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Automatisches Regelventil für Belüftungsanlagen
Die Erfindung betrifft ein automatisches Regelventil für Belüftungsanlagen od. dgl., das dazu be- stimmt ist, einen annähernd konstanten Luftstrom pro Zeiteinheit bei variierendem Druck in der Luftzufuhrleitung durchzulassen, und im wesentlichen aus einer Regelklappe besteht, die um eine etwa in der Mitte der Klappe angeordnete, horizontale Achse im Ventilgehäuse schwenkbar gelagert ist sowie ein mit der Klappe zusammenwirkendes Steuerorgan besitzt, welches aus einem von der oberen, in Richtung des Luftstromes gesehen nach hinten abstehenden Flügel besteht.
Es sind bereits Regelventile bekannt, welche mit Membranen od. dgl. aus Gummi ausgerüstet sind, welche, wenn die Ventilationsluft während der kalten Jahreszeit erwärmt wird, oft einen merkbaren Geruch von Gummi abgeben ; die erwärmte Luft setzt auch die Lebensdauer der Membran herab. Ausserdem sind Regelventile bekannt, welche beim Anlassen des Ventilators sich öffnen und bei Abstellung desselben wieder schliessen. Weiterhin sind auch Regelventile bekannt, weid ; zur Drosselung des Luftstromes mit von der Ventilklappe abstehenden Flügeln versehen sind.
Der Zweck der Erfindung liegt darin, ein automatisches Regelventil zu schaffen, welches einfach im Aufbau und zuverlässig in der Wirkungsweise ist, praktisch eine unbegrenzte Lebensdauer besitzt und dazu bestimmt ist, einen annähernd konstanten Luftstrom pro Zeiteinheit bei variierendem Druck in der Luftzufuhrleitung durchzulassen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Flügel mit der Ebene der Klappe einen stumpfen Winkel solcher Grösse bildet, dass der Flügel bei Drehung der Klappe in ihre Schliesslage noch vor dem Schliessen der Klappe eine Lage parallel zur Längsachse des Ventilgehäuses einnimmt, wobei die Klappe vorzugsweise mit einer an der Aussenseite des Ventilgehäuses angebrachten Schwingungs- dämpfungsvorrichtung verbunden ist.
Wenn ein Luftstrom durch das Ventilgehäuse geleitet wird, wird dieser über und unter der teilweise offenen Klappe durchströmen und somit den Flügel derart beeinflussen, dass dieser geschwenkt wird und dabei die Klappe dreht, um den Luftstrom allmählich stärker abzudrosseln, wenn der Flügel höher geschwenkt wird und sich der Horizontalen nähert. Wie hoch der Flügel geschwenkt und der Luftstrom abgedrosselt wird, hängt von dem abgehenden Luftstrom ab, und bei richtiger Wahl der Länge, der Breite, des Gewichtes und des Winkels mit der Ebene der Klappe kann auf der Ausgangsseite ein praktisch kon-
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Wassersäule änderte.
Um die Schwingungen der Klappe zu dämpfen, kann der Drehzapfen der Klappe mit einem pneumatischen Schwingungsdämpfer verbunden sein, der an der Aussenseite des Ventilgehäuses angeordnet ist.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben, in welchen Fig. 1 das Ventil im Längs-
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schnitt und Fig. 2 in einer Ansicht von aussen zeigt ; die Fig. 3 und 4 stellen zwei Varianten der Flügel- form dar. Fig. 5 zeigt ein Diagramm über vorgenommene Messungen, Fig. 6 eine Seitenansicht eines pneumatischen Klappendämpfers, der auf dem Zapfen der Klappe montiert ist, und Fig. 7 denselben von aussen gesehen.
