DE69122819T2

DE69122819T2 - Druckregelvorrichtung

Info

Publication number: DE69122819T2
Application number: DE1991622819
Authority: DE
Inventors: Antonis Chris Ioannides; Alan Pindar
Original assignee: Oxford Glycosciences UK Ltd
Current assignee: Oxford Glycosciences UK Ltd
Priority date: 1990-08-18
Filing date: 1991-08-15
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2011-08-16
Also published as: EP0472370A3; DE69122819D1; EP0472370B1; GB9018182D0; JPH0689115A; EP0472370A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, welche eine auf einen präzise gesteuerten Druck einregulierte Flüssigkeitsausscheidung vorsieht.
Die NL-A-8702414 beschreibt eine Vorrichtung zur Regelung des Druckes in einem gasgefüllten Tank. Der Tank ist über ein Ventil und eine einstellbare Begrenzungseinrichtung mit einem Hochdruckgas-Lagertank verbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Flussigkeitsdruckregelvorrichtung mit einer ersten Kammer, in welcher der Druck zu regeln ist, einer zweiten Kammer, einer Ventileinrichtung zur Regelung der Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer sowie einer. Regeleinrichtung vorgesehen, welche dazu dient, bei Abweichen des Druckes in der ersten Kammer von einem erforderlichen Druck
i) die Ventileinrichtung so zu aktivieren, daß die Verbindung zwischen erster und zweiter Kammer unterbrochen wird,
ii) den Druck in der zweiten Kammer zu verändern,
iii) die Verbindung zwischen erster und zweiter Kammer herzustellen, um der ersten Kammer einen diskreten Druckimpuls zuzuführen sowie
iv) i) bis iii) zu wiederholen, bis der Druck in der ersten Kammer einen erforderlichen Pegel erreicht hat.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Betrieb einer Druckregelvorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsdruckes in einer ersten Kammer, wobei die Vorrichtung eine zweite Kammer sowie eine Ventileinrichtung zur Regelung der Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer aufweist und wobei das Verfahren, falls der Druck in der ersten Kammer von einem erforderlichen Druck abweicht, die folgenden Schritte vorsieht:
i) Aktivierung der Ventileinrichtung dahingehend, daß die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer unterbrochen wird;
ii) Veränderung des Druckes in der zweiten Kammer;
iii) Herstellung einer Verbindung zwischen erster und zweiter Kammer, um der ersten Kammer einen diskreten Druckimpuls zuzuführen; sowie
iv) Wiederholung i) - iii) bis der Druck in der ersten Kammer einen erforderlichen Pegel erreicht hat.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 - schematische Darstellung einer erfindungsgemäß vorgesehenen Druckregelvorrichtung;
Figuren 2 und 3 - schematische Darstellungen ähnlich wie Figur 1, welche jeweils eine Vorrichtung mit zunehmender Komplexität darstellen;
Figur 4 - eine schematische Darstellung einer weiteren Druckregelvorrichtung sowie
Figur 5 - eine schematische Darstellung einer alternativen, gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Druckregelvorrichtung.
Wie in Figur 1 dargestellt, weist die Flüssigkeitsdruckregelvorrichtung eine große Kammer 1 auf, welche über ein Ventil 3 mit einer kleineren Kammer 2 verbunden werden kann. Fällt der Druck in der größeren Kammer 1 unter ein bestimmtes Niveau, wird das Ventil 3 geschlossen und die Kammer 2 auf einen Druck angehoben, welcher höher als der in Kammer 1 erforderliche ist; das Ventil 3 wird sodann geöffnet und der höhere Druck von Kammer 2 in Kammer 1 entladen. Hierdurch wird an Kammer 1 ein Druckimpuls bzw. ein diskreter Druckstoß abgegeben, durch welchen der Druck in Kammer 1 um ein relativ geringes Maß zunimmt, da Kammer 2 wesentlich kleiner als Kammer 1 ist und somit eine Reihe solcher Impulse bzw. Stöße an Kammer 1 abgegeben werden müssen, um den Druck in dieser so zu erhöhen, daß das erforderliche Niveau erreicht wird.
