DE2934234A1

DE2934234A1 - Temp. compensated throttle for pneumatic measuring and control appts. - uses differential expansion of throttle cone rod and housing to keep flow constant

Info

Publication number: DE2934234A1
Application number: DE19792934234
Authority: DE
Inventors: Helmut 7012 Fellbach Grösch
Original assignee: Eckardt AG
Current assignee: Eckardt AG
Priority date: 1979-08-24
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1981-03-26

Abstract

The throttle is particularly intended for arrangement upstream of pneumatic measuring or control equipment. It comprises a housing (1) with inlet, via annular groove (6) and bores (5), to a longitudinal bore (4) and outlet via an annular passage around a throttle cone (8) at the end of the housing. The cone is carried at the end of a rod (7) which extends through the long bore and has its other end (17) secured to the housing. The dimensions and the material of the housing and rod are selected such that their differential thermal expansion causes the flow through the annular throttle passage to remain constant. The housing may be made of steel, whilst the rod is made of brass.

Description

Drosseleinrichtung, insbesondere Vordrossel für pneumatischeThrottle device, in particular choke for pneumatic

Meß- und Regelgeräte Die Erfindurlg betrifft eine Drosseleinrichtung, insbesondere eine Vordrossel für pneumatische eß- und Hegelgeräte, mit einer Durchlaßbohrung zur Bestimmung des Durchflusses. Measuring and control devices The invention relates to a throttle device, in particular a throttle for pneumatic eating and Hegel devices, with a through hole to determine the flow.

reste Vordrosseln sind bekannt und werden bei pneumatische Meß- und Regelgeräten in Verbindung mit einer festen Düse, beispielsweise (iem Verstärker, vorgeschaltet. Dadurch soll uer Vordruck für den Verstärker o.dgl. eingestellt werden.Remaining chokes are known and are used in pneumatic measuring and Control devices in connection with a fixed nozzle, for example (iem amplifier, upstream. This should uer form for the amplifier or the like. can be set.

Die feste Vordrossel in Verbindung mit der festen Düse am Regelgerät bildet dabei einen xaskadendruck, der sich aber bei wechselnder Temperatur aufgrund des thermischen Verhaltens der Luft verändert. Bekanntlich besteht entsprechend der Thermodynamik der Gase eine Beziehung zwischen den Lustandsgrößen Druck, Volumen und Temperatur.The fixed pre-throttle in connection with the fixed nozzle on the control unit creates a cascade pressure, which, however, changes when the temperature changes changes in the thermal behavior of the air. As is well known, there is accordingly the thermodynamics of gases a relationship between the Lustands quantities pressure and volume and temperature.

Diese Veränderung des Druckes kann durch nachgeschaltete Verstärker vergrößert werden, so daß sich insgesamt die Wualitat nes Regelgerätes verschlechtert. Ls ist bekannt, zur Vermeidung dieses Einflusses eine Kompensationseinrichtung vorzusenen, die aber relativ aufwendig ist und stets auf das verwendete Gerät abgestimmt werden muß.This change in pressure can be achieved by downstream amplifiers are increased, so that the overall quality of a control device deteriorates. It is known to provide a compensation device to avoid this influence, but which is relatively complex and always matched to the device used got to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drosseleinrichtung der eingangs genannten Art so auszibilden, daß die die Verdrossel durchströmende Durchflußmenge unabhängig von etwaigen Temperaturänderungen automatisch konstant gehalten wird, so daß auch der Kaskadendruck sich nicht verändert.The invention is based on the object of a throttle device of the type mentioned in such a way that the flow through the throttle Flow rate automatically constant regardless of any temperature changes is held so that the cascade pressure does not change either.

Die Erfindung besteht darin, als der freie Durchgangsquerschnitt der Durchgangsbohrung durch einen an ihrer Mündung vorgesehenen Drosselkörper bestimmt ist, der über ein Verbindungsstück fest mit dem Gehäuse verbunden ist und daß Gestaltung und PSterial von Gehäuse und Verbindungsstück so aufeinander abgestimmt sind, daß die Durchflußmenge bei temperaturbedingten Längenänderungen durch die dadurch bewirkte Durchgangsquerschnittsänderung konstant bleibt.The invention consists in the free passage cross section of the Through hole determined by a throttle body provided at its mouth is, which is firmly connected to the housing via a connector and that design and PSterial of housing and connector are matched to one another so that the flow rate with temperature-related changes in length caused by the The change in the passage cross-section remains constant.

