. Das Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmittel (88) eine verlängerte zylindrische Ausdehnung umfaßt, die integral mit der Verteilermittel-Abdeckungsplatte (84) gebildet ist, die dazu ausgebildet ist, eine biegsame pneumatische Leitung aufzunehmen.

24. Das Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-23, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsmittel (86) eine verlängerte zylindrische Ausdehnung umfaßt, die integral mit der Verteilermittel-Abdeckungsplatte (84) gebildet ist, die dazu ausgebildet ist, eine biegsame pneumatische Leitung aufzunehmen.

25. Das Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-24, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein gasförmiges Fluid ist.