Es ist eine Druckmeßeinrichtung 4 angeordnet, um den Druck in der kleineren Kammer 2 zu messen, jedoch sieht das von der Druckmeßeinrichtung 4 abgegebene Signal bei geöffnetem Ventil 3 und einem Druckausgleich in den Kammern 1 und 2 eine Messung des Druckes in Kammer 1 vor. Bei einer alternativen Anordnung (nicht dargestellt) könnte die Druckmeßeinrichtung in Kammer 1 angeordnet sein, um eine direkte, kontinuierliche Messung des Druckes in Kammer 1 vorzunehmen.
Kammer 1 wird verwendet, um Flüssigkeit durch einen Ablauf 5 zu leiten und eine Apparatur zu betreiben, welche in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, für welche jedoch eine Zufuhr erforderlich ist, deren Druck, wie benötigt, regelbar verändert werden kann. Bei einer solchen Apparatur könnte es sich typischerweise um einen weiteren Flüssigkeitsbehälter handeln, welcher benötigt wird, um Flüssigkeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu befördern und für welchen aus diesem Grunde eine präzise gesteuerte Druckzuführung erforderlich ist. Sobald für diese Beschickung eine Flüssigkeitsabgabe durch Ablauf 5 benötigt wird, kann der Druck in Kammer 1 zu fallen beginnen; dieser Druckabfall wird bei geöffnetem Ventil 3 von der Druckmeßeinrichtung 4 ermittelt. Das Ventil 3 wird sodann geschlossen und Flüssigkeit aus einer Hochdruckquelle 6 über die öffnung eines Ventils 7 in die Kammer 2 geleitet. Der Druck in Kammer 2 erreicht den Einlaßdruck von Quelle 6, Ventil 7 wird geschlossen und Ventil 3, wie oben beschrieben, geöffnet, wobei der Kammer 1 ein Druckimpuls bzw. -stoß zugeführt wird.
Die druckbeaufschlagte Zuführung aus Quelle 6 ist im wesentlichen nicht geregelt, und ihr Druck ist höher als der in Kammer 1 erforderliche, jedoch deutlich niedriger als der für die mechanischen Teile der Vorrichtung und der Meßeinrichtung zulässige Druck.
Das Volumen von Kammer 2 ist im Verhältnis zu diesem von Kammer 1 relativ gering, wobei sich die Volumen im Verhältnis von etwa 1:200 zueinander befinden. Dieses Verhältnis bestimmt die Höhe des durch jeden Druckimpuls eingeleiteten Druckstoßes. Wird das Ventil 3 geöffnet und der höhere Druck von Kammer 2 in Kammer 1 entladen, ist der Druckanstieg in Kammer 1 relativ gering, wobei dieser durch das unten angegebene, von dem wesentlich größeren Volumen von Kammer 1 beeinflußte Verhältnis bestimmt wird:
P 3 = (P1 * V1) + (P2 * V2)/(Vi + V2)
wobei
V1 das Volumen von Kammer 1
V2 das Volumen von Kammer 2
P1 den Ausgangsdruck in Kammer 1
P2 den Kammer 2 zugeführten Einlaßdruck
P3 den gemeinsamen Enddruck in Kammer 1 und 2 darstellt.
Die Verfahrensschritte
i) Schließen des Ventils 3, sobald die Druckmeßeinrichtung 4 einen Druck feststellt, welcher unter dem in Kammer 1 erforderlichen Niveau liegt,
ii) Öffnen des Ventils 7, um ein Erreichen des Eintrittsdruckes in Kammer 2 zu ermöglichen,
iii) Schließen des Ventils 7,
iv) Öffnen des Ventils 3, um an Kammer 1 einen kurzen Flüssigkeitsimpuls abzugeben, können sämtlich relativ schnell, zum Beispiel einmal pro Sekunde, durchgeführt werden. Somit kann der Kammer eine Reihe von Druckimpulsen bzw. -stößen auf schnelle Weise zugeführt werden, um den Druck bis zu dem erforderlichen Niveau anzuheben und so die Flüssigkeitsabgabe aus Ablauf 5 auszugleichen.
Der Betrieb der Vorrichtung wird von einer schematisch dargestellten Mikroprozessor-Regeleinrichtung 8 gesteuert, welche das Öffnen und Schließen der Ventile 3 und 7 in Abhängigkeit der von der Druckmeßeinrichtung 4 empfangenen Signale regelt. Typischerweise liegt der Ausgangsdruck, das heißt der in Kammer 1 erforderliche Druck, im Bereich von 5 psi bis 65 psi, wohingegen der Eintrittsdruck etwa 70 psi beträgt.
