DE1064268B - Pneumatisch gesteuertes Regelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisch gesteuertes Regelventil mit Stellungsmacher und selbsttätiger, verzögert wirksamer Rückführung für strömende Medien.

Bei pneumatisch gesteuerten Reglern, z. B. bei Temperaturreglern, ist es bereits bekannt, von einem Arbeitsorgan in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur oder bei Druckreglern in Abhängigkeit von der Stellung einer Arbeitsmembran, die über eine Leitung mit dem zu regelnden Druck in Verbindung steht, einen konstanten, zugeführten Luftdruck von 0,8 atü in einen Steuerdruck von 0,2 bis 0,8 atü umzuwandeln und zum Steuern eines Regelventils mit Membranantrieb zu benutzen.

Die Umwandlung des konstanten Luftdruckes in den veränderlichen Steuerdruck findet in einem besonderen Gerät, das für Schalttafeleinbau oder auch für Wandaufbau hergerichtet sein kann, statt.

Diese pneumatisch gesteuerten Regler sind in ihrer Ausführung meist vielteilig und umfangreich und daher nicht billig in der Anschaffung. Aus diesem Grund werden solche Regler in der Hauptsache nur in größeren Anlagen eingebaut.

Auch sind pneumatisch gesteuerte Regler bekannt, bei denen die Umwandlung des konstanten Druckes in einen variablen Steuerdruck zur Betätigung eines Membranregelventils direkt in einer auf einem Temperaturfühler aufgebauten Vorrichtung vorgenommen wird.

Diese Regler besitzen meistens keinen Stellungsmacher, so daß allein schon die Stopfbüchsenreibung in dem Membranregelventil genügt, um ein ungenaues Arbeiten des Reglers herbeizuführen.

Weiterhin ist ein pneumatisch gesteuertes Regelventil mit einer vom Steuermittel beaufschlagten Regelmembran bekanntgeworden, bei dem ein in der Regelkammerwandung gleichsinnig mit der Membran bewegliches Ausströmrohr das in die Regelkammer einströmende Steuermittel gegen eine von der Regelabweichung beeinflußte Prallplatte leitet. Dadurch wird erreicht, daß der in die Membrankammer des Regelventils einströmende konstante Luftdruck mehr oder weniger gestaut und dadurch der Ventilkegel in Öffnungs- oder Schließstellung bewegt wird. Diese bekannten Regelventile haben aber die Verwendung zweier verschiedener Drücke für die Regelung zur Voraussetzung. Es müssen also bei einer größeren Anzahl derartiger Regelventile zwei völlig getrennte Druckluftnetze vorgesehen werden. Hinzu kommt noch, daß die Steuerung und der Regelvorgang an zwei verschiedenen und völlig voneinander getrennten Orten stattfindet.

Der Erfindung hat nun die Aufgabe zugrunde gelegen, eine wesentliche Vereinfachung hier zu schaf-Pneumatisch gesteuertes Regelventil

Anmelder:
Kosmos Armaturen- und Apparatebau,
Franz Baumeister K.-G.,
Rodenkirchen/Rhein, Schillingsrotter Str. 40

Hugo Domagala, Köln, ist als Erfinder genannt worden

fen, indem die gesamte Regelvorrichtung in das Ventil selbst hineingenommen wird, ohne daß dieses dadurch konstruktiv wesentlich umfangreicher ausfällt. Gleichzeitig soll nun ein einziges Druckluftnetz verwandt werden.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß das in der Regelkammer bewegliche Ausströmrohr mit der Membran einer Rückführkammer verbunden ist, deren Innenraum durch eine Verbindungsleitung mit dem der Regelkammer in Verbindung steht.

Die über diese Verbindungsleitung und eine Drossel in der Membrandose auftretenden Staudruckänderungen bewirken eine Schubbewegung der durchbohrten Führungsstange und damit der Ausströmdüse in der gleichen Richtung, wie sich die Prallplatte bewegt, was eine Druckänderung in der Membrankammer zufolge hat, die sich rückführartig auf den Ventilkegel überträgt.

