DE631303C

DE631303C - Automatic hydraulic control device, especially for controlling steam boiler systems

Info

Publication number: DE631303C
Application number: DEA64305D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-11-28
Filing date: 1931-11-29
Publication date: 1936-06-17

Description

Selbsttätig arbeitende hydraulische Regeleinrichtung, insbesondere zur Regelung von Dampfkesselfeuerungsanlagen Die Erfindung betrifft eine selbsttätig arbeitende hydraulische Regeleinrichtung mit Steuerschieber und Servomotor, bei welcher der Steuerschieber mittels einesRückführhebels von dem Servomotor in seine Decklage zurückgeführt wird, insbesondere zur Regelung von Dampfkesselfeuerungsanlagen. Bei bekannten Regeleinrichtungen hat diese Rückführung den Nachteil, daß die bei Vollast eingeregelten Betriebsgrößen von den bei geringer Last eingeregelten dem Werte nach abweichen. Diese Abweichung stellt den Ungleichförniigkeitsgrad der Regeleinrichtung dar.Automatic hydraulic control device, in particular for controlling steam boiler firing systems The invention relates to an automatic working hydraulic control device with control slide and servo motor, at which the control slide by means of a return lever from the servomotor into its Top layer is returned, in particular to regulate steam boiler systems. In known control devices, this feedback has the disadvantage that the at Operating parameters regulated at full load from those regulated at low load Values vary according to. This deviation represents the degree of irregularity of the control device represent.

Die Erfindung besteht darin, daß zwischen den Rückführhebel und den Servomotor eine Kupplung geschaltet ist, die den Servomotor erst im letzten Teil seiner Regelbewegung mit dem Rückführhebel kuppelt, so daß der Steuerschieber erst im letzten Teil der Regelbewegung des Servomotors in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird, wobei zusätzlich eine von dem Verstellgestänge des Servomotors beeinflußte Steuereinrichtung vorgesehen ist, die nach Beendigung der Regelbewegung des Servomotors letzteren in seine Mittellage und damit in seine Ausgangsstellung zur Kupplung zurückbringt, wobei sie auch selber in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Dadurch wird erreicht, daß der Ungleichförmigheitsgrad möglichst auf Null herabgesetzt wird, um bei allen Belastungsverhältnissen einen gleichbleibenden Regelwert zu erhalten. Der Erfindungsgegenstand macht .hierbei von der bekannten Tatsache Gebrauch, daß ein Regler ohne Rückführung an sich den Ungleichförmigkeitsgrad Null besitzt. Er vermeidet die Pendelungen solcher Regler dadurch, daß die Rückführung als Dämpfung für die Schwingungen dient.The invention consists in that between the return lever and the Servomotor a clutch is connected, which the servomotor only in the last part its control movement with the feedback lever, so that the control slide only returned to its starting position in the last part of the control movement of the servomotor is, in addition one influenced by the adjustment linkage of the servo motor Control device is provided after the end of the control movement of the servo motor brings the latter back into its central position and thus into its starting position for the clutch, whereby it is also returned to its original position itself. This will achieves that the degree of non-uniformity is reduced as far as possible to zero, in order to obtain a constant control value for all load conditions. The subject matter of the invention makes use of the known fact that a controller without feedback inherently has a degree of irregularity of zero. He avoids the oscillations of such controllers by using the feedback as damping serves for the vibrations.

Die Ausbildung der Kupplung läßt sich in mannigfacher Weise durchführen. Nach den weiteren Vorschlägen der Erfindung sind zur Kupplung des Steuerschiebers mit dem Servomotor zwei in ihren Kniepunkten auf dem freien Ende eines von dem Meßgerät verstellten Rückführhebels des Steuerschiebers drehbar gelagerte Kniehebel vorgesehen, die an einem Ende Reibungsbacken tragen, welche durch eine Feder gegen einen ortsfesten Rahmen gedrückt werden, und deren andere Enden durch zwei Spreizhebel miteinander verbunden sind, wobei an dem Verstellgestänge des Servomotors Kupplungsbolzen sitzen, die beim letzten Teil der Regelbewegung des Servomotors durch Einwirkung auf die Spreizhebel die Reibungsbacken von dem feststehenden Rahmen abheben, so daß der Rückführhebel während des letzten Teiles der Regelbewegung des Servomotors von diesem mitgenommen und der Steuerschieber in seine Decklage zurückgeführt wird.The coupling can be designed in many ways. According to the further proposals of the invention are for coupling the control slide with the servo motor two at their knee points on the free end of one of the meter adjusted return lever of the control slide, rotatably mounted toggle levers are provided, wear friction jaws at one end, which by a spring against a stationary Frame are pressed, and the other ends of each other by two expanding levers are connected, with coupling bolts sitting on the adjustment linkage of the servomotor, the last part of the control movement of the servomotor by acting on the Spreading lever lift the friction jaws off the fixed frame so that the Return lever taken along by the servomotor during the last part of the control movement and the control slide is returned to its top position.