Bei diesem Beispiel liegt die Größe von Kammer 2 im Verhältnis 1:200 zu der Größe von Kammer 1. Ein derartiger Unterschied zwischen den Größen der beiden Kammern ist jedoch nicht erforderlich. Das Volumen der Kammern kann aus der obengenannten Gleichung errechnet werden, um eine erforderliche Genauigkeit der von der einen an die andere Kammer abgegebenen Impulse vorzusehen.
Figur 2 zeigt eine Flüssigkeitsdruckregelvorrichtung, welche dieser in Figur 1 dargestellten insofern gleicht, als die Vorrichtung eine größere Kammer 11 aufweist, welche über ein Ventil 13 mit einer kleineren Kammer 12 verbunden werden kann. Fällt der Druck in der größeren Kammer 11 unter ein erforderliches Niveau, wird das Ventil 13 geschlossen und der Druck in Kammer 12 auf einen über dem in Kammer 11 benötigten Druck angehoben, das Ventil 13 sodann geöffnet und der höhere Druck von Kammer 12 in Kammer 11 entladen. Wie es auch bei der Vorrichtung von Figur 1 der Fall ist, erhöht dieser Druckimpuls bzw. -stoß den Druck in Kammer 11 um ein relativ geringes Maß, so daß eine Reihe solcher Impulse bzw. Stöße abgegeben werden muß, um den Druck so zu erhöhen, daß er sich auf dem erforderlichen Niveau befindet. Wie bei der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung führt die Kammer 11 einem Ablauf 15 druckbeaufschlagte Flüssigkeit zu, und die Kammer 12 kann aus einer Quelle 16 über ein Ventil 17 Hochdruck- Flüssigkeit aufnehmen.
Bei der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung kann der Druck in der größeren Kammer 11 jedoch entweder in kleinen Schritten erhöht oder herabgesetzt werden.
Falls der Druck in Kammer 11 aus irgendwelchen Gründen über dem erforderlichen Niveau liegen sollte, wird der überdruck von der Druckmeßeinrichtung 14 ermittelt und kann vermindert werden. Zu diesem Zwecke wird das Ventil 13 geschlossen und das Ventil 19 geöffnet, um den Überdruck über einen durch Ventil 19 geregelten Austritt 18 aus der Kammer 12 zu entfernen. Ein Schließen von Ventil 19 und Öffnen von Ventil 13 bewirkt sodann, daß Flüssigkeit aus Kammer 11 in Kammer 12 fließt und auf diese Weise den Druck in Kammer 11 gemäß der in Bezug auf die Anordnung von Figur 1 obenerwähnten Druck/Volumenformel um ein geringes Maß reduziert. Ein Schließen von Ventil 13 und Öffnen von Ventil 19 evakuiert Kammer 12 über Ablauf 18, und es können weitere, geringe Verminderungen des Druckes in Kammer 11 erfolgen, indem zuerst Ventil 19 geschlossen und Ventil 13 geöffnet wird, um zu bewirken, daß Flüssigkeit aus Kammer 11 in Kammer 12 fließt, und sodann Ventil 13 geschlossen und Ventil 19 geöffnet wird, um Kammer 12 über Austritt 18 erneut von dem überdruck zu befreien. Diese zu einer Abnahme führenden Schritte können auf relativ schnelle Weise, zum Beispiel einmal pro Sekunde, vorgenommen werden, so daß der Druck in Kammer 11 mit Hilfe einer Anzahl kleiner Schritte so reduziert werden kann, daß er auf das erforderlichen Niveau fällt.
Die in Figur 2 dargestellte Anordnung weist ebenfalls eine dritte Kammer 20 auf, welche mit Kammer 12 über ein Ventil 21 verbunden werden kann. Diese Kammer 20 kann in Verbindung mit Kammer 12 wie folgt benutzt werden:
1) GRÖBERE STEUERUNG - Es kann mit Kammer 20 durch Einstellen größerer Schritte nach oben bzw. nach unten eine gröbere Steuerung des Druckanstieges bzw. Druckabfalles in Kammer 11 vorgenommen werden.