Die Brfludurlg nützt dabei die Eigenschaft des für verschiedene Materialien auch verschiedenen Längenausdehnungskoeffizienten aus, die es ermöglicht, bei geeigneter Auswahl entsprechender Materialien und bei entsprechender Gestaltung eine automatisch sich mit der Temperatur verändernde Durchflußquerschnittsein stellung zu erreichen, die unabhängig von äußeren Eingriffe ist. Mit der neuen Drosseleinrichtung bleibt daher auch bei wechselnder Temperatur der Durchfluß konstant und damit kann auch der Kaskadendruck beispielsweise vor pneumatischen Kegeleinrichtungen unabhängig von der Temperatur konstant gehalten werdetj.The Brfludurlg uses the property of the for different materials also different coefficients of linear expansion, which makes it possible, with suitable Selection of appropriate materials and, with appropriate design, one automatically to achieve a flow cross-section setting that changes with the temperature, which is independent of external interference. With the new throttle device remains therefore the flow rate is constant even when the temperature changes, and so can the cascade pressure, for example, independent of pneumatic cone devices kept constant by the temperature j.

Line vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wen der Drosselkörper als Drosselkonus ausgebildet ist und wenn die Durchgangsbohrung konstanten Auerschnitt besitzt. Diese Ausführung läßt sich verhältnismäßig einfach herstellen, wobei der Vrosselkorper aber eine Befestigungsstange mit dem Gehäuse verbunden sein kann, die zentrisch in der Durchgangsbohrung verlauft und im Gehäuse fest eingepreßt ist. Diese Ausführungsform kann beispielsweise dadurch sehr einfach heIgestellt werden, daß die Befestigungsstange mit dem Konus von der offenen beite der Durchgangsbohrung her eingeschoben und soweit eingepreßt wird, daß ein ganz bestimmter Luftdurchsatz erreicht wird, wenn Zu-1u1t mit einem bestimmten Druck eingeführt wird.Line advantageous embodiment results when the throttle body as Throttle cone is formed and when the through hole constant cutout owns. This design can be produced relatively easily, with the Vrosselkorper but a fastening rod can be connected to the housing, which runs centrally in the through hole and is firmly pressed into the housing. This embodiment can for example this makes it very easy be made that the fastening rod with the cone of the open beite the through hole is pushed in and pressed in so far that a whole certain air throughput is achieved when Zu-1u1t with a certain pressure is introduced.

Eine einfache Ausführungsform für das Gehäuse selbst ergibt sich, weun es aus einem Schraubenkörper besteht, in den eine die Durchgangsbohrung bildende Sackbohrung vorgesehen ist, die durch radiale Verbindungsöffnungen mit einer Ringnut am Umfang des Schraubkörpers in Verbindung steht. Diese Ringnut wird mit dem Zuluftdruck beaufschlagt. Neben der Ringnut kann auf der dem Drosselkonus abgewandten Seite eine weitere Ringnut zur Aufnahme eines Dichtringes vorgesehen sein, so daß sich die neue als Schraubkörper ausgebildete Vordrossel in sehr einfacher Weise in entsprechende Schrauböffnungen, beispielsweise im Verstarkergehause, einsetzen läßt. Ls hat sich gezeigt, daß für bestimmte Ariwendungsfälle eine ausbildung des Schraubenkörpers aus Stanl und der Befestigungsstange aus Nessing vorteilhaft ist, wobei dann der Drosselkonus einen wirikel von ca. 260 aufweisen muß.A simple embodiment for the housing itself results, because it consists of a screw body in which one forms the through hole Blind bore is provided through radial connection openings with an annular groove is in connection on the circumference of the screw body. This ring groove is with the supply pressure applied. In addition to the annular groove, on the side facing away from the throttle cone another annular groove for receiving a sealing ring can be provided so that the new designed as a screw choke in a very simple manner in corresponding Screw openings, for example in the amplifier housing, can be used. Ls has shown that for certain Ariwendungsfalls a training of the screw body from Stanl and the fastening rod from Nessing is advantageous, in which case the Throttle cone must have a wirikel of approx.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von einem Ausführungsbeispiel dargestellt und in der nachfolgenden beschreibung erläutert. Es zeigen: xig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine neue Drosseleinrichtung in Form einer Schraube, Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung der Gründung der Durchgangsbohrung in der schraube und iig. 3 die neue Drosseleinrichtung in einer Zusammenbauvorrichtung, in der eine Justierung des gewünschten Durchflusses möglich ist.The invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment shown and explained in the following description. It show: xig. 1 one schematic longitudinal section through a new throttle device in the form of a screw, Fig. 2 is an enlarged partial representation of the foundation of the through hole in the screw and iig. 3 the new throttle device in an assembly device, in which an adjustment of the desired flow rate is possible.

