DE2250381B2 - Druck- oder Temperaturregler für gesättigten oder feuchten Dampf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druck- und Temperaturregler für gesättigten oder feuchten Dampf mit einem Regelorgan, einer mit dem den Durchlaßquerschnitt des Regelorgans bestimmenden Glied in Antriebsverbindung stehenden Membrane, die einen von der Atmosphäre abgeschlossenen Raum in eine erste und zweite Kammer teilt und beim Auftreten eines Überdruckes in der ersten Kammer das Glied im Schließsinne bewegt und einer von der Dampfströmung an der Regler-Auslaßseite beaufschlagten Venturi-Anordnung, deren Anzapfstelle mit der ersten Kammer verbunden ist.

Bei einem solchen bekannten Regler (DE-PS 75 872) besteht der eigentliche Regler aus einem Membranregler normaler Bauart, nämlich aus einem den Durchlaßquerschnitt bestimmenden Doppelsitzventil, welches von einer, eine erste und eine zweite Kammer trennenden Membran betätigt wird.

Die den Regler steuernde Meßgröße wird in bekannter Weise durch eine Venturi-Anordnung ermittelt. Diese ist in einem Parallel-Zweig zum Auslaßstutzen angeordnet, welcher seinerseits einen Drosselkörper enthält. Die Venturi-Anordnung ist in dem Parallel-Zweig fest eingebaut und das Anzapf- bzw. Saugrohr ist innerhalb dieser Venturi-Anordnung unverstellbar gegenüber der Düse angeordnet.

Sowohl die erste Kammer des Membranreglers als auch der Auslaßstutzen sind über einen weiteren Regler mit dem Anzapf- bzw. Saugrohr der Venturi-Düse verbunden.

Bei einer weiteren Ausführungsform dieses bekannten Reglers ist die zweite Kammer des Membranreglers über das weiter angeordnete Regelorgan mit der Außenluft verbunden.

Diese bekannte Regelvorrichtung ist zwar auch bereits so ausgebildet, daß Schwingungszuständen begegnet wird, sie weist jedoch eine komplizierte Ausführung auf, da die Venturi-Anordnung in einer Parallelführung angeordnet ist, weiter eine Drosselklappe im Ausgangsstutzen vorgesehen werden muß, da die Anordnung Düse—Saugrohr bei der Venturi-Anordnung nicht zu einander veränderbar ist Weitere Nachteile ergeben sich durch die Anordnung eines Doppelsitz-Ventiles. Abgesehen von der komplizierten Ausbildung eines Doppelsitzventil-Gehäuses und den sich dabei ergebenden Dichtungsschwierigkeiten, wie auch des wesentlich höheren Gewichtes der zwei Ventilteller, wirkt sich insbesondere der dynamische Druckeinfluß des Fluides auf das Dopelsitzventil bzw. die beiden Ventilteller aus.

Um Schwingungen bzw. ein Flattern solcher Ventilausbildungen zu vermeiden, weisen bekannte Membranregler in der Regel Schraubenfeder-Anordnungen oder Gewichte auf, welche das den Durchlaßquerschnitt regelnde Organ, also z. B. die Ventilteller bei einem Dppelsitzventil belasten und somit den eigentlichen Vorgang des öffnens bzw. des Schließens des Ventiles bewirken. Insbesondere dann aber, wenn ein solcher bekannter Membranregler innerhalb eines Regelkreises mit einem weiteren, diesem Regler zugeordneten Regelorgan zusammengeschlossen wird, ist eine we· Scntiiciic Voraussetzung, daS das den Regeivorgang bewirkende Organ eine große Empfindlichkeit und auch Leichtgängigkeit aufweist, um überhaupt von der Regelgröße des zugeordneten weiteren Regelorgans beeinflußbar zu sein.

Bei einem weiteren bekannten Regler (DE-PS 6 18 932) ist ebenfalls ein Doppelsitzventil vorgesehen und eine Venturi-Anordnung unmittelbar im Anschluß an das Regelorgan im Auslaßrohr eingebaut. Nachteilig ist jedoch, daß sich das mit den Ventiltellern verbundene Saugrohr in Abhängigkeit von der Position des den Durchlaßquerschnitt bestimmenden Ventiles in seiner Lage innerhalb der Venturi-Düse ändert.

