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Vorrichtung zum Regeln des absoluten Druckes Die Erfindung bezieht
sich auf Vakuumregler, wie sie in der chemischen Industrie, beispielsweise zur l#Ierstellung
von synthetischen Fetten und Kunststoffen, z. B. zur Seifenfabrikation, ganz allgemein
fürVakuum-Koch- und -Trockenprozesse sowie bei der Destillation, z. B. der fraktionierten,
und Extraktion Verwendung finden.
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Bei derartigen Vakuumreglern wird es als Übelstand empfunden, daß
es bisher nicht in' einwandfreier Weise gelungen ist, die Änderungen 'des Außendruckes,
die gegenüber den Änderungen des zu überwachenden absoluten Druckes eine ausschlaggebende
Rolle spielen und den Regelwert verfälschen, auszuschalten.
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Es ist bekannt, mit (Quecksilberbarometern den absoluten Druck bzw.
das reduzierte Vakuum zu messen, abzulesen oder aufzuschreiben. Es ist auch ein
Vakuummeter bekanntgeworden, dessen Anzeige durch ein Barometer korrigiert ist;
dies geschieht so, daß der Zeiger des Vakuummeters durch die korrigierende Barometerfeder
nicht nur entgegengesetzt der Anzeigerichtung gedreht, sondern gleichzeitig translatorisch
bewegt wird. Diese Korrektur mag für Meßgeräte in vielen Fällen ausreichen; nach
der erfindungsgemäßen Erkenntnis ist sie zur Schaffung eines einwandfreien Reglers
für absoluten Druck, der 6 bis io mmg Hg-Druck auf 10/, genau regeln soll, unbrauchbar.
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Zur Beseitigung des Einflusses des Außendruckes auf den Regelwert
wird erfindungsgemäß ein Ausgleich der Schwankungen des Atmosphärendruckes bei einem
Regler für
absoluten Druck zwar ebenfalls mit Hilfe eines unter
Atmosphärendruck stehenden Barometersatzes bewirkt, aber in der Weise, daß senkrecht
zur Betätigungsrichtung des Regelgestänges an diesem das Verstellglied der Barometerdose
so angreift, daß der Korrekturimpuls ausschließlich in entgegengesetzter Richtung
wie der Hauptimpuls auf das Hilfsventil (Düse) einwirkt.
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Es wird also nicht schlechthin für den allgemeinen Gedanken Schutz
begehrt, zum Zwecke der Korrektur nach dein Außendruck einen Barometersatz für einen
Regler für den absoluten Druck vorzusehen.
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Mit der senkrechten Anordnung des Verstellgliedes der Barometerdose
gegenüber der Betätigungsrichtung des Meßgestänges erreicht man, daß von der Barometerdose
her die Barometerschwankungen in der gleichen Weise auf den Regelmechanismus einwirken,
wie sie auf diesen von dem Druckkammermeßsystein zur -Einwirkung gelangen, ohne
daß eine Rückwirkung vom Meßgestänge auf die Barometerdose erfolgen kann.
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Das Verstellglied der Barometerdose kann man direkt am Meßgestänge
in der geschilderten Weise zweckmäßig so angreifen lassen, daß die Barometerdose
unmittelbar in den Hebelarm eingeschaltet wird, der am einen Ende in einem Gelenk
bzw. federnd gelagert ist und am anderen Ende senkrecht am Meßgestänge angreift.
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Die indirekte Einwirkung ist so gedacht, daß am Meßgestänge ein Hilfsrelais
angreift, das seinerseits von der Barometerdose gesteuert wird (Folgesteuerung).
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Zweckmäßig wird der Erfindungsgegenstand in der Weise ausgebildet,
daß in das Meßgestänge ein Bügel eingeschaltet ist, in welchem das Ausgleichsgestänge
gelagert ist.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, in dein Bügel einen Winkelhebel
zu lagern, an dessen einem Ende die Barometerdose angreift, während das andere Ende
mittelbar oder unmittelbar auf den Kraftschalter des Reglers wirkt.
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Die Erfindung erschöpft sich nicht in der besonderen Art einer barometrischen
Kompensation für Regler von absoluten Drücken; erfindungsgemäß wird dieser kompensierte
Regler vielmehr weiterhin mit durch Federkraft ausgewogenem System ausgebildet,
wodurch die bei einfachem Aufbau große Empfindlichkeit gewährleistet ist.
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Diese weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin,
daß eine Richtkraft senkrecht zur Bewegungsrichtung der Systemfeder auf diese mit
Hilfe eines Hebels so einwirkt, daß bei einer vom Sollwert abweichenden Stellung
der Feder ein zusätzliches, die Bewegung der Systemfeder verstärkendes Moment auftritt.