ln den Figuren ist ein Schraubenkörper 1 gezeigt, der mit einem schlitz 2 zum Einführen eines ochraubenziehers und mit einem Gewinde 3 zum Einsetzen in ein entsprechendes Gewinde, beispielsweise in einem Reglergehäuse eines pneumatischen Regelgerätes, versehen ist. In dem Schraubenkörper 1 ist zeritral eine Sackbohrung 4 vorgesehen, die über radiale Bohrungen 5 in eine Ringnut 6 mündet, über die eine Druckbeaufschla£,ung mit Zuluft möglich ist, die beispielsweise einem Regelgerät zur Verfügung gestellt werden soll. entrisch innerhalb der Sackbohrung 4 rerläuft eine Befestigungsstange 7 für einer Drosselkonus 8, ier, wie Sig. 2 zu entnehmen ist, die Mündung der Sackbohrung @ bis auf einen schmalen spalt 9 abschließt, durch den das Jruckmittel ausströmen kann, das durch die radialen Bohrungen 5 in die Sackbohrung 4 einströmt.In the figures, a screw body 1 is shown with a slot 2 for inserting a screwdriver and with a thread 3 for insertion in a corresponding thread, for example in a controller housing of a pneumatic Control device, is provided. In the screw body 1, a blind hole is zeritral 4 is provided, which opens into an annular groove 6 via radial bores 5, via the one Pressurization with supply air is possible, for example a control device should be made available. Entrisch rlauf inside the blind hole 4 a fastening rod 7 for a throttle cone 8, as shown in FIG. 2 is, the mouth of the blind hole @ up to a narrow gap 9 closes through the Jruckmittel can flow out through the radial holes 5 in the blind hole 4 flows in.

Auf der vom Drosselkonus 8 abgewandten Weite der Ringnut 6 ist eine weitere Ringnut 10 vorgesehen, in die Dichtring 11 ge-LegQ ist, der beim Einbau des Schraubenkörpers 1 für eine Ablichtung des Zuluftdruckes, der in der ringnut 6 ansteht, gegeniber der Umgebung sorgt, wie das aus Fig. 3 auch zu erkennen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Schraubenkörper 1 aus einem legierten stahl, während die Befestigungsstauge 7, iie an ihrem dem Drosselkonus 8 abgewandten Ende fest in den vchraubkörper 1 eingepreßt ist, aus Messing besteht. Der Drosselkonus 8 selbst ist wiederum aus einem Stahl hergestellt. Er weist in dieser Materialkombination einen Kegelwinkel von etwa 260 auf, der burchmesser d der Sackbohrung 4 beträgt etwa 1 mm, die Länge 1 des Drosselkonus 8 beträgt etwa 1,5 mm und der Durchmesser D des Drosselkonus 8 beträgt dann 1,4 mm. Es hat sich gezeigt, daB mit dieser Ausbildung bei Verwendung von Messing und stahl als Werkstoffe und bei einer Gesamtlange der Befestigungsstange 7 von etwa 16 mm der gewünschte sompensationseffekt bei Temperaturänderungen selbsttätig eintritt.On the width of the annular groove 6 facing away from the throttle cone 8 is a further annular groove 10 is provided, in the sealing ring 11 is ge-LegQ, which during installation of the screw body 1 for an illumination of the supply pressure in the ring groove 6 is pending, takes care of the environment, as can also be seen from FIG. 3. In the embodiment shown, the screw body 1 consists of an alloyed one steel, while the fastening eye 7, iie facing away from the throttle cone 8 at its The end is firmly pressed into the screw body 1, consists of brass. The throttle cone 8 itself is again made from a steel. He shows in this material combination a cone angle of about 260, the diameter d of the blind hole 4 is about 1 mm, the length 1 of the throttle cone 8 is about 1.5 mm and the diameter D of the throttle cone 8 is then 1.4 mm. It has been shown that with this training when using brass and steel as materials and with a total length of Mounting rod 7 of about 16 mm, the desired compensation effect in the event of temperature changes occurs automatically.