Das als entlastetes Doppelsitz-, Einsitz- oder als nicht entlastetes Ventil ausgeführte Membranregelventil kann dabei als Schließ- oder Öffnungsventil ausgebildet sein. Auch kann das Ventil so hergerichtet werden, daß es beim Ausbleiben der Steuerluft entweder schließt oder öffnet.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung geht aus der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels hervor, in welchem in Abb. 1 ein beispielsweise als Temperaturregler ausgebildeter pneumatischer Regler veranschaulicht ist. In Abb. 1 ist im Längsschnitt ein membrangesteuertes Regelventil dargestellt, dessen Schließbewegungen durch einen auf die Membran 1 wirkenden Steuerdruck und dessen Öffnungsbewegungen durch eine Gegenfeder 2 bewirkt wird.

Der über eine Blende 4 im Luftzuführungsrohr 3 in die Membrankammer 5 einströmende Luftdruck ist

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Claims (8)

konstant, ζ. Β. 1,5 atü. Ein Teil der Luft fließt durch die durchbohrte Führungsstange 6, die axial verschiebbar gelagert ist, ab und tritt durch eine Öffnung 7 ins Freie. Auf die Ausströmdüse 9 wirkt eine Prallplatte 8 ein, deren Stellung bestimmt wird durch den Arbeitskörper 10 des temperaturempfindlichen Fühlersystems 11; der Abstand zwischen Prallplatte 8 und Ausströmdüse 9 ist maßgebend für die Menge der aus der Membrankammer 5 ausströmenden Luft. Die in Abhängigkeit von den am Fühlorgan 11 auftretenden Temperaturänderungen entstehenden Stellungsänderungen der Prallplatte 8 bewirken mehr oder weniger große Staudrücke in der Membrankammer 5. Die Staudrücke verstellen die unter dem Einfluß einer Gegenfeder 2 stehende Membran 1 und betätigen über die Ventilstange 12 den Ventilkegel 13 im Schließ- bzw. Öffnungssinn. Reibungswiderstände an der Ventilstange 12, die namentlich durch zu strammes Anziehen der Stopfbüchse entstehen, können sich auf die Funktion des Regelventils ungünstig auswirken, da bei vollständigem Abschluß der Ausströmdüse 9 der volle statische Druck in der Membrankammer 5 wirksam wird. Die Druckänderung in der Membrankammer 5 wirkt sich auch über den Kanal 14 und die Drossel 15 auf die Bodenplatte 16 der Membrandose 17 aus. Die Bodenplatte 16 steht unter dem Gegendruck einer Schraubenfeder 18. Die durch die in der Membrandose wirkenden Druckänderungen entstehenden Längsbewegungen der Bodenplatte 16 werden zwangläufig auf die mit der Bodenplatte 16 fest verbundenen durchbohrten Führungsstange 6 übertragen, so daß die Ausströmdüse 9 sich im gleichen Sinne bewegt wie die Prallplatte 8. Durch die einstellbare Drossel 15 wird erzielt, daß die Bewegung der Führungsstange 6 mit Verzögerung geschieht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 ist der Arbeitskörper 10 mit aulgebauter Prallplatte 8 durch eine Kapillare 19 mit einem Thermostaten 11 verbunden, der in bekannter Weise z. B. mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt und nach einer entweder runden oder geraden Schiebeskala auf einen bestimmten gewünschten Temperaturwert einstellbar ist. Tritt beispielsweise in dem zu regelnden Medium, in welches der Thermostat 11 eingetaucht ist, eine Temperaturerhöhung ein, so tritt in bekannter Weise der Hubstift 20 mehr aus dem Arbeitskörper 10 heraus, und die Düse 9 wird durch die Prallplatte 8 stärker abgedeckt. Dadurch verringert sich der Luftaustritt aus der Membrankammer 5, und es entsteht ein Druckanstieg, so daß die Membran 1 mehr beaufschlagt wird. Der erhöhte Druck bewirkt eine Betätigung des Ventils in Schließrichtung. Im Gegensatz zu anderen pneumatischen Reglern, bei welchen die Membranventile lediglich von einem Steuerdruck, der bekanntlich in den Grenzen