Für diese Richtkraft ist zweckmäßig eine Blattfeder oder eine Schraubenfeder vorgesehen,
letztere als Druck- oder Zugfeder. Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich
bei der Benutzung einer Zugfeder. Diese kann in Verlängerung des senkrecht auf die
Bewegungsrichtung der Systemfeder einwirkenden Hebels angebracht werden. Man erkennt,
daß dann die Richtkraft auf die Systemfeder keine Kraft ausübt, solange die Systemfeder
in der Sollwertstellüng in Ruhe ist. Sobald die Regelgröße und die Lage der Systemfeder
schwankt, wird auf sie von der erfindungsgemäß vorgesehenen Feder eine zusätzliche
Kraft ausgeübt, die den Regelimpuls verstärkt. Hierbei ist es erforderlich, daß
die zusätzliche Richtkraft der Charakteristik der Systemfeder gut angepaßt ist,
so-daß- einerseits die Empfindlichkeit gesteigert ist, andererseits aber keine störenden
Rückschläge auf die Systemfeder ausgeübt werden.
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Die Bedeutung dieser .'Vorrichtung zur Steigerung der Empfindlichkeit
für den erfindungsgemäßen Vakuumregler mit Kompensation des Einflusses der Außenatmosphäre
wird besonders deutlich, wenn man sich vorstellt, daß die Druckkammer eine kreisförmige'
Membran besitzt mit einem Durchmesser von etwa 8 cm, so daß der auf ihr lastende
Atmosphärendruck etwa 5o kg beträgt. Da mit dem Regler die zu überwachende Anlage
auf einen Sollwert von etwa 6 bis io mm Hg absoluter Druck mit einer Genauigkeit
von + i bis 2°% zu halten ist, so ist eine wirksame und genaue Regelung nur möglich,
wenn die Meßkräfte wesentlich verstärkt auf das Regelglied wirken. Diese Verstärkung
ist mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung in einfacher Weise möglich.
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Die Erfindung wird nunmehr an einem Ausführungsbeispiel an Hand der
Zeichnung näher erläutert, welche schematisch Wesen und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Kompensation des Atmosphärendrucks und die erfindungsgemäße Steigerung der Ernp,
findlichkeit zeigt.
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Im einzelnen ist i das Membranventil der zu überwachenden Anlage,
2 die Leitung, mit der das Meßsystem 3 mit der Vakuumkam= mer q. und der mit der
Atmosphäre in Verbindung stehenden Druckkammer 5; die voneinander durch die Membran
6 getreruit sind, an die zu überwachende Anlage angeschlossen ist. An der Membran
6 greift das Meßgestänge 7 mit dem Bügel B. und der Feder 9 an: In den Bügel 8 ist
eine Welle io gelagert, vors welcher der Winkelhebel : i i _ getragen wird, an dessen
einem Ende das Verstellglied 12 der Barometerdose 13 und an dessen anderem Ende
die - : Verbindungsstange 1-4 - zum Kraftschalter :artgelenkt ist, der .im vorliegerden
Falle
aus dem Winkelschieber 15 und der zugehörigen Düse besteht. Dieser Schieberregler
steuert in an sich bekannter Weise den Servomotor mit Druckluft, die bei 16 zufließt
und über die Leitung 17 auf das Membranventil i einwirkt. Das Instrument i8 dient
zur Überwachung des Servomotors und das Instrument ig zur- Überwachung des Regeldruckes.
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Wie aus der Zeichnung weiter ersichtlich, besteht das Verstellglied
iz aus einem langen Hebelarm, der bei ao gelagert ist. An dem Hebelarm 12 kann auch,
wie oben angegeben, eine Folgesteuerung angreifen, deren Kraftschalter in an sich
bekannter Weise aus einem zwischen zwei Düsen hin und her schwingenden Organ (Kolben,
Membran) besteht und von der die ortsfest angeordnete Barometerdose gesteuert wird.
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Die Sollwerteinstellung besteht aus der Regulierschraube 21, mit der
die Vorspannung der Feder 9 eingestellt werden kann, und aus dem Zeiger 22 mit der
in absolutem Druck geeichten Einstellskala 23.
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Zur Vergrößerung der Empfindlichkeit des Reglers wird auf die Verbindungsstange
14 mit Hilfe der Zugfeder 24, die an dem Bügel 25 angreift, und mit Hilfe des bei
26 gelenkig und reibungslos gelagerten Hebelarms 27 ein Zusatzmoment geeigneter
Größe ausgeübt.
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Wie aus der Figur noch ersichtlich, ist das eine Ende der Zugfeder
24 bei -28 befestigt. Die in der Zeichnung festgehaltene Einschaltung des zusätzlichen
Moments zur Steigerung der Empfindlichkeit des Reglers in das Regelgestänge wird
zweckmäßig in Verbindung mit der Folgesteuerung in Anwendung gebracht, damit das
Zusatzmoment nicht auf die Barometerdose rückwirkt.