DE6945075U - Druckminderer bzw. servobetaetigter 1:1-verstaerker. - Google Patents
Druckminderer bzw. servobetaetigter 1:1-verstaerker.Info
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Description
Case 300 - Comm. 707.077
PIGIfOIiE STJD S,p.Α., Bari/Italien
Druckminderer "bzw. servo"betätigter 1:1—Verstärker
Die Erfindung "betrifft einen Druckminderer oder 1:1—Verstärker
(engl. "amplifying repeater 1:1") der Servobauart, der nicht auf Schwankungen im Speisedruck trotz seiner sehr
kleinen Größe anspricht.
Ss ist "bekannt, daß es, um eine gute Stabilität im Auslaßdruck
eines Druckyerstärkers-Minderers (pressure repeater - reducer) unabhängig von Schwankungen im Speisedruck zu
erhalten, notwendig ist, daß der Druckverstärker-!! Inder er
mit einer sehr hohen Verstärkung ausgestattet ist, das ist mit einer doppelten Verstärkerstufe, wobei dieser so
betrieben wird, daß das Verhältnis zwischen dsn du#eh das
Signal betätigten Flächen und der Fläche des Absperrsystems
sehr hoch wird. Auf diese Weise wird die Druckschwankung an der Verschlußeinrichtung aufgrund einer Schwankung des
Speisedruckes in eine Änderung des Signals und daher des
Auslaßdruckes umgeformt, die prozentual viel geringer und praktisch vernachläßigbar ist.
Hieraus folgt, daß es notwendig ist, auf einen Druckverstärker-Minderer
mit beachtlichen Abmessungen zurückzu—greifen.
Sin bekannter Druckminderer-Verstärker, wie er bisher hergestellt
wurde, ist in Fig. 1 wiedergegeben. Hierbei wird die Differenz zwischen dem Auslaßdruck ü und dem durch die
Feder 1 oder durch einen über das Ventil 2 der Kammer 3 beaufschlagten
Druck vorgegebene Signal moduliert, indem es um sehr kleine Verschiebungen die relative Lage des beweglichen
Körpers 4 bezüglich der Düse 5 und damit des. Servoarbeitsdruck moduliert, der in der Kammer 6 durch den gleichen Speisedruck
A über eine Verengung 7 erzeugt wurde und wirkt auf ein bewegliches Aggregat 8, welches mit einem Doppelverschlußelement
9 verbunden ist. Das bewegliche Aggregat 8 bildet eine Kammer 10, die mit der Atmosphäre'über die Leitung 11
verbunden ist. Mittels einer Doppels'erstärkung dieser Differenz
ermöglicht die genannte Vorrichtung es, den Auslaßdruck U auf den Wert des voreiagestellten Signals selbst
bei beachtlichen Speisemengen zu stabilisieren. Ist nämlich diese Differenz positiv, d.h. der Auslaßdmack U höher als
das voreingestellte Signal, so wird ein Anheben des beweg— liehen Körpers 4 erzeugt und damit eine größere Öffnung der
Düse 5 hervorgerufen. Dies führt zu einer Abnahme des Servoarbeitsdrucks in der Kammer und daher zu einem Anheben des
beweglichen Aggregats 8. Das resultierende Anheben des Verschluß el em ent es S aufgrund der Feder 12 sorgt auf diese Weise
für das Schließen der Speiseöffnung 13» während auf der anderen Seite auf die Öffnimg 14 eingewirkt wird, über die
sowie über Kammer 10 und Leitung 11 der Überdruck U in die
IrUf t g€
Umgekehrt, wenn diese Differenz negativ ist, erfolgt ein Absenken
des beweglichen Körpers 4, eine Abnahme in der öffnung
der Düse 5, eine Zunahme im Servoarbedtsdruck und damit ein
Absenken des beweglichen Aggregates 8. Bas Verschlußorgan 9
schließt daher mit seinem"oberen Kopf die Öffnung 14, wogegen
es, wenn es durch eben dieses bewegliche Aggregat nach unten gestoßen wird, die Speiseöffnung 13 öffnet; der Druck ü
steigt soweit, daß er gleich dem eingestellten Signal wird.
Biese Vorrichtung ist jedoch nicht frei vom Einfluß in Schwan
kungen im Speisedruck A.
Der Grund für diesel Einfluß wird durch die Tatsache g^eben,
daß, variiert <Ser Speisedruck A (d.h. nimmt er zu), in der
Verengung I^ eine Zunahme in der Fördermenge sich einstellt,
die durch eine größere öffnung der Düse 5 kompensiert werden muß, damit keine Schwankung des Servoarbeitsdruckes in
der Kammer 6 auftritt, die eine Verschiebung des beweglichen
Aggregates 8 und damit eine Änderung im Auslaßdruck TJ hervorrufen
würde.
erzeugt diese größere Öffnung der Düse 5, die durch ein
wenn auch kleines Anheben des beweglichen Körpers 4 hervor-*
geru&a wurde, in-dem die Feder 1 stärker komprimiert wurde
oder das Fluid durch das Ventil 2 gefördert wurde, einen, venn auch kleinen Fehler sia voreingestellten Signal und danit
im Auslaßdruck IT, der immer gleich dem des voreingestellten
Signals gehalten wird.
