DE6945075U - Druckminderer bzw. servobetaetigter 1:1-verstaerker. - Google Patents

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

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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)

Case: 300

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.