Eine weitere bekannte Ausführungsform ohne Venturi-Anordnung (DE-PS 8 52 324) weisi anstelle eines Doppelsitzventil einen, den potentiell verlaufenden Auslaßquerschnitt bestimmenden, innerhalb einer Hülse gleitenden Kolben auf. Nachteilig ist, daß das durch die freigegebenen öffnungen hindurchströmende Fluid den Kolben an seiner Oberseite mit großer Geschwindigkeit umfließt und dabei beträchtliche Rückwirkungen infolge der dynamischen Kraft auf den Kolben ausgeübt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Regler für gesättigten oder feuchten Dampf so auszubilden, daß bei Einstellung der Regelgröße einerseits die sofortige Regelung des zu regelnden Mediums wie bei einem Proportionalregler erfolgt, andererseits die allmählich einsetzende Regelwirkung eines Integralreglers wirkt und insbesondere die Anordnung von das Regelorgan belastenden Federn bzw. Gewichten entfällt, trotzdem aber Schwingungen des Regelorgans vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Druck- oder Temperaturregler der eingangs genannten Art der Regler eine in sein Gehäuse einstehende, daran feste, mit einer Seite zur Dampfzu-

leitung offene, am anderen inneren Ende durch einen Boden verschlossene rohrförmige Hülse aufweist, deren Seitenwand benachbart zum Boden zwei einander gegenüberliegende öffnungen mit Exponentiaischnitt aufweist und auf deren zylindrischer äußeren Umfangsfläche das als rohrförmige Buchse ausgebildete, den DurchiaBquerschnitt der öffnungen bestimmende Glied axial verschieblich ist, das über eine Gabel mit der Membrane in Antriebsverbindung steht und daß die Venturi-Anordnung aus einem axial verstellbar im Regler-Auslaßstutzen angeordneten Düsen-Diffusorrohr und einem am Reglergehäuse befestigten zentrisch in dieses einstehenden Saugrohr besteht, das mit der ersten Kammer verbunden ist und daß mit der zweiten Kammer bzw. einer mit dieser in Verbindung stehenden Kapazität über eine Drossel eine andere Kapazität verbunden ist

Diese erfindungsgemäße Ausbildung des Druck- oder Temperaturreglers weist den Vorteil auf, daß er die Vorteile eines Proportionalreglers, nämlich die Eigenschaft, sofort auf die Einstellung einer Regelgröße anzusprechen, mit den Vorteilen eines integralen Verhaltens verbindet, daß also keine anfänglichen Überreaktionen auftreten und damit Schwingungszustände des Regelorganes vermieden werden. Dieser Vorteil wird insbesondere dadurch bewirkt, daß der hochdruckseitige Teil des Reglers eine besonders einfache Konfiguration aufweist und deshalb der Hochdruck nur auf einen sehr kleinen Teil des Reglers begrenzt ist Die erfindungsgemäße Ausbildung der die rohrförmige Hülse umgebenden Buchse ergibt eine verhältnismäßig große Gewichtsersparnis, weiche sich wiederum vorteilhaft auf die Ausbildung der Membrane auswirkt

Die Ausbildung der zweiten Kammer verbessert die proportional-irriegralen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Reglers und bewirkt insbesondere, daß das, eine zu heftige proportionale Reaktion der Membrane begrenzenden Volumen der ersten Kammer zusammen mit deren Kapazität durch eine zwischengeschaltete Drossel lediglich mit einem weiteren begrenzten, die integrale Wirkung des Reglers hervorrufenden Raum verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Der Druck- oder Temperaturregler weist ein im wesentlichen aus einem zylindrischen Rohr gebildetes Gehäuse 1 auf, welches mittels eines an seiner Oberseite befindlichen Flansches 2 an einer, in der Zeichnung nicht dargestellten, das zu regelnde Fluid zuführenden Leitung angeschlossen ist. Die den Flansch 2 bildende und das Gehäuse 1 abschließende Platte 3 weist eine daran feste und in das Gehäuse 1 einstehende, mit einer Seite zur Leitung offene, am anderen inneren Ende durch einen Boden 4 verschlossene rohrförmige Hülse 5 auf, deren zylindrisch ausgebildete Seitenwand 6 benachbart zum Boden 4 zwei einander gegenüberliegende öffnungen 7 mit Exponentiaischnitt aufweist.