Ebenso kann auch als zusätzliche Steuereinrichtung ein weiterer, mit dem anderem, Steuerschieber von dem Meßgerät bewegter und hinsichtlich des Druckmittelzuflusses zum Servomotor parallel geschalteter Steuerschieber vorgesehen sein, in dessen Zu- und Abflußleitung für das Druckmittel Drosselglieder angeordnet sind und dessen Rückführhebel unmittelbar an die Kolbenstange des Servomotors angelenkt ist, so daß dieser Steuerschieber bei der Regelbewegung des Servomotors von letzterem umgesteuert wird und den Servomotor nach Beendigung seiner Regelbewegung in die Mittellage zurückbringt, wobei er auch selber in seine Decklage zurückgeführt wird.Likewise, a further control device can also be used as an additional control device the other, control slide moved by the measuring device and with regard to the pressure medium inflow control spool connected in parallel to the servomotor, in the supply of which and discharge line for the pressure medium throttle members are arranged and its Feedback lever is hinged directly to the piston rod of the servo motor, so that this control slide is reversed by the latter during the regulating movement of the servomotor and returns the servomotor to the central position after its control movement has ended, whereby it is also returned to its top layer itself.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes einen solchen Druckregler für eine Dampfkesselfeuerungsanlage. Dies schließt natürlich nicht aus, daß der Erfindungsgegenstand für andere Regelzwecke, z. B. für die Drehzahlregelung von Kraftmaschinen,.mit gleichem Vorteil anwendbar ist. In Abb. i ist das Schaltschema der Regeleinrichtung wiedergegeben, während in Abb. 2 die bauliche Ausbildung der verwendeten Kupplung des Servomotors mit dem Steuerschieber dargestellt ist.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention such a pressure regulator for a steam boiler combustion system. This of course includes not from the fact that the subject of the invention for other control purposes, z. B. for speed control of prime movers. Can be used with the same advantage. In Fig. I is the circuit diagram of the control device, while in Fig. 2 the structural design of the used coupling of the servo motor with the control slide is shown.

Mit i ist das bewegliche Glied des Impulsgebers bezeichnet, der im vorliegenden Falle von dein Druckmesser 2 gebildet wird. Der Ausschlag des- Impulsgebers wird mittels der Stange 3 auf den Steuerhebel 4 übertragen. Das linke Ende dieses Steuerhebels ist bei 5 an die Stange 6 des Steuerschiebers 7 angelenkt. Das rechte Ende des Steuerhebels 4 ist bei 8 in der Kupplung 9 gelagert, welche die Kolbenstange 13 des Servömotors 12 mit dem Rückführhebel verbindet.With i the movable member of the pulse generator is referred to, which is in present case of your pressure gauge 2 is formed. The deflection of the pulse generator is transmitted to the control lever 4 by means of the rod 3. The left end of this The control lever is hinged at 5 to the rod 6 of the control slide 7. The right The end of the control lever 4 is mounted at 8 in the coupling 9, which is the piston rod 13 of the servo motor 12 connects to the feedback lever.