Zu diesem Zwecke werden, sobald zum Beispiel ein Anstieg des Druckes in Kammer 11 erforderlich ist, die Kammern 12 und 20 durch Öffnen von Ventil 21 und Füllen beider Kammern 12 und 20 aus Quelle 16 gemeinsam verwendet. Ventil 17 wird sodann geschlossen und Ventil 13 geöffnet, damit die Flüssigkeit aus den Kammern 12 und 20 in Kammer 11 fließen kann, so daß der Kammer 11 ein größeres Volumen druckbeaufschlagter Flüssigkeit als bei ausschließlicher Verwendung von Kammer 12 zugeführt wird.
Durch Abgabe größerer Impulse bzw. Stöße druckbeaufschlagter Flüssigkeit kann so in Kammer 11 ein geringer Druck auf schnelle Weise auf das erforderliche Niveau angehoben werden. Gleichermaßen können die Kammern 12 und 20 gemeinsam zur Abgabe größerer Druckstöße verwendet werden, wenn ein Abfall des Druckes in Kammer 11 erforderlich ist.
In beiden Fällen (Zunahme und Verminderung des Druckes) kann bei Erreichen des in Kammer 11 erforderlichen Druckes wieder von der gröberen Steuerung auf ausschließliche Verwendung von Kammer 12 zurückgeschaltet werden.
FEINERE STEUERUNG - Es kann mit Kammer 20 durch Einstellen kleinerer Schritte nach oben bzw. nach unten eine feinere Steuerung des Druckanstieges bzw. Druckabfalles in Kammer 11 als bei ausschließlicher Verwendung von Kammer 12 vorgenommen werden.
Zu diesem Zwecke wird, sobald eine Zunahme des Druckes in Kammer 11 erforderlich ist, der Überdruck aus den Kammern 12 und 20 durch Schließen der Ventile 13 und 17 und Öffnen der Ventile 19 und 21 entfernt. Ventile 19 und 21 werden sodannn geschlossen und Ventil 17 zum Auffüllen von Kammer 12 aus Quelle 16 geöffnet. Anschließend wird Ventil 17 geschlossen und Ventil 21 geöffnet, damit die Flüssigkeit aus Kammer 12 in Kammer 20 fließen kann, so daß mit Hilfe dieser beiden Kammern 12 und 20 ein Druckausgleich zwischen dem der Kammer 12 zugeführten und dem in Kammer 11 herrschenden Druck erreicht wird. Es kann dann nach zwei alternativen Verfahrensweisen vorgegangen werden:
i) Ventil 13 kann geöffnet werden, damit Kammern 12 und 20 mit Kammer 11 zusammenwirken können, wobei an Kammer 11 ein Druckimpuls bzw. -stoß abgegeben wird, welcher einen geringeren Druck als bei alleiniger Verwendung von Kammer 12 aufweist. Dieser Einsatz von Kammer 20 resultiert in einer Veränderung der obengenannten Formel wie folgt:
P4 = (P1 * V1) + (P2 * V2) + P3 * V3)/(V1 + V2 + V3)
wobei
V1 das Volumen von Kammer 11
V2 das Volumen von Kammer 12
V3 das Volumen von Kammer 20
P1 den Ausgangsdruck in Kammer 1
P2 den Kammer 12 zugeführten Einlaßdruck
P3 den Ausgangsdruck in Kammer 20
P4 den gemeinsamen Enddruck in den Kammern 11, 12 und 20
darstellt.
ii) Ventil 21 kann geschlossen werden, so daß bei geöffnetem Ventil 13 ausschließlich Kammer 12 mit Kammer 11 zusammenwirkt, wodurch das zur Erzeugung des in Kammer 11 injizierten Impulses bzw. Stoßes vorhandene Flüssigkeitsvolumen kleiner ist und somit eine geringere Zunahme als unter i) beschrieben erfolgt.
Eine noch feinere Steuerung kann erreicht werden, indem sukzessiv Kammer 12 über Ventil 19 entleert, Ventil 19 geschlossen und Ventil 21 geöffnet wird, um einen Druckausgleich in den Kammern 12 und 20 zu ermöglichen, und sodann Ventil 21 zwecks erneuten Evakuierens von Kammer 12 geöffnet wird. Dieses kann mehrere Male vorgenommen werden, bevor ein Zusammenwirken mit Kammer 11 erfolgt.
Der Betrieb der Vorrichtung wird von einer schematisch dargestellten Mikroprozessor-Regeleinrichtung 22 gesteuert, welche das Öffnen und Schließen der Ventile 13, 17, 19 und 21 in Abhängigkeit der von der Druckmeßeinrichtung 4 empfangenen Signale regelt.
Normalerweise findet der Austritt aus Ablauf 18 in die Atmosphäre statt, jedoch kann es bei einigen Einsätzen der Fall sein, daß ein Austritt aus Ablauf 18 in ein Vakuum erfolgt.