Dazu wird es bei der Herstellung der gesamten Drosseleinrichtung lediglich notwendig, den Schraubkörper 1 zunächst in ein einzuspannen oder Justiergehause 12 / einzuschrauben, wie das in Fig. 3 gezeigt ist. L)as Justiergehäuse 12, das in seinen inneren Abmessungen in etwa den Einbaumaßnahmen im später Regelgerät entspricht, weist in seinem Inneren eiue kleine Druckkammer 13 auf, die über eine @ Einlaßbohrung 14, über den Ringraum 15 und dann über die radialen Bohrungen 5 bzw. über die Sackbohrung 4 mit Druckmittel versorgt werden kann. An einer gestrichelt angedeuteten Auslaßöffnung 16 wird eine Durchflußmengenmessung vorgenommen, ujid es wird dann in die Sackbohrung 4 die Befestigungsstange 7 aus Messing mit dem Drosselkonus 8 soweit eingepreßt, die beispielsweise bei einem nuluftdruck von 1,4 bar, der durch die Zuführungsbohrung 14 zugeführt wird, durch die Ablaufbohrung 16 sich ein Durchsatz von 80 oder 100 ßl/h einstellt. Mit dieser Justierung ist der Drosselkörper 1 dann so ausgelegt, daf für bestimnte pneumatische Regeltypen als Vordrossel ver-@ @dbar ist. Der mit dieser Drosseleinrichtung erzi lte Kaskaden druck ändert sich dann nicht mit steigender oder fallender Tenperatur, weil die zwischen Ilessing und Stahl auftretenden Längendifferenzen, die bewirkt werden durch die verschiedenen Längenausdehnungskoeffizienten von Messing und Stahl, gerade eine solehe Verschiebung des Drosselkonus 8 in der Mündung der backbohrung 4 bewirken, daß der zunächst unerwünschte Temperatureinfluß, der den waskadendruck verändert, ausgeglichen wird.This is only required during the manufacture of the entire throttle device necessary to clamp the screw body 1 in a first or adjustment housing 12 / as shown in Fig. 3. L) as adjustment housing 12, the its internal dimensions roughly correspond to the installation measures in the later control device, has a small pressure chamber 13 in its interior, which has an inlet hole 14, via the annular space 15 and then via the radial bores 5 or via the blind hole 4 can be supplied with pressure medium. At an outlet opening indicated by dashed lines 16 a flow rate measurement is made, and it is then inserted into the blind hole 4 the fastening rod 7 made of brass with the throttle cone 8 pressed in so far, for example, at a nominal air pressure of 1.4 bar, which is generated through the supply bore 14 is supplied, through the drain hole 16 a throughput of 80 or 100 ßl / h adjusts. With this adjustment, the throttle body 1 is designed so that that for certain pneumatic control types it can be set as a choke. The one with The cascade pressure generated by this throttle device then does not change as the pressure increases or falling temperature, because the differences in length between Ilessing and steel, which are caused by the different coefficients of linear expansion of brass and steel, just such a displacement of the throttle cone 8 in the mouth of the Back hole 4 cause the initially undesirable temperature influence that the water pressure is changed, compensated.