Die zylindrisch ausgebildete Hülse 5 ist von einem eng anliegenden, buchsenförmig ausgebildeten und auf der Hülse 5 in axialer Richtung verschieblich angeordneten Glied 8 umgeben, welches mittels einer Gabel 9 verstellt werden kann.

Das Gehäuse 1 des Reglers weist an seinem unteren Ende eine radiale Erweiterung auf, welche von zwei tellerförmigen Gehäuseteilen 10 und 11 gebildet wird. Zwischen diesen Gehäuseteilcn 10 bzw. 11 ist in der den beiden Gehäuseteilen gemeinsamen Fuge 12 eine Membran 13 gehalten, welche mit ihrem radial nach innen gelegenen Umfang mit der Membranplatte 14 fest verbunden ist welche wiederum über eine Stange 15 mit der Gabel 9 des Gliedes 8 verbunden ist Durch die von der Membran bewirkten Bewegungen der Membran-ί platte sowie der Stange 15 wird das Glied 8 auf der Hülse axial verschoben.

Unterhalb der Hülse 5, in einem für die Bewegung der Gabel 9 ausreichenden Abstand ist das zylinderförmige Gehäuse 1 durch eine zweischalige Zwischenwand 16

κι unterteilt Zwischen dieser Zwischenwand 16 und dem Membranteller 14 bzw. der Membrane 13 befindet sich die erste Kammer 17 und unterhalb der Membrane bzw. des Membrantellers befindet sich die zweite Kammer 18, welche durch die Membrane 13 vollständig

ι > voneinander getrennt sind. Die Stange 15 ist durch die Zwischenwand 16 unter Zwischenlage einer Dichtung 19 hindurchgeführt

Das Gehäuseteil 11 weist in mittiger Anordnung unterhalb des Membrantellers eine Öffnung 20 auf,

-'ι» welche die zweite Kammer 18 mit einer ersten Kapazität 21 verbindet Diese Kapazität ist ein Raum von bestimmten Volumen, der zum Ausgleich des Luftraumes innerhalb der zweiten Kammer 18 bei entsprechender Bewegung der Membrane 13 dient.

-'> Verbunden >nit der Kapazität 21 ist unter Zwischenschaltung einer Drossel 22 eine weitere, größere zweite Kapazität, welche ebenfalls, gesteuert von dem Durchlaßquerschnitt der Drossel auf die Bewegung der Membrane bzw. des Membrantellers 14 und damit des

«' Gliedes 8 einwirkt. Die beiden Kapazitäten 21 bzw. 23 sind gegenüber dem atmosphärischen Raum vollkommen abgeschlossen.

Zwischen dem Flansch 2 und der Zwischenwand 16 des Gehäuses 1 ist ein Auslaßstutzen 24 angeordnet,

i^r) welcher rechtwinklig zur Achse des Gehäuses 1 gerichtet ist. Innerhalb dieses zylindrisch ausgebildeten Auslaßstutzens ist ein Düsenkörper 25 längsverschieblich in axialer Richtung des Auslaßstutzens angeordnet, welcher mittels einer Stellschraube 26 in einer gewünschten Position festgehalten wird. Nach Art einer Venturi-Vorrichtung ist ein Anzapf- bzw. Saugrohr 27 innerhalb der Düse im Auslaßstutzen angeordnet und mit dem anderen Ende durch die Zwischenwand 16 mit der ersten Kammer 17 des Gehäuses 1 verbunden.

··■' Weiter ist die erste Kammer 17 mit einem Anschlußstutzen 28 versehen, welcher so mit einem weiteren Regler, z. B. mit einem pneumatischen Thermofühler verbunden werden kann, daß ein Regelsystem in einer Hintereinanderschaltung entsteht.

