<Desc/Clms Page number 1>
Jalousieklappe zur Mengenregelung, insbesondere für gasförmige
Medien
Die Erfindung bezieht sich auf eine Jalousieklappe zur Mengenregelung, insbesondere für gasförmige
Medien, mit einer Steuerkurbel, die mit einzelnen Hebelarmen der Regellamellen durch Zugstangen ver- bunden ist, wobei das Verhältnis des Kurbelhalbmessers zur Hebelarmlänge > l ist.
Regelklappen bilden bei verschiedenartigen lufttechnischen Einrichtungen ein wichtiges Element, welches zum Einstellen und zur Regelung der erforderlichen Menge eines gasförmigen strömenden Mediums (Luft, Heizgase, Verbrennungsgase usw.) dient. Ihre richtige Tätigkeit ist für die ganze Wirkungsweise und Betriebswirtschaftlichkeit der gegebenen Einrichtung besonders wichtig.
In der Lufttechnik sind am meisten die Mehrlamsllen-Regelklappen verbreitet, bei denen die Betatigungsarme aller Lamellen mittels einer gemeinsamen Zugstange verbunden und durch einen Kurbelmechanismus betatigt werden. Diese Klappen haben eine unvorteilhafte Regelcharakteristik, d. i. einen nicht linearen Zusammenhang zwischen der Menge des hindurchströmenden Mediums und dem Verdrehwinkel der Lamellen der Klappe. Bei keiner der bisher verwendeten Klappenkonstruktionen wird der ganze Arbeitswinkel von 900 (der Winkel zwischen den Lamellenstellungen offen - zu) ausgenUtzt. Die Höchstmenge wird meistens bereits bei einem Öffnungswinkel von 30 - 500 erreicht.
Bei den bisherigen Klappenkonstruktionen ist es nicht möglich, verschiedene Betriebscharakteristiken zu erzielen, wie dies bei Regelventilen der Fall ist, wo die Charakteristik schnell öffnend, linear, modifiziert linear, parabolisch oder aquiprozentuell sein kann.
Solche Charakteristiken sind auch bei den Regelklappen erwünscht. Alle diese Nachteile der Klappen haben einen sehr ungünstigen Einfluss auf die Stabilität und Qualität und somit auch auf die Wirtschaftlichkeit des Regelvorganges. Die bisher bekannten Lösungen der Regelklappen mit linearer Charakteristik sind kompliziert und erheblich schwerfällig in der Ausführung.
Die oben angeführten Nachteile werden durch die erfindungsgemasse Lösung beseitigt, die es ermöglicht, auf eine einfache Weise einen linearen oder andern Zusammenhang zwischen dem Verdrehungswinkel der Klappenlamellen und der Gasdurchflussmenge zu erzielen.
Erreicht wird dies erfindungsgemass dadurch, dass das Verhältnis des Kurbelhalbmessers zur Hebelarmlänge der Lamellen sowie der Winkel der Ausgangsstellung der Kurbel und auch die Lange der die Kurbel mit einem Larnellenhebelarm verbindenden Zugstangen nach Wahl einstellbar sind, wobei die Kurbel nur mit je einer ungeraden und einer geraden Lamelle direkt durch die Zugstangen verbunden ist, wogegen die übrigen ungeraden bzw. geraden Lamellen durch je eine weitere Zugstange nur mit den entsprechenden erstgenannten Lamellen verbunden sind.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung sind die beiden, den Hebelarm je einer ungeraden und einer geraden Lamelle mit der Kurbel direkt verbindenden Zugstange an dem einen der Lamellenlagerung die- nenden Teil des Klappenrahmens angeordnet, wogegen sich die beiden weiteren Zugstangen zur Verbindung der entsprechenden Lamellenhehelarme untereinander an den gegenuberliegenden, der Lamellenla-
<Desc/Clms Page number 2>
gerung dienenden Teil des Klapprahmen befinden. Die beiden, die Hebelarme je einer ungeraden und einer geraden Lamelle mit der Kurbel verbindenden Zugstangen können sich gegebenenfalls auch auf der einen Seite der Verbindungsebene der Lamellenachsen befinden.