Das inpressen und Justieren des Drosselkonus 8 und der befestigungsstange 7 in die entsprechende befestigungsbohrung 17 innerhalb des Schraubkörpers 1, erfolgt dabei dadurch, daß eine Druckschraube 18 in das Justiergehäuse 12 eingedreht wird, die auf der achse des Schraubenkörpers 1 angeordnet ist und über einen Dichtring 19 die Kammer 13 nach außen abdichtet. Die Schraube 18 wird dabei so lange in Richtung auf den Schraubkörper 1 zubewegt, bis an nem nicht dargestellten, aber an die Ausflußöffnung 16 angeschlossenen Meßgerät die vorher erwähnte Menge von 80 oder 100 ml/h angezeigt wird. Der Justiervorgang ist dann beendet und die Drosseleinrichtung ist fertiggestellt.Pressing in and adjusting the throttle cone 8 and the fastening rod 7 in the corresponding fastening hole 17 within the screw body 1 takes place in that a pressure screw 18 is screwed into the adjustment housing 12, which is arranged on the axis of the screw body 1 and a sealing ring 19 seals the chamber 13 to the outside. The screw 18 is so long in the direction moved towards the screw body 1, up to nem not shown, but to the Outlet opening 16 connected measuring device, the aforementioned amount of 80 or 100 ml / h is displayed will. The adjustment process is then ended and the throttle device is completed.

Natürlich ist es auch möglich, die Justierung mit anderen Durch flußmengen vorzunehmen, wobei das in gleicher Weise mit einer Einrichtung der big. 3 geschehen kann. Auch eine andere taterialkombination zwischen Befestigungsstange 7 und Schraubenkörper 1 ist möglich, und es ist auch möglich, dem Drosselkonus 8 andere Winkel und andere Abmessungen zu verleihen. Meßgebend ist, daß aufgrund der unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten zweier Materialien die übrigen Abmessungen des Schraubkörpers 1, der Sackbohrung 4 und des zwischen Drosselkonus 8 und Mündung der Sackbohrung 4 verbleibenden Eindquerschnittes so aufeinander abzustimmen, daß bei den iu der Praxis auftretellden Temperaturänderungen eie automatische Kompensation der so ist zu erwartenden Kaskadendruckänderung - Änderung des Druckes in der hammer 13 - eintritt. Durch die neue Drosseleinrichtung kann somit eine äußerst einfach aufgebaute Vordrossel, insbesondere für pneumatische Regelgeräte geschaffen werden, deren Einsatz die Verwendung von aufwendigen Kompensationseinrichtungen vermeidet.Of course, it is also possible to adjust with other flow rates to undertake, in the same way with a facility of the big. 3 happen can. Another combination of materials between the fastening rod 7 and the screw body 1 is possible, and it is also possible to give the throttle cone 8 other angles and others To give dimensions. The decisive factor is that due to the different temperature expansion coefficients two materials the remaining dimensions of the screw body 1, the blind hole 4 and the single cross-section remaining between the throttle cone 8 and the mouth of the blind hole 4 to be coordinated in such a way that the temperature changes occurring in practice automatic compensation of the expected change in cascade pressure - Change of pressure in the hammer 13 - occurs. With the new throttle device can thus be an extremely simply constructed choke, especially for pneumatic Control devices are created, the use of which requires the use of complex compensation devices avoids.

Claims

Claims 1. Throttle device, in particular choke for pneumatic Measuring and regulating devices with a through-hole in a housing for determination of the flow, characterized in that the free passage cross-section (annular gap 9) the through hole (4) through a throttle body provided at its mouth (8) is determined, which is firmly connected to the housing (1) via a connecting piece (7) is and that the design and material of the housing (1) and connecting piece (7) so are coordinated that the flow rate with temperature-related changes in length remains constant due to the change in the passage cross-section.

2. Urosseleinrichtung according to iiiis claim 1, characterized in that the throttle body is designed as a throttle cone (8) and that the through hole (4) has a constant cross section.

3. Throttle device according to claims 1 and 2, characterized in that that the throttle cone (8) but a fastening rod (7) is connected to the housing (1) is, which runs centrally in the through hole (4).

4. Throttle device according to claims 1 to 3, characterized in that that the fastening rod (7) is firmly pressed into the housing (1).

5. Throttle device according to claims 1 to 4, characterized in that that the housing consists of a screw body (1) in which a through hole forming blind hole (4) is provided through radial connection openings (5) is in communication with an annular groove (6) on the circumference of the screw body (1).

6. throttle device according to Mis claim 5, characterized in that In addition to the annular groove (6) on the side facing away from the throttle cone, another annular groove (10) is provided for receiving a sealing ring (11).

7. Throttle device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the screw body (1) made of steel and the fastening rod (7) made of brass and that the throttle cone (8) has a whorl () of approx.

26 ° owns.