Zusammengefaßt kann man sagen, daß dieser Servoie,tä
Druckminderer—Verstärker, un den Fehler vernachläßigbar werden
zu lassen, der am AuslaßdEEck U aufgrund des EinfltEJßes
einer Änderung des Speisedruckes A eingeführt wurde, keine übermäßig kleinen Abmessungen der verschiedenen Elemente
aufweisen darf.
Erfindungsgemäß soll nun dieser Nachteil "behoben werden und .
somit ein servobetätigter DrucKverstärker-Mißderer fait einer
doppelten Verstärkerstufe vorgeschlagen werden, die unter
Verwendung einer besonderen Schaltanordnung den Auslaßdruck
unabhängig von den Änderungen im Beaufschlagun^äruck macht
und eine Miniaturisierung ermöglicht. Erreicht wird dies, indes der Servoarbeitsdruek anstatt mit dem Sfceisedruck nunmehr
mit dem Auslaßdznck des Minderers-Verstärkers beaufschlagt
und dieser Servoarbeitsdruck nicht mit eiree Döse sondern
mit einem Yerschlußelement von umgekehrter Wirkung moduliert
wird, das einer festen Verengung zugeordnet ist, die die Kammer des Servoarbeitsdruckes in Verbindung mit der
Atmosphäre setst.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun anhand der beiliegenden Zeichnung, nämlich Fig. 2, näher erläutert
werden, die im Schnitt den Aufbau eines servobetätigten Druckverstärkers-Minderers nach der Erfindung zeigt.
In Pig. 2 ist mit "»5 die Kammer für das Einstellsignal bezeichnet« die von der Kammer 16 für den Auslaßdruck U durch
eine Wellmetallmembran 17 getrennt ist.
Erzeugt wird das 3instelisignal in der Kammer 15 entweder
durch eine Spiralfeder 18, die auf einen beweglichen Träger 19 wirkt, welcher fest mit der Membran 17 verbunden und
an der Oberseite durch einen beweglichen Körper 20 gehalten ist, der über eine Rändelschraube 21 verschraubbar ist, oder
das Signal wird durch einen Snick erzeugt, mit dem die Kammer
15 über das Ventil 22 beaufschlagt wird. Im ersteren Pail wirkt die Vorrichtung als Druckminderer und das eingestellte
Signal kann variiert werden, indem einfach die Spannung der Peder 18 mittels der Rändelschraube 21 Tariiert wird, wogegen
im zweiten Pail die Vorrichtung als 1:1-Versiärker wirkt.
Das bewegliche Organ 23, welches über eine kleine Spiralfeder
24 rückgestellt wird, dildet dann eine Kammer 25, die in
U · ς _
y direkter Verbindung mit der Atmosphäre und in Verbindung mit
dsr Kammer 16 des Auslaßdruckes U über eine Öffnung 26 steht,
deren größe durch die kleine Kugel eines doppeltwirkenden Kugelverschlusses 2? steuerbar ist.
Die Kammer 16 für den Jiuslaßdruck U wird durch &en Speisedruck
A über ein Loch 28 und eine Speiseöffnung 29 beaufschlagt, aeTen Größe durch die große Kugel dieses Verschlusses
27 steuerbar ist, die ihrerseits durch eine Kegelfeder
30 rückgestellt wird.
Das Loch 28 dient dazu, die Arbeitsweise des Druckminderers-Verstärkers
zu stabilisieren, indem man im Betrieb die Öffnung 26 ismer ein wenig offen hält >md damit eine gewisse Liefermenge,
abhängig von der Größe eben dieses Loches, in die Atmosphäre ausgetragen wird.
\ Die Servoarbeitsdruckkammer 31 schließlich wird, anstatt über
eine Verengung durch den Speisedruck A beaufschlagt zu wer-. * den, dagegen - dies stellt ein wesentliches Merkmal der Erfindung
dar - durch eine Öffnung 32 durch den gleichen Ausf laßdruck U beaufschlagt und steht in direkter Verbindung mit
j der Atmosphäre Über eine Verengung 33.
Der Servoarbeitsdruck in der Kammer 31 wird dann - hierbei
handelt es sich um ein weiteres Hauptmerkmal der Erfindung —
nicht über ein Düsensystem, sondern über einen Kugelverschluß
34 moduliert, der mit dem beweglichen Träger 19 verbunden unä durch eine kleine konische Spiralfeder 35 zentriert ist^
die in umgekehrter Weise wie die Düsensysteme sich verhält, die bisher bei Druckisinderern-Verstärkern verwendet wurden.