Figur 3 zeigt eine Flüssigkeitsdruckregelvorrichtung, welche insofern die gleichen Elemente wie die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen aufweist, als eine größere Kammer 31 mit einer kleineren Kammer 32 über ein Ventil 33 verbunden werden kann. Fällt der Druck in der größeren Kammer 31 unter ein erforderliches Niveau, wird Ventil 33 geschlossen und Kammer 32 auf einen über den in Kammer 31 erforderlichen Druck angehoben, Ventil 33 sodann geöffnet und der höhere Druck von Kammer 32 als Impuls bzw. Stoß in Kammer 31 entladen. Wie bei den Vorrichtungen von Figur 1 und 2 erhöht dieser Druckimpuls den Druck in der größeren Kammer 31 um ein relativ geringes Maß, so daß der Kammer 31 eine Reihe solcher Impulse zugeführt werden muß, bis der dort herrschende Druck das erforderliche Niveau erreicht hat.
-Es ist eine Druckmeßeinrichtung 34 angeordnet, um den Druck in der kleineren Kammer 32 zu messen, jedoch sieht das von der Druckmeßeinrichtung 34 abgegebene Signal bei geöffnetem Ventil 33 und einem Druckausgleich in den Kammern 31 und 32 eine Messung des Druckes in Kammer 31 vor.
Auch in diesem Falle wird, wie bei den Vorrichtungen von Figur 1 und 2, druckbeaufschlagte Flüssigkeit aus Kammer 31 einem Ablauf 35 zugeführt, und Kammer 32 kann aus einer Quelle 36 über ein Ventil 37 Hochdruck-Flüssigkeit aufnehmen. Die Kammern 31 und 32 weisen die gleichen Größenverhältnisse wie diese der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen auf. Die in Figur 3 dargestellte Vorrichtung weist zwei Flüssigkeitsausgänge auf. Neben Kammer 31 kann die Vorrichtung einen zweiten, präzise geregelten Druckausgang 45 aus einer Kammer 42 aufweisen, wobei der Druck ein anderer als dieser aus Ausgang 35 sein kann. Fällt der Druck in Kammer 42 unter das erforderliche Niveau, wird Ventil 43 geschlossen und der Druck in Kammer 32 auf einen über den in Kammer 42 erforderlichen Druck angehoben, Ventil 43 sodann geöffnet und der höhere Druck von Kammer 32 in Kammer 42 entladen. Wie bei den oben beschriebenen Vorrichtungen, erhöht dieser Druckimpuls bzw. -stoß den Druck in der größeren Kammer 42 um ein relativ geringes Maß, so daß der Kammer 42 eine Reihe solcher Impulse zugeführt werden muß, bis der dort herrschende Druck das erforderliche Niveau erreicht hat.
Der Betrieb der Vorrichtung wird von einer schematisch dargestellten Mikroprozessor-Regeleinrichtung 44 gesteuert, welche das Öffnen und Schließen der Ventile 33, 37, 39, 41 und 43 in Abhängigkeit der von der Druckmeßeinrichtung 34 empfangenen Signale regelt. Bei bestehendem Flüssigkeitsbedarf bzw. -überschuß in Kammer 31 bzw. Kammer 42 bewirkt die Regeleinrichtung 44, daß Druckimpulse an diese Kammern durch Verschachtelung der Impulse in einer Weise, welche nach der Logik der Software von Einrichtung 44 am effizientesten ist, abgegeben bzw. diesen entzogen werden.
Bei Betrieb der in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellten Vorrichtungen empfangen die Regeleinrichtungen Informationen über Drücke, Volumen sowie Anzahl der abgegebenen Druckimpulse und können hieraus Informationen über den Verlauf ableiten und somit Durchlaufgeschwindigkeit sowie Gesamtdurchlauf anzeigen. Bei Vorhandensein einer großen Druckdifferenz kann eine Einstellung der gröberen Impulse durch die Regeleinrichtungen erfolgen, wobei dann bei Herannahen des erforderlichen Druckes auf die feineren Impulse umgeschaltet wird. Die Regeleinrichtung ist jederzeit in der Lage, unter Berücksichtigung der obengenannten Druck/Volumenverhältnisse den durch einen Impuls erzeugten Druckanstieg bzw. -abfall zu ermitteln, wobei sie, wenn der Druck in der größeren Kammer den erforderlichen Druck nahezu erreicht hat, die Abgabe eines Impulses nur dann zuläßt, wenn die sich ergebende Abweichung von dem erforderlichen Druck minimal ist.