von 0,2 bis 0,8 atü variiert, beaufschlagt wird und die dadurch gegen Reibungswiderstände äußerst empfindlich sind, steigt bei dem beschriebenen Temperaturregler der Steuerdruck bei auftretenden Reibungswiderständen nach vollständiger Abdeckung der Ausströmdüse 9 bis auf den vollen Wert des statischen Druckes von 1,5 atü an, so daß immer genügend Kräfte auf der Membran liegen, die das Ventil sicher betätigen. Üuer den Kanal 14 tritt, infolge einstellbarer Drossel 15 verzögert, auch eine Druckerhöhung in der Membrandose 17 ein. Die Bodenplatte 16 wird stärker beaufschlagt, dehnt sich gegen die Feder 18 aus und zieht die Führungsstange 6 mit Ausströmdüse 9 von der Prallplatte 8 ab, wodurch wieder mehr Luft aus der Membrankammer 5 entweichen kann, was einen Druckabfall in der Membrankammer 5 zur Folge hat. Die Schließbewegung des Regelventils wird damit unterbrochen. Die Membrandose 17 mit der gegen die Prallplatte 8 verstellbaren Ausströmdüse 9 stellt eine verzögert wirksame Rückführung in einfachster Bauart dar. Durch die einstellbare Drossel 15 kann die Rückführung mehr oder weniger zur Wirkung gebracht oder auch ganz ausgeschaltet werden. In Abb. 2 der Zeichnung ist die Ausführung des beschriebenen pneumatisch gesteuerten Reglers als Druckregler dargestellt. An Stelle des temperaturempfindlichen Arbeitskörpers 10 ist am Stutzen 21 ein Membranantrieb 22 für die Betätigung der Prallplatte 8 angebaut. Die Membrankammer 23, die mit einem Wellrohr 24 nach außen abgedichtet ist, steht über die Leitung 25 mit dem zu regelnden Druck in Verbindung. Die Membran 26 steht unter dem Einfluß einer Gegenfeder 27, deren Vorspannung mittels eines Drehknopfes 28 eingestellt werden kann. Wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 über die Leitung 25 ein in der zu regelnden Leitung stattfindender Druckanstieg in die Membrankammer 23 übertragen, so dehnt sich die Membran 26 gegen die Feder 27 aus und zieht die Prallplatte 8 von der Ausströmdüse 9 ab. Beim Absinken des Druckes in der Membrankammer 23 wird dagegen die Ausströmdüse 9 von der Prallplatte 8 mehr abgedeckt. Die sich darauf ergebende Steuerung des Regelventilkegels 13 entspricht der im vorangegangenen beschriebenen Anordnung. Patentansprüche:

1. PneumatischgesteuertesRegelventil mit einer vom Steuermittel beaufschlagten Regelmembran und einem in der Regelkammerwandung gleichsinnig mit der Älembran beweglichen Ausströmrohr, welches das in die Regelkammer einströmende Steuermittel gegen eine von der Regelabweichung beeinflußte Prallplatte leitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausströmrohr (6) mit der Membran einer Rückführkammer (17) verbunden ist, deren Innenraum durch eine Verbindungsleitung (14) mit dem der Regelkammer (5) in Verbindung steht.

2. Regelventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in die Verbindungsleitung (14) eingeschaltetes, vorzugsweise einstellbares Drosselglied (15).

3. Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zugleich die Regelkammer und die Rückführkammer umschließendes, beiden gemeinsames Gehäuse.

4. Regelventil nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehäuseansatz für die Prallplatte und ihre Bewegungsteile.

5. Druckregelventil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein deckelartig auf das Prallplattengehäuse aufschraubbares Membranaggregat, dessen Druckkammer mit der den zu regelnden Druck enthaltenden Leitung verbunden ist und dessen Membran die Prallplatte steuert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 391 328, 713 312, 809 975.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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