Es kann sich aber auch empfehlen, dass sich die beiden, die Hebelarme je einer ungeraden und einer geraden Lamel]e mit der Kurbel verbindenden Zugstangen auf verschiedenen Seiten der Verbindungsebene der Lamellenachsen befinden. Schliesslich kann die Kurbel bei einer Regelklappe mit ungerader Lamellenzahl mit einer der Lamellen, vorzugsweise mit der mittleren Lamelle, fest verbunden : 5. : in.
Die Bedeutung dieser Konstruktionsmittel beruht darauf, dass die Bewegung der Lamellen mit dem Verstellwinkel des Betätigungsmechanismus nicht gleichmässig verläuft, wie dies beiden bisherigen Konstruktionen überwiegend der Fall ist, sondern ungleichmässig. Zwecks Erläuterung der Problematik, auf welcher die Erfindung beruht, soll hier angeführt werden, dass der dem strö nenden Medium entgegenge- setzte Widerstand sich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit ändert und dass bei gleicher Durchflussmen- ge die Geschwindigkeit dem Querschnitt verkehrt proportional ist.
Der freie Durchflussquerschnitt ist somit in den verschiedenen Klappenstellungen der wichtigste und entscheidende Faktor, der die Durchflusscharakteristik der Klappe festlegt, selbstverständlich bei einem ganz bestimmten Medium, Rohrquerschnitt und Druckgefälle der Klappe. Allgemein ist bei Mehrlamellenklappen mit rechteckigem Querschnitt und mit Parallellauf der Lamellen der Durchflussquerschnitt proportional mit dem Sinus des Lamellenverdrehwinkels, aus der geschlossenen Stellung gemessen. Bei einer und derselben Klappe ist somit der sich ändernde Querschnitt : f = konst. sin ct.
Ähnlich ist der Durchflussquerschnitt bei Klappen mit mehreren Lamellen und rechteckigem Querschnitt bei gegenläufiger Bewegung der Lamellen : f = konst. (1- cos a).
Die resultierende Charakteristik der Klappe erster Art hat somit einen sinusförmigen Verlauf, falls vom deformierenden Einfluss der übrigen Faktoren (Charakteristik des Ventilators und der Rohrleitung) abgesehen wird. Die resultierende Charakteristik der Klappe zweiter Art hat auch einen sinusförmigen Verlauf, jedoch in inversem Sinne.
Durch die Erfindung ist es gelungen, eine Regelklappe solcher Ausführungen zu schaffen, dass dieselbe Klappe nicht nur eine lineare, sondern je nach Wahl auch andere, für den gegebenen fall günstige Charakteristiken haben kann.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt
EMI2.1
und 3 zeigen je eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile S und B in Fig. 1 und Fig. 4 zeigt die Veränderbarkeit des Steuermechanismus.
Die erfindungsgemässe Jalousieklappe ist mit einem üblichen Rahmen 1 versehen, in dem Zapfen 3 von ungeraden Lamellen 31 und geraden Lamellen 32 in Hülsen 2 drehbar gelagert sind. Die Zapfen 3 haben eine Radialbohrung für Hebelarme 4 der Lamellen 31, 32. Die Hebelarme 4 lassen sich in den Zapfen auf einen bestimmten Halbmesser r einstellen. Die Länge der Hebelarme 4 wird mittels Stellschrauben 5 gesichert. Die Betätigung der Klappenlamellen wird von einer Scheibe 6, die mit zwei Stiften 7 versehen ist, abgeleitet, die sich in verschiedene gegenseitige Lagen verstellen lassen. Die Stifte 7 sind mit den Hebelarmen 4 der Lamellen 31, 32 mittels zweier Zugstangen 8 verbunden, die z. B. in zwei Abständen 12 und 13 Bohrungen haben.
Durch die Scheibe 6 werden nur die zwei äusseren Lamellen, d. i. die oberste Lamelle 31 und die unterste Lamelle 32 betätigt, deren Bewegung auf die übrigen La- melen mittels gleich langer Hebelarme 4 durch weitere Zugstangen 9 übertragen wird. Die Scheibe 6 wird z. B. durch einen Handhebel 10 betätigt, der auch zum Anschluss an einen Servoantrieb geeignet ist.
