-
Reglung des Mischungsverhältnisses zweier Strömungsmittel Die Erfindung
betrifft die Regelung des Mischungsverhältnisses zweier Strömungsmittel mit Hilfe
zweier Ventile, die je einer der beiden Strömungen zugeordnet und deren Ventilstößel
an einen Hebel angelenkt sind. Durch Schwenken dieses Hebels um seinen Drehpunkt
werden die Querschnitte der beiden Ventile derart geändert, daß sich das Verhältnis
der beiden Strömungsmengen ändert.
-
Der Erfindung gemäß soll eine derartige einfache Regelung in der Weise
verbessert werden, daß der durch Verschwenken des Hebels zu bewirkenden Grobregelung
eine Feinregelung überlagert wird. Zu diesem Zweck soll erfindungsgemäß der Hebeldrehpunkt,
wie bei hydraulischen Treibvorrichtungen an sich bekannt, in Hebellängsrichtung
verlagert und damit das Verhältnis der den beiden Ventilstößeln zugehörigen Hebelarme
verändert werden. Mit denkbar kleinstem Aufwande läßt sich so die bekannte einfache
Grobregelung durch eine Feinregelung vervollständigen und deshalb auch in solchen
Fällen verwenden, in denen einerseits die einfache Grobregelung unzureichend ist,
andererseits aber ein besonderer Aufwand an Mitteln oder eine Komplizierung des
Aufbaues zu vermeiden ist. Dabei ist wesentlich, daß die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
durch Verlagerung des Hebeldrehpunktes in Hebellängsrichtung ohne Schwierigkeiten
auch selbsttätig erfolgen kann, so daß der selbsttätig arbeitende Regler nur die
Fehler zu berichtigen hat, die nach der etwa von Hand vorzunehmenden Grobregelung
noch verbleiben.
-
Die Feinregelung des Mischungsverhältnisses kann der Erfindung gemäß
auch durch Änderung der Ventilstößellänge oder mit anderen Worten durch Änderung
des Abstandes zwischen dem jeweiligen Ventilkörper und dem Hebel bewirkt werden;
denn eine Änderung der Ventilstößellänge bedeutet bei ein und derselben Lage des
Hebels eine Änderung des einen Ventilquerschnittes gegenüber dem anderen.
-
Die Erfindung kann überall dort mit Vorteil angewendet werden, wo
es sich darum handelt, das Verhältnis zweier Strömungsmittel zu regeln. So z. B.
kommt die Erfindung für Gemischregler inBetracht,bei denen das Mischungsverhältnis
zweier Gase in Abhängigkeit
vom Heizwert des Gasgemisches oder
auch eines einzelnen Gases berichtigt werden soll. Ein anderes Anwendungsgebiet
sind Klimaanlagen aller Art, bei denen Trokken- und Feuchtluft miteinander gemischt
und in Abhängigkeit von dem Feuchtigkeitsgrad berichtigt werden soll oder wenn warme
und kalte Luft gemischt und die Temperatur gleichgehalten werden soll und zu dieseln
Zweck das durch den Hebel vorgeregelte Mischungsverhältnis von einem Temperaturfühler
aus nachzuregeln ist.
-
Besondere Bedeutung hat die Erfindung für Heißdampfkühlanlagen, die
darauf beruhen, die Heißdampftemperatur durch Einspritzen von Kühlwasser in die
Dampfleitung auf einen vorgegebenen Wert abzusenken. Ein Beispiel hierfür veranschaulicht
die Zeichnung.
-
Nach dieser sind die beiden Ventilstößel i und 2 an den Kupplungshebel
3 angelenkt, der seine Schwenkachse bei .a. hat und mit einem Einstellgestänge 5
verbunden ist.
-
Durch die Bewegung des Hebels 3 werden die beiden Einstellorgane i
und 2 gleichzeitig betätigt und dadurch das Verhältnis bereits vorgeregelt.
-
Handelt es sich z. B. um die Kühlung von Heißdampf durch Einspritzen
von Kühlwasser, so würde beim weiteren Öffnen des Dampfventils i auch das Wasserventil
2 einen größeren Durchflußquerscbnitt freigeben. In vielen Fällen --wird diese Regelung,
die durch zwangsläufige Verbindung der beiden Ventile i und 2 durch das Gestänge
3 gegeben ist, den Anforderungen nicht genügen. Es wird also im Falle der Heißdampfkühlung
die Heißdampftemperatur auch hinter der Einspritzstelle Schwankungen unterliegen.