Wenn nämlich mit dem Düsensystem eine '"Steigerung beispielsweise
des eingestellten Signals hinsichtlich des Auslaßdruckes U ein Schließen der Düse hervorruft, so sorgt es im Falle der
Erfindung für ein Öffnen des Verschlusses 34-.
3ie Arbeltswelse des Servobetätlgten Druckminderers—Yersxär:—
kers nach der Erfindung Ist wie oben "beschrieben. Eine positive
Differenz zwischen des Auäaßdruck IJ und dem eingestelltes.
Signal sorgt nun tatsächlich für ein Anheben der
?i" = llsetallmeinbran 17 und somit des Verschlusses 34 unit uiage— kehrt
sr '.vlrkung, wobei hierdurch weiter die Öffnung 32 geschlossen
und die Speiseförderung des Servoarbeitsdruckes vermindert wird.
Dieser Servoarbeltsdrack fällt und sorgt für ein Anheben des
beweglichen Organs 23 und damit für eine Vergrößerung der Auslas öffnung 26, durch die der Überschuß an Aaslaßdruck TI
in die Atmosphäre ausgetragen wird, wogegen das Versehlußele-•nent
27 wegen der Peder 30 die Speiseöffnung 29 schließt. 1st dagegen diese Differenz negativ, so erfolgt ein Absenken
der lien:bran 17, es stellt sich eine Vergrößerung der Öffnung
32 ein und es ergibt sich eine höhere !Förderung durch diese Öffnung und damit eine Steigerung im Servoarbeitsdruek innerhalb
der Kammer 31. Das bewegliche Organ 23 wird daher nach
unten geschoben und somit schließt die Auslaßöffnung 26, die Speiseöffnung 29 öffnet, cö? Auslaßdruck U wird daher veranlaßt
zuzunehmen,
Dieser servobetätigte Druckminderer-Verstärker bietet jedoch den Vorteil wie oben angegeben, auf die Schwankungen im Spei- |j
si sedruck A überhaupt nicht anzusprechen. J!
•>i Sine Schwankung im Speisedruck A wird nur in eine Liefer- »\
Schwankung durch das Loch 28 und somit in eine Änderung der J|
Fördernenge umgeformt, die in die Atmosphäre durch eine -
Auslaßöffnung ausgetragen wurde. ;
Da also eine Schwankung im Speis*edruck A nur eine Verschie-.
bung äes beweglichen Organs 23 aufgrund des Vorhandenseins der kleinen Jeder 24 zur Folge hat und keine Störung, wie
dies im obengenannten Pail zu erwarten ist, des Servoar-
"beitsdrnckes und daiait die AOgeglieheiiheit der ¥elinietall-aeinoren
17 zur 3?olge hat. zeigt siea, daS der AuslaBdruck ü
gleich des "T?"oreiiiges1;eXit;eii Signal "and keinerlei ScirwaBkun—
gen ausgesetzt ist.
Sa veiterliin sit der Schaltanordnung nacn. der 3riindung ein
Servo"betätigter Drucloninderer—TTerstarJker gescnaf£en vurde,
der nieat von den Änderungen is Speisedruck aobsngz, ist es
ifLar, da3 das xinterseoiedlicae die Torricnirung "bildende 3Iesent
nunmehr -wlnzigklein hergestellt werden kann, so daß
ein serTTobetätigter üruckDinderer-Yerstärker kleiner Afcaessungen
geschaffen wird.
SchutzaDsprttch
- S -
Claims (1)
1. Servobetätigter, druckverstärkender Irl-Druckminderer-Ver—
stärker, mit einer Kammer für das voreingestellte Signal,
einer Kammer iür den Aizslaßdruek, die durch ein Loch, und eine
öffnung beaufschlagbar ist, die durch einen Doppelversehluß'-steuerbar
ist* mit einem beweglichen Organ, welches eine Xam-3er
in direkter Verbindung mit der Atmospnära und mit dieser
Sammer des AuslaBdruekes dtircli eine Öffnung begrenzt, die durcli
den Doppeiverscbluß steuerbar ist, mit einer Kammer für den
Servoarbeitsdruck für das bewegliche Organ und einer Wellmetallisembran,
die die beiden Kammern des Einstellsignals und de3 Äuslaßdruckes trennt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Servoarbeitsdruckkammer (31 in Verbindung mit der Atmosphäre
über eine Verengung steht und direkt aus der Kammer (16)
des Auslaßdruckes durch eine öffnung (32) beaufschlagt wird,
welche durch ein Verschlußeleiaent (34) mit umgekehrter Wirkung
steuerbar ist, welches mit der ¥ellmetallmembran (17) verbunden ist.
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