Die hier beschriebenen Druckregelvorrichtungen weisen sämtlich einen einfachen Aufbau mit wenigen beweglichen Teilen auf, wobei es sich hier zum größten Teil lediglich um Ventile handelt, so daß Montage und Wartung relativ kostengünstig sind. Insbesondere bei den Ventilen handelt es sich um Schaltventile einfachen Aufbaus.
Die in Figur 3 dargestellte Anordnung weist ebenfalls eine dritte Kammer 40 auf, welche mit Kammer 12 über ein Ventil 42 verbunden werden kann. Diese Kammer 40 kann, in der gleichen Weise wie oben unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben, in Verbindung mit Kammer 12 verwendet werden, um eine gröbere bzw. feinere Steuerung der Druckimpulse zu bewirken.
Figur 5 zeigt eine Flüssigkeitsdruckregelvorrichtung mit einer Kammer 81, welche dazu dient, Flüssigkeit durch einen Ablauf 85 abzugeben, um ein in den Zeichnungen nicht dargestelltes Gerät zu betreiben, welchem Flüssigkeit zuzuführen ist, deren Druck je nach Bedarf verändert werden kann.
Die Messung des Druckes in Kammer 81 wird von einer Meßeinrichtung 84 vorgenommen, welche mit einer Regeleinrichtung 88 verbunden ist. Bei Regelung des Druckes in Kammer 81 öffnet die Regeleinrichtung 88 das Ventil 93, sobald sich der Druck unter dem erforderlichen Niveau befindet, um zu bewirken, daß ein Impuls bzw. Stoß einer Hochdruck-Flüssigkeit aus einer Quelle 96 durch eine Begrenzungseinrichtung 89 in die Kammer 81 abgegeben wird; liegt der Druck in Kammer 81 über dem erforderlichen Niveau, öffnet die Regeleinrichtung das Ventil 103, damit ein Flüssigkeitsimpuls bzw. -stoß aus Kammer 81 über die Begrenzungseinrichtung 89 zu Auslaß 106 gelangen kann. Die Begrenzungseinrichtung 89 verändert in Abhängigkeit der Druckdifferenz die Geschwindigkeit des Flusses in die Kammer 81 und aus dieser heraus. Bei der Anordnung von Figur 4 ist ein zusätzliches Ventil 97 zwischen der Begrenzungseinrichtung 89 und der Kammer 81 angeordnet, wobei ein Schließen dieses Ventils in einer Unterbrechung des Flusses zwischen Begrenzungseinrichtung 89 und Kammer 81 resultiert, wodurch verhindert wird, daß der abnehmende Strom durch die Begrenzungseinrichtung 89 ein überschreiten des Druckes in der Kammer bewirkt.
Ein zusätzlicher Vorteil der Anordnung von Figur 4 ergibt sich, wenn in Kammer 81 ein großes Druckgefälle unter dem erforderlichen Druck besteht. Zuerst können die Ventile 93 und 97 geöffnet werden, damit Flüssigkeit aus Quelle 96 über die Begrenzungseinrichtung 89 in Kammer 81 fließen kann, bis das erforderliche Niveau des Druckes in Kammer 81 nahezu erreicht ist. Vorausgesetzt, daß die Begrenzungseinrichtung 89 und die angrenzenden Rohrleitungen der Vorrichtung ein Volumen in der Größenordnung 1:200 gegenüber dem Volumen von Kammer 81 aufweisen, kann die Vorrichtung sodann in einer dem Betrieb des Ausführungsbeispieles von Figur 1 gleichenden Form betrieben werden. Somit kann bei geöffnetem Ventil 93 und geschlossenem Ventil 97 der Begrenzungseinrichtung 89 und den zugehörigen Rohrleitungen Flüssigkeit aus Quelle 96 zugeführt werden. Danach kann Ventil 93 geschlossen und Ventil 97 geöffnet werden, damit ein Druckimpuls bzw. -stoß an Kammer 81 abgegeben werden kann. Um den Druck auf das erforderliche Niveau zu bringen, kann der Kammer 81 eine Reihe Impulse zugeführt werden.