Die Kupplung 9 ist bei dem Ausführungsbeispiel als Reibungskupplung ausgebildet. Sie besitzt zwei Kniehebel 16 und 17, die auf dem rechten Ende des Steuerhebels 4 drehbar gelagert sind. Die oberen Enden der Kniehebel 16, 17 tragen Reibungsbacken 18, ig, welche mittels der Feder 23 gegen die Führungsbahnen 2o, 21- des feststehenden Rahrriens 22 gedrückt werden. Die unteren Enden der Kniehebel 16, 17 sind durch zwei Spreizhebelgejenke 24, 25 und 27, 28, die in ihren Knickpunkten mit Anschlagstiften 26 und 2g versehen sind, miteinander verbunden. Die Anschlagstifte 26 und 29 liegen dabei in der Bewegungsbahn der Bolzen 31 und 32, welche an der Kolbenstange 13 befestigt sind: Die zusätzliche Steuereinrichtung, welche den Servomotor 13 nach Beendigung seiner Regelbewegung in seine Ausgangsstellung zur Kupplung g zurückbringt, besteht aus dem Steuerschieber 44. Die Stange 43 dieses '-Schiebers ist bei 42 an den Steuerhebel 41 an-;=-,gelenkt, der mit dem Impulsgeber 2 über die ;; §:tänge 3 und den Hebel 40 gekuppelt ist. Das rechte Ende dieses Steuerhebels 41 ist bei 45 an der Kolbenstange 13 drehbar gelagert. 15 ist die Druckölzuleitung zum Steuerschieber 7, `während io und 14 die Steuer-' Leitungen dieses Schiebers bezeichnen, welche den Schieber mit der oberen oder der unteren Hälfte des Zylinders des Servomotors 12 verbinden. 50 und 51 sind die Abflußleitungen des Steuerschiebers 7. Beim Steuerschieber 44, bezeichnen 47 die. Druckölleitung, 48 und 49 die zum Servomotor führenden Steuerleitungen und 52, 53 und 54 die Abflußleitungen. In der Druckölzuleitung 47 und in der Abflußleitung ist hierbei je eine Drossel 55 bzw. 56 vorgesehen, welche die Strömung des vom Schieber 44 gesteuerten Drucköles verzögern.In the exemplary embodiment, the clutch 9 is designed as a friction clutch. It has two toggle levers 16 and 17 which are rotatably mounted on the right end of the control lever 4. The upper ends of the toggle levers 16, 17 carry friction jaws 18, ig, which are pressed by means of the spring 23 against the guide tracks 2o, 21- of the stationary belt 22. The lower ends of the toggle levers 16, 17 are connected to one another by two spreading lever joints 24, 25 and 27, 28, which are provided with stop pins 26 and 2g at their break points. The stop pins 26 and 29 lie in the movement path of the bolts 31 and 32, which are attached to the piston rod 13: The additional control device, which returns the servomotor 13 to its starting position for clutch g after its control movement has ended, consists of the control slide 44. The rod 43 of this' slide is at 42 on the control lever 41 -; = -, articulated, which is connected to the pulse generator 2 via the ;; §: length 3 and the lever 40 is coupled. The right end of this control lever 41 is rotatably mounted at 45 on the piston rod 13. 15 is the pressure oil supply line to the control slide 7, while io and 14 denote the control lines of this slide, which connect the slide with the upper or lower half of the cylinder of the servo motor 12. 50 and 51 are the discharge lines of the control slide 7. In the case of the control slide 44, 47 denote the. Pressure oil line, 48 and 49 the control lines leading to the servomotor and 52, 53 and 54 the drain lines. In the pressurized oil supply line 47 and in the discharge line, a throttle 55 and 56, respectively, is provided which delay the flow of the pressurized oil controlled by the slide 44.

Die Arbeitsweise der Regeleinrichtung ist folgende:-Es sei angenommen, daß das bewegliche Glied i des Druckmessers 2 infolge einer Druckabsenkung eine Abwärtsbewegung der Steuerstange 3 bewirkt. Infolge dieser Abwärtsbewegung werden auch die Steuerschieber 7 und 44 abwärts bewegt. Die Abwärtsbewegung des Schiebers 7 hat zur Folge, daß die Druckölzuflußleitung 15 mit der Steuerleitung io verbunden. wird, welche in den oberen Teil des Zylinders des Servomotors 12 mündet. Der Kolben des Servomotors wird infolgedessen gleichfalls abwärts bewegt und damit das mit diesem gekuppelte Steuerglied, z. B. die Ofenklappe, im Sinne einer Druckerhöhung verstellt.- Bei der Abwärtsbewegung des Kraftkolbens des Servomotors 13 bleibt der rechte Drehpunkt des Rückführhebels 4 zunächst stehen. Dieser Zustand dauert so lange, bis der Bolzen 32 des Servomotors 13 den Anschlagstift 29 des oberen Spreizgelenkes 27, 28 erreicht. Das Kniegelenk wird alsdann nach unten gedrückt, so daß die Belastung der Feder 23 aufgenommen wird und infolgedessen die Reibungsbacken 18 und ig der Kniehebel 16 und i7 von den Führungsbahnen 2o, 21 abgehoben werden. Der Rückführhebel4 wird alsdann von dem Servomotoiifrei mitgenommen, was die Rückführung des Schiebers 7 in seine Decklage und damit die Unterbindung der Druckölzufuhr zur oberen Hälfte seines Zylinders zur Folge hat.The mode of operation of the control device is as follows: - It is assumed that that the movable member i of the pressure gauge 2 due to a pressure drop a Downward movement of the control rod 3 causes. As a result of this downward movement will be also the control slide 7 and 44 moved downwards. The downward movement of the slider 7 has the consequence that the pressure oil supply line 15 is connected to the control line io. which opens into the upper part of the cylinder of the servo motor 12. The piston As a result, the servomotor is also moved downwards, and thus with it this coupled control member, z. B. the furnace flap, in the sense of a pressure increase adjusted.- During the downward movement of the power piston of the servo motor 13, the remains right fulcrum of the return lever 4 are initially. This state lasts like that long until the bolt 32 of the servo motor 13 hits the stop pin 29 of the upper expansion joint 27, 28 reached. The knee joint is then pressed down, so that the load the spring 23 is received and, as a result, the friction shoes 18 and ig the Toggle levers 16 and i7 are lifted off the guideways 2o, 21. The return lever 4 is then taken away from the Servomotoiifrei what the return of the slide 7 in its top layer and thus the prevention of the pressure oil supply to the upper half of its cylinder.