Die zur Beseitigung dieser Schwankungen notwendige Nachregelung wird nun nach der
Erfindung durch die Verstellung eines der beiden Ventile in bezug auf die Stellung
des anderen Ventils geändert und zweckmäßig auch gleichzeitig für Veränderung des
Übersetzungsverhältnisses gesorgt.
-
Bei dem dargestellten Beispiel wird zu diesem Zweck die Schwenkachse
q. des Hebels 3 von einem Schlitten 6 getragen, der an einer Schiene 7 verschiebbar
geführt ist. Durch Verstellen des Schlittens 6 wird das Verhältnis der beiden Hebelarme
für die Ventile i und 2 und damit das Übersetzungsverhältnis geändert.
-
Für den Fall, daß die Nachregelung selbsttätig erfolgen soll, wird
der Schlitten 6 von einem Kraftschalter (Servomotor) beliebiger ' bekannter Bauart
verstellt und dieser -Ton einem in die Heißdampfleitung hinter der Einspritzstelle
angeordneten Temperaturfühler gesteuert. Bei der Anordnung nach Abb. i hat die Verschiebung
des Schlittens 6 in der Schließstellung der beiden Ventile i und 2 auf diese keinen
Einfluß, weil der Hebel 3 und die Schiene 7 einander parallel sind. Es wird nur
das Übersetzungsverhältnis geändert, eine Änderung, die sich aber erst bei dem Öffnen
der Ventile durch Anheben des Gestänges 3 auswirkt. Hat aber z. B. der Hebel 3 die
gestrichelt angedeutete Stellung, so wirkt sich eine Verschiebung des Schlittens
6 unmittelbar, d. h. also auch ohne Änderung der Lage des Gestänges 3 auf die Stellung
der Ventile aus; denn in diesem Falle ergibt sich wegen der verschiedenen Neigung
des Gestänges 3 und der Schiene 7 eine Verstellung des einen oder des anderen Ventils.
-
Grundsätzlich ist es auch möglich, die Anordnung so zu treffen, daß
in der Schließstellung des einen Ventils das andere noch nicht geschlossen ist,
und die Regelung etwa durch Veränderung der Länge der Ventilspindel zu bewirken,
d. h. also den Durchflußquerschnitt, den das eine Ventil bei der Schließstellung
des anderen freigibt, zur Regelung zu verstellen. Es könnte dann gegebenenfalls
auf die Änderung des Übersetzungsverhältnisses des gemeinsamen Gestänges 3 verzichtet
werden.
-
In dem letzterwähnten Falle würde die Regelung, graphisch veranschaulicht,
das Bild gemäß Abb. 2 ergeben. Die Neigung der einzelnen Einstellgraden würde bei
Gleichhaltung des Übersietzungsverhältnisses die gleiche sein, die Graden würden
aber die X-Achse in verschiedenem Abstand vom Nullpunkt schneiden.
-
Im Vergleich hierzu veranschaulicht Abb. 3 graphisch den Fall, in
dem mit Änderung des Übersetzungsverhältnisses gearbeitet wird, so daß in der Schließstellung
des einen Ventils auch das andere geschlossen ist, so daß also sämtliche Regelkurven
durch den Nullpunkt gehen, aber wegen des verschiedenen Übersetzungsverhältnisses
verschiedene Neigungen haben.
-
Mit der Verstellung des Schlittens 6 kann auch dieRegelung eines zusätzlichen
Einstellorgans für den einen oder den anderen Faktor, d. h. also, bei dem erwähnten
Beispiel der Heißdampfkühlung, für ein zusätzliches Dampf- oder ein zusätzliches
Wasserventil kombiniert werden. Es könnte also ein zweites Wasserventil vorgesehen
und an den Schlitten 6 angeschlossen werden. Dieses Zusatzventil hätte einen zusätzlichen
Kühlwasserstrorn in die Dampfleitung freizugeben in den Fällen, in denen die vom
Hauptventil gesteuerte Wassermenge zur Kühlung nicht ausreicht.
-
In einem solchen Fall wird die Anordnung so getroffen, daß das Zusatzventil
so lange geschlossen
bleibt, wie die durch das Hauptventil. eingeregelte
Wassermenge zu groß oder ausreichend ist. In grundsätzlich derselben Weise könnte
ein zusätzliches Dampfventil -von einem Schlitten 6 gesteuert werden. Das Dampfventil
hätte einen zusätzlichen Dampfstrom freizugeben, sobald die Temperatur unter die
gewünschte Grenze sinkt, weil die eingeführte Kühlwassermenge zu groß ist.