"'Ii Ist ein solcher zweiter Regler nicht vorgesehen, ist der Anschlußstutzen 28 verschlossen. Ausgehend von einem Zustand des erfindungsgemäßen Reglers, in dem das Glied 8 die Öffnungen 7 in der Hülse 5 verschließt, soll die Wirkungsweise im folgenden beschrieben

ν» werden:

Innerhalb der Hülse 5 herrscht der konstante hohe Druck des zugeleiteten Fluids. Fällt der Druck auf der Auslaßstutzenseite unter eine bestimmte Größe, wird sich die Membrane bzw. der Membranteller unter

mi Einwirkung der in der Kapazität 21 befindlichen Luftmenge nach oben bewegen und die Öffnungen 7 öffnen. Dieser Vorgang wird nach einem proportionalen Verhalten ablaufen, also mit einer sofortigen Wirkung. Beginnt dann das Fluid durch die teilweise geöffneten

*>■> Öffnungen 7 durch den Auslaßstutzen zu fließen, wird durch die Wirkung der Venturi-Anordnung über das Saugrohr 27 in der ersten Kammer 17 des Gehäuses 1 ein weiteres Druckgetäiie entstehen. Obwohl die

zunehmende Saugwirkung das Vakuum in der ersten Kammer 17 zunächst vergrößern wird, kann sich die Membrane 13 nicht weiterhin proportional ausdehnen, da der Luftraum in der Kapazität 21 beschränkt ist. Die Ausdehnung der Membrane 13 wird sich verlangsamen und nur noch entsprechend der Einstellung der Drossel 22 entsprechend dem Volumen der zweiten Kapazität 23: mit integraler Wirkung vollziehen.

Im Falle, daß über dem Anschlußstutzen 28 ein zweiter Regler, z. B. ein pneumatischer Thermofühler angeschlossen ist, kann eine Wechselwirkung zwischen

den beiden Reglern bezüglich der ersten Kammer 17 stattfinden und damit die Regelung des hier beschriebenen Reglers besonders beeinflußt werden.

Sobald auf der Seite des Ablaßstutzens der Druck wieder steigt, wird die Strömung innerhalb der Venturi-Anordnung nachlassen und entsprechend das Vakuum in der ersten Kammer 17 vermindert werden und schließlich eine solche Druckerhöhung stattfinden, daß die Membrane sich entgegengesetzt ausdehnt und das Glied 8 die öffnungen 7 in der Hülse 5 wieder verschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druck- oder Temperaturregler für gesättigten oder feuchten Dampf mit einem Regelorgan, einer mit dem den Durchlaßquerschnitt des Regelorgans bestimmenden Glied in Antriebsverbindung stehenden Membrane, die einen von der Atmosphäre abgeschlossenen Raum in eine erste und zweite Kammer teilt und beim Auftreten eines Oberdruckes in der ersten Kammer das Glied im Schließsinne bewegt und einer von der Dampfströmung an der Regler-Auslaßseite beaufschlagten Venturi-Anordnung, deren Anzapfstelle mit der ersten Kammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler eine in sein Gehäuse einstehende, daran feste, mit einer Seite zur Dampfzuleitung offene, am anderen inneren Ende durch einen Boden verschlossene robrförmige Hülse (5) aufweist, deren Seitenwand benachbart zum Boden zwei einander gegenüberliegende Öffnungen mit Exponentialschnitt aufweist und auf deren zylindrischer äußeren Umfangsfläche das als rohrförmige Buchse (8) ausgebildete, den Durchlaßquerschnitt der Öffnungen bestimmende Glied axial verschieblich ist, das über eine Gabel (9) mit der Membrane in Antriebsverbindung steht und daß die Venturi-Anordnung aus einem axial verstellbar im Regler-Auslaßstutzen angeordneten Düsen-Diffusorrohr (25) und einem am Reglergehäuse befestigten zentrisch in dieses einstehenden Saugrohr (27) besteht, das mit der ersten Kammer verbunden ist, und daß mit der zweiten Kammer bzw. einer mit dieser in Verbindung stehenden Kapazität (21) über eine Drossel (22) eine andere Kapazität (23) verbunden ist.