Figur 5 zeigt eine Flüssigkeitsdruckregelvorrichtung, welche eine Kammer 111 aufweist, die über ein Ventil 113 mit einer Kammer 112 verbunden werden kann. Eine Druckmeßeinrichtung 114 ist in Kammer 112 angeordnet und zeigt den Druck in Kammer 111 an, wenn Ventil 113 geöffnet und ein Druckausgleich erfolgt ist. Fällt der Druck in der Kammer 111 unter ein erforderliches Niveau, wird Ventil 113 geschlossen und Kammer 112 auf einen über dem in Kammer 111 erforderlichen Druck angehoben, Ventil 113 sodann geöffnet und der höhere Druck von Kammer 112 in Kammer 111 entladen. Hierdurch wird an Kammer 111 ein Impuls bzw. diskreter Impulsstoß abgegeben, welcher den Druck in Kammer 111 um ein Maß erhöht, das von den Drücken in den Kammern 111 und 112 abhängt, da diese beiden Kammern das gleiche Volumen aufweisen.
Kammer 111 wird verwendet, um Flüssigkeit durch einen Ablauf 115 abzugeben und ein Gerät zu betreiben, welches nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, jedoch eine Druckzufuhr erfordert, welche, je nach Bedarf, regelbar verändert werden kann.
Der Druck wird der Kammer 112 aus einer Druckquelle 116 über ein Ventil 117 zugeführt, wobei die Vorrichtung zwei weitere, mit Ventilen 120, 121 verbundene Kammern 118 und 119 aufweist. Die Kammern 111, 112, 118 und 119 können sämtlich das gleiche Volumen vorsehen, sind jedoch nicht unbedingt identisch. Die Kammern 112, 118 und 119 können durch die jeweiligen Ventile 122, 128 und 129 in die Atmosphäre entladen werden. Diese Kammern werden eingesetzt, um eine wesentliche Veränderung des in Kammer 112 herrschenden Druckes zur Abgabe an Kammer 111 als Druckimpuls bzw. -stoß vorzusehen.
Es können zum Beispiel die Ventile 117, 121 und 120 geöffnet und die Kammern 112, 118 und 119 sämtlich bis zu dem Einlaßdruck von Quelle 116 gefüllt werden. Wird Ventil 117 geschlossen und Ventil 113 geöffnet, entsteht, je nach Ausgangsdruck in Kammer 111 und dessen Verhältnis zu dem Druck in Quelle 116, ein hoher Anstieg des Druckes in Kammer 111.
Alternativ kann Kammer 119 alleine bis zu dem Einlaßdruck von Kammer 116 gefüllt werden, wobei Ventil 121 geschlossen bleibt. Sodann kann durch Schließen von Ventil 117 und Öffnen von Ventil 121, wodurch zuerst eine Evakuierung von Kammer 118 erfolgt, der Druck in Kammer 119 zwischen den Kammern 119 und 118 ausgeglichen werden, wodurch in diesen beiden Kammern ein Druck entsteht, welcher unter dem Einlaßdruck aus Quelle 116 liegt. Durch Schließen von Ventil 121 kann der Druck in Kammer 118 zwischen den Kammern 118 und 112 ausgeglichen und ein Druckimpuls bzw. -stoß, welcher einen wesentlich geringeren Druck als der Einlaßdruck aus Quelle 116 aufweist, an Kammer 111 abgegeben werden.
Als weitere Alternative kann Kammer 119 alleine bis zu dem Einlaßdruck aus Quelle 116 gefüllt werden, wobei Ventil 121 geschlossen bleibt. Sodann kann durch Schließen von Ventil 117 und Öffnen von Ventil 121, wodurch zuerst eine Evakuierung von Kammer 118 erfolgt, der Druck in Kammer 119 zwischen den Kammern 119 und 118 ausgeglichen werden, wodurch in diesen beiden Kammern ein Druck entsteht, welcher unter dem Einlaßdruck aus Quelle 116 liegt. Durch anschließendes, sukzessives Entleeren von Kammer 118 in die Atmosphäre und Herstellung eines Ausgleiches mit Kammer 119 kann ein noch geringerer Druck vorgesehen werden.
Die Kammern dienen somit als Druckteiler zur Herstellung von Druckimpulsen, welche geringer als der Druck aus Quelle 116 sind. Das Öffnen und Schließen sämtlicher Ventile wird von einer Regeleinrichtung 108 gesteuert, wobei diese Regeleinrichtung durch die Vielzahl an Kammern und Ventilen einen Impuls eines gewünschten Druckes in Kammer 118 erzeugen kann, während der vorherige Impuls immer noch von Kammer 112 an Kammer 111 übermittelt wird.
In der Beschreibung werden die Begriffe "Impuls" und "Stoß" verwendet. Diese beiden Begriffe werden synonym eingesetzt, um die Abgabe einer begrenzten Menge Flüssigkeit in eine Kammer bzw. aus einer solchen zu beschreiben.