Der Abstand der Stifte 7 vom Mittelpunkt der Scheibe 6 ist als Halbmesser R dus Steuerkurbelmechanis- mus bezeichnet.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist die Klappe in geschlossener Stellung veranschaulicht. Die Stifte 7 sind hiebei in der Nähe der Verbindungsebene 11 der Lamellenachsen oder direkt in ihr, der Hebel 10 ist in waagrechter Stellung. Bei der Öffnungsbewegung des Hebels 10 in der Pfeilrichtung 23 (Fig. 2) führt derselbe eine schnellere Bewegung aus als die Lamellenhebü irme 4, im Gegensatz zum Steuermechanismus bekannter Klappen mit mehreren Lamellen, bei denen dis Lamellen dieselbe Bewegung ausführen wie der Steuerkurbelmechanismus. Aus den Figuren der Zeichnung. ist ersichtlich, dass der erfindungsgemässe Steuermechanismus eigentlich ein zweifacher Kurbelmechanismus mit ungleichen Kurbeln ist.
Die erste
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
ser r ist der Hebelarm 4, wobei beide Kurbeln durch die Zugstangen 8 verbunden sind. Aus der Bewegungs- geometrie eines zweifachen Kurbeltriebes mit ungleichen Kurbeln folgt, dass die Lamellen 31,32 eine ungleichförmige (beschleunigte) Bewegung ausführen, falls die Scheibe 6 eine gleichmässige Bewegung ausführt. Mit andern Worten : führt die Scheibe 6 aus der geschlossenen Stellung der Lamellen 31 z. B. eine Drehung um 45 aus, so führt die Lamelle 31 eine Drehung um einen kleineren Winkel als 450 aus.
Ihr Ausmass hängt insbesondere vom Verhältnis R/r 1 ab und vom Ausgangswinkel der Kurbel.
Die Innenlamellen 31, 32 führen immer die gleiche Bewegung aus wie die andern .Aussenlamellen 31,
32, da sie miteinander durch die Zugstange 9 verbunden sind (Fig. 3). Aus der Bewegungsgeometrie des nach den Fig. 2 und 3 zusammengesetzten Mechanismus folgt ferner, dass zwei benachbarte ungerade und gerade Lamellen 31,32 in diesem Falle gegenläufige Bewegungen ausführen.
In Fig. 4 sind verschiedene Kombinationen 71,72, 711,721, 72 der Lage der Stifte 7 der Scheibe
6, ferner der Zugstangen 8 und der Lamallenhebelarme 4- eliematisch dargestellt. Dadurch wird bei gleichmässiger Bewegung der Scheibe 6 eine parallele oder gegenläufige Bewegung der Lamellen 31,32 erzielt. Jede der Lamellen kann eine gleichmässige oder ungleichmässige Bewegung haben. Für jede Be- wegungsart der Lamellen ergibt sich eine andere Klappencharakteristik.
Aus Fig. 4 sind nachfolgende mögliche Einstellungen ersichtlich :
1. Die Stifte 7 sind in der Stellung 71, 711, d. i. nahe der Verbindungsebene 11 der Achsen der Zapfen 3. Die Zugstangen 8 haben eine Lange 12, die Hebelarme 4 haben eine Länge r < R. Die Lage der Zugstangen 8 ist mit einer vollen Linie angedeutet und entspricht der Fig. 2. Beide Zugstangen 8 befinden sich links von der Verbindungsebene 11 der Zapfen 3. Das Ergebnis ist : die Bewegung aller Lamellen ist gegenläufig und ungleichmässig (beschleunigt), wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschrieben wurde.
II. Die Stifte 7 sind in die Lage 72,721 umge.. tellt, 450 vom Hebel 10. Die Zugstangen 8 haben eine Lange 13, die Lamellenhebelarma 4 haben eine Lange R. Die Einstellung der Zugstangen 8 ist mit einer strichpunktierten Linie angedeutet. Die eine Zugstange ist rechts und die andere links von der Linie 11. Das Ergebnis ist : Die Bewegung sämtlicher Lamellen ist gleichmässig, mit jeweils paralleler La- meilenlage, wie bei den bekannten Klappen mit sinusförmiger Charakteristik.
