9.2.2 Arbeitspunkteinstellung

9.2.2 Arbeitspunkteinstellung

Der Arbeitspunkt des Reglers wird über die Vorspannung der Feder eingestellt. Die Darstellung in Bild 6 zeigt die Federkräfte in den Hubstellungen , und , einschließlich der daraus resultierenden Federkennlinie. Das Vorspannen der Feder bewirkt eine Parallelverschiebung der Federkennlinie, so daß bei der Hubstellung bereits die Vorspannung = wirkt.

Bild 6: Federkräfte- und kennlinie

Bild 7: Idealisierte Kennlinie des Druckminderers

Während der Arbeitspunkteinstellung erhöht man die Federvorspannung solange, bis die zu regelnde Prozeßgröße den gewünschten Betriebspunkt erreicht. Die so eingestellte Federkraft ergibt sich aus dem Kräftegleichgewicht entsprechend Bild 4:

Bei kleinem Sitzdurchmesser und niedrigen Differenzdrücken entstehen nur geringfügige Kegelkäfte . Unter diesen Bedingungen ändert sich der Federweg x - gleichbedeutend mit dem Ventilhub - proportional mit dem Druck . Die resultierende Stellverhalten hängt deshalb unmittelbar von der Federkennlinie ab (siehe auch Bild 7):

Sowohl die Gleichung als auch die Stellkennlinie lassen das proportionale Regelverhalten dieses Reglers ohne Hilfsenergie erkennen:

- Der Faktor / steht für die Steigung der Kennlinie bzw. den Proportionalbeiwert des Reglers (siehe auch Seite 14ff).

- Der zweite Summand der Gleichung ( x / ) beschreibt die Verschiebung der Kennlinie in den Arbeitspunkt. Sind große Sollwerte einzustellen,
muß dieserTerm groß werden. Dafür muß entweder eine eine Ausführung mit steifer Feder ( groß) und kleiner Antriebsfläche gewählt werden,
oder die Feder muß sehr lang sein, damit sie ausreichend weit vorgespannt werden kann ( wird entsprechend groß).

Wie bereits erwähnt, gelten die Beziehungen nur für den Fall, daß die Kegelkraft vernachlässigt werden kann. Bei großem Sitzdurchmesser und/oder hohen Differenzdrücken ist das nur zulässig, wenn die Ventile mit einer sogenannten Druckentlastung ausgestattet ist. Solche Entlastungen bieten sich bei Reglern ohne Hilfsenergie allein schon wegen des verbesserten Regelverhaltens an.