Claims

1. Flüssigkeitsdruckregelvorrichtung mit einer ersten Kammer (1) , in welcher der Druck zu regeln ist; einer zweiten Kammer (2); einer Ventileinrichtung zur Regelung der Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer; einer Regeleinrichtung (8), welche dazu dient, bei Abweichen des Druckes in der ersten Kammer von einem erforderlichen Druck

i) die Ventileinrichtung so zu aktivieren, daß die Verbindung zwischen erster und zweiter Kammer unterbrochen wird,

ii) den Druck in der zweiten Kammer zu verändern,

iii) die Verbindung zwischen erster und zweiter Kammer herzustellen, um der ersten Kammer einen diskreten Druckimpuls zuzuführen sowie

iv) i) bis iii) zu wiederholen, bis der Druck in der ersten Kammer einen erforderlichen Pegel erreicht hat.

2. Druckregelvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer dritten Kammer (20) sowie einer Einrichtung (21) zur Herstellung einer Verbindung zwischen zweiter (12) und dritter (20) Kammer, wobei sich bei ii) Veränderung des Druckes in der zweiten Kammer (12) ebenfalls der Druck in der dritten Kammer (20) verändert.

3. Druckregelvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher nach ii) die zweite Kammer so mit der dritten Kammer verbunden wird, daß eine Veränderung des Druckes in der zweiten Kammer und infolgedessen des, der ersten Kammer zuzuführenden, diskreten Druckimpulses erfolgt.

4. Druckregelvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Einrichtung (21) zur Evakuierung der dritten Kammer, wobei eine Druckminderung vor Herstellung einer Verbindung mit der zweiten Kammer erfolgt.

5. Druckregelvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher zwei erste Kammern (31, 41) vorgesehen sind, wobei sich der in der einen Kammer erforderliche Druck von dem in der anderen Kammer unterscheidet- und beide Kammern eine Einrichtung zur Herstellung einer Verbindung mit der zweiten Kammer (32) aufweisen.

6. Druckregelvorrichtung nach zumindest Anspruch 2 oder 3 mit einer vierten Kammer (119), welche in Verbindung mit der dritten Kammer gebracht werden kann.

7. Druckregelvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Druckmeßeinrichtung (4), welche in der zweiten Kammer angeordnet ist.

8. Druckregelvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher sich das Volumen der zweiten Kammer im Verhältnis zu dem Volumen der ersten Kammer in der Größenordnung 1:200 befindet.

9. Druckregelvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei bei ii) die Verbindung solange hergestellt bleibt, bis der Druck in der ersten und der zweiten Kammer im wesentlichen ausgeglichen ist.

10. Druckregelvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher die zweite Kammer eine Begrenzungseinrichtung (89) sowie angrenzende Rohrleitungen aufweist.

11. Verfahren zum Betrieb einer Druckregelvorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsdruckes in einer ersten Kammer, wobei die Vorrichtung eine zweite Kammer sowie eine Ventileinrichtung zur Regelung der Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer aufweist und wobei das Verfahren, falls der Druck in der ersten Kammer von einem erforderlichen Druck abweicht, die folgenden Schritte vorsieht:

i) Aktivierung der Ventileinrichtung dahingehend, daß die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer unterbrochen wird;

ii) Veränderung des Druckes in der zweiten Kammer;

iii) Herstellung einer Verbindung zwischen erster und zweiter Kammer, um der ersten Kammer einen diskreten Druckimpuls zuzuführen; sowie

iv) Wiederholung i) - iii) bis der Druck in der ersten Kammer einen erforderlichen Pegel erreicht hat.