III. Die Stifte 7 sind in der Lage 71, 722 nahe der Verbindungsebene 11. Die Zugstangen 8 haben eine Länge 12, die Lamellenhebelarme 4 haben eine Länge r < R. Die Lage der Zugstange der ungeraden Lamellen 31 ist durch eine volle Linie angedeutet und die der geraden Lamellen durch eine mit jeweils zwei Punkten abwechselnde strichlierte Linie. Die Zugstangen 8 sind auf verschiedenen Seiten der Verbindungsebene 11. Das Ergebnis ist : die Bewegung aller Lamellen ist ungleichmässig (beschleunigt) bei jeweils paralleler Lamellenlage.
IV. Die Stifte 7 sind in der Lage 72, 711 ; die obere Zugstange 8 hat eine Länge 13 und der dazugehörige Lamellenhebelarm 4 hat eine Länge R. Die untere Zugstange 8 hat eine Länge 12 und der zugehörige Lamellenhebelarm 4 hat eine Länge r < R. Die Zugstangen 8 liegen unsymmetrisch auf der gleichen Seite der Vcrbindungsebene 11. Das Ergebnis ist : Die Bewegung der ungeraden Lamellen 31 ist gleichma- ssig, die der geraden Lamellen 32 ungleichmässig und in bezug auf die ersteren gegenläufig.
V. Die Stifte sind in der Lage 72, 722 ; die obere Zugstange 8 hat eine Lange 13 und der zugehörige Lamellenhebelarm 4 hat eine Länge R. Die untere Zugstange 8 hat eine Länge 12 und der dazugehörige Lamellenhebelarm hat eine Länge r < R. Das Resultat ist : Die Bewegung der ungeraden Lamellen 31 ist gleichmässig, die der geraden Lamellen 32 ungleichmässig und in bezug auf die ersten gleichläufig.
EMI3.2
<Desc/Clms Page number 4>
mellenzahl, mit dem einzigen Unterschied, dass bei einer ungeraden Lamellenzahl der Klappe die Scheibe 6 sich vorteilhaft am Zapfen 3 der mittleren (ungeraden) Lamelle befindet. Deshalb bewegt sich diese Lamelle bei jeder beliebigen Einstellung wie die Scheibe 6.
Die durch die beschriebenen Änderungen erzielten Ergebnisse lassen sich noch erheblich beeinflussen durch Änderung des Verhältnisses R/r. Das Ergebnis der Änderung dieses Verhältnisses ist die Änderung der ungleichmässigen Bewegung der Lamellen. Dadurch lässt sich eine lineare oder andere Klappencharakteristik erzielen, u. zw. durch einfache Verstellung. Wenn bei ungerader Lamellenzahl die mittlere Lamelle mit der Kurbelscheibe 6 fest verbunden ist, öffnen sich einige Lamellen (z. B. die Aussenlamellen) in der ersten Öffnungsphase kaum merklich, wogegen sich die mit der Kurbelscheibe verbundene mittlere Lamelle mit grösserer Geschwindigkeit und gleichmässig öffnet.
EMI4.1
PATENT ANS PR ÜCHE. :
1.
Jalousieklappe zur Mengenregelung, insbesondere für gasförmige Medien, mit einer Steuerkurbel, die mit einzelnen Hebelarmen der Regellamellen durch Zugstangen verbunden ist, wobei das Verhältnis des Kurbelhalbmessers zur Hebelarmlänge =1 ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verhältnis (ri), sowie der Winkel (8) der Ausgangsstellung der Kurbel (6) und auch die Länge (12,13) der die Kurbel (6) mit einem Lamellenhebelarm (4) verbindenden Zugstangen (8) nach Wahl einstellbar sind, wobei die Kurbel (6) nur mit je einer ungeraden (31) und einer geraden Lamelle (32) direkt durch die Zugstangen (8) verbunden ist, wogegen die übrigen ungeraden bzw. geraden Lamellen (31,32) durch je eine weitere Zugstange (9) nur mit den entsprechenden erstgenannten Lamellen verbunden sind.
EMI4.2