Bei dem Ausschlag, des Impulsgebers 2 ist auch der Steuerschieber 44 abwärts bewegt worden. Diese Abwärtsbewegung bleibt jedoch ohne- Einfluß auf den Servomotor 12, da die Drossel 55 in der Olzufuhrleitung 47 und die Drossel 56 in der ölabflußleitung 54 die Steuerwirkung des Schiebers zunächst verhindern. Auch im weiteren Verlauf des Regelvorganges bleibt die Abwärtsbewegung des Steuerschiebers 44 ohne Einfluß. Der Rückführhebel 41 des Steuerschiebers 44 ist nämlich unmittelbar an der Kolbenstange des Servomotors angelenkt, so daß der Steuerschieber bei der Abwärtsbewegung des Servomotors, die durch den Steuerschieber 7 hervorgerufen wird, sogleich in seine Decklage zurückgebracht -wird. Da die Rückführung des Steuerschiebers 7 erst später einsetzt, -wird der Schieber 4..4 sogar über seine Decklage hinaus nach oben bewegt. Dies hat zur Folge, daß die Druckölzuflußleitung 47 mit der Steuerleitung 48 verbunden wird, die an die untere Zylinderseite des Servomotors angeschlossen ist. Der Servomotor 12 wird daher nach oben zurückgestellt, und zwar so lange, bis der Steuerschieber 44 seine Decklage wieder erreicht hat. Die Kupplungsbolzen 31 und 32 an der Kolbenstange 13 des Servomotors 12 haben alsdann ihre Ausgangsstellung zu den Anschlagstiften 26 und 29 des Spreizhebelgelenkes -nieder erreicht, so daß die Regelung von neuem beginnen kann.When the pulse generator 2 is deflected, the control spool is also there 44 has been moved downwards. However, this downward movement remains unaffected the servo motor 12, there the throttle 55 in the oil supply line 47 and the throttle 56 in the oil discharge line 54 initially has the control effect of the slide impede. The downward movement also remains in the further course of the control process of the control slide 44 without influence. The return lever 41 of the spool 44 is namely hinged directly to the piston rod of the servo motor, so that the Control spool during the downward movement of the servomotor, which is caused by the control spool 7 is caused, is immediately returned to its top layer. Because the repatriation of the control slide 7 only starts later, the slide 4..4 is even over its Top layer moved upwards. This has the consequence that the pressure oil supply line 47 is connected to the control line 48, which is connected to the lower cylinder side of the Servomotor is connected. The servomotor 12 is therefore reset upwards, until the control slide 44 has reached its top position again. The coupling bolts 31 and 32 on the piston rod 13 of the servo motor 12 then have their starting position to the stop pins 26 and 29 of the expansion lever joint-low reached so that the scheme can begin again.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic hydraulic control device with control spool and servo motor, in which the control spool is operated by means of a Return lever is returned to its top position by the servomotor, in particular for the regulation of steam boiler systems, characterized by such Coupling -between the feedback lever (4) and the servomotor (12) that the servomotor (12) is only coupled with the feedback lever (4.) in the last part of its control movement -will and return the control slide to its starting position, -which additionally a control device (44) influenced by the adjustment linkage of the servomotor is provided, the latter after completion of the regulating movement of the servomotor brings it back into its central position and thus into its starting position for the clutch, whereby it is also returned to its original position itself.

2. Control device according to claim i, characterized in that for coupling the control slide (7) with the servo motor (12) two in their knee points on the free end of one of the measuring device adjusted return lever (4) of the control slide (7) rotatably mounted Toggle levers (16, 17) are provided which carry friction jaws (18, ig) at one end, which are pressed by a spring (23) against a stationary frame (22), and the other ends of which are connected to one another by two spreading levers (24, 25 and 27, 28) are, with coupling bolts (31, 32) on the adjusting rod of the servomotor (12) that sit in the last part of the control movement of the servo motor (12) by action on the spreading lever (24, 25) the friction jaws (18, i g) of the stationary Lift off the frame (22) so that the return lever (4) during the last part of the Control movement of the servomotor - taken along and the control slide (7) is returned to its top layer.

3. Control device according to claim i and 2, characterized in that as an additional control device, a further, with the other control slide moved by the measuring device and with regard to the pressure medium inflow control slide (44) connected in parallel to the servomotor is provided, in which Inlet and outlet line for the pressure medium throttle members (55a 56) are arranged and its return lever (41) directly on the piston rod (13) of the servo motor (12) is articulated, so that this control slide during the control movement of the servo motor is reversed by the latter and the servomotor after completion of its control movement brings it back into the middle layer, whereby it also returns itself to its top layer will.