Im Ventilgehäuse welches auf der Eingangsseite mit einem Befestigungsflansch --6-- ver- sehen ist, ist eine um eine horizontale Mittelachse drehbare Klappe --2-- montiert. Die Lagerzap- fen --4-- dieser Klappe sind in selbstschmierenden Lagern --5-- oder in Kugellagern gelagert, welche wenig Reibung bewirken und keine Wartung benötigen. Ein in der Richtung des Luftstromes (durcheinen
Pfeil angegeben) angeordneter Flügel --3-- ist durch einen Lappen-3'-, der einen Winkel ss mit dem
Flügel bildet, an der oberen Hälfte der Klappe --2-- befestigt.
In seiner niedrigsten Lage, wenn kein
Luftstrom durch das Ventilgehäuse fliesst, bildet der Flügel--3-- einen Winkel ou mit der Horizontalebene, welcher gemäss Fig. l zwischen 30 und 400 beträgt und sich je nach Druckverhältnis und Luft- menge ändert. Durch gestrichelte Linien ist die Lage der Klappe und des Flügels --3"-- bei etwa maximalemDruckunterschied vor und nach der Klappe angegeben ; bei andern Dmckunterschieden wird die Klappe und dementsprechend der Flügel eine Reihe Zwischenlagen einnehmen, welche jedoch alle dieselbe Luftmenge pro Sekunde auf der Ausgangsseite bei sich änderndem Druck. auf. der Eingangsseite ergeben.
Um die Schwingungen der Klappe --2-- zu dämpfen, ist auf dem Wellenzapfen --4-- ein Schwungrad --41-- befestigt.
Gemäss Fig. 2 hat der Flügel --3-- eine gleichmässige Breite. Diese kann jedoch variiert werden wie die in den Fig. 3 und 4 gezeigten Flügelformen, welche bei verschiedenen Ventilgrössen gute Resultate ergeben haben.
Der Flügel --3-- braucht nicht eben zu sein, sondern kann in der Querrichtung oder in der Längsrichtung auch gebogen sein. Wenn oben angegeben ist, dass der Flügel einen gewissen Winkel mit der Klappe bildet, so bedeutet dies, wenn es sich z. B. um den winkelförmigen Flügel --3b-- in Fig. 4 handelt, dass der Winkel zwischen der die Enden des Flügels verbindenden strichpunktierten Linie --8-und der Klappe --2-- des Flügels darunter zu verstehen ist.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung hat der eigentliche Flügel--3a-- die Form eines langgestreckten Sechsecks, dessen unteres Ende, das in Ruhestellung auf dem unteren Teil des Ventilgehäuses ruht, leicht abgebogen ist. Bei der Ausführung gemäss Fig. 4 ist der Flügel --3b-- zusammengesetzt aus einem oberen, schmäleren rechteckigen Teil, der oben in den Teil-3b'--übergeht, welcher an der Klappe befestigt ist, und einem unteren, etwas breiteren rechteckigen Teil, dessen untere Kante - 1--gerade ist. Die beiden rechteckigen Teile bilden einen stumpfen Winkel miteinander.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm, welches bei Druckproben mit dem Regelventil gemäss der Erfindung aufgenommen wurde. Das Ventil hatte einen Innendurchmesser von 95 mm. Der Luftdruck auf der Eingangsseite änderte sich zwischen 20 und 70 mm Wassersäule. Zwischen den äusseren Grenzen 25 und 65 mm Wassersäule zeigte der abgehende Luftstrom eine Geschwindigkeitsvariation zwischen 4, 2 und 4,3 m/s, entsprechend 210 und 215 ms Ih, d. h. eine Variation von etwa 2, 30/0.
Die Regulierfähigkeit des Ventils ist begrenzt, aus welchem Grunde sowohl der Durchmesser des Ventilgehäuses als auch die Form, das Gewicht und die Winkellage des Flügels der Luftmenge pro Stunde und dem Druck auf der Eingangsseite angepasst werden müssen. So hat es sich, um eine möglichst genaue Regelung erzielen zu können, günstig erwiesen, eine Reihe von Ventilen in Stufen von 100 m3/h innerhalb des Normalgebietes 150 - 500 m3/h herzustellen.
Die Form und Abmessungen, sowie das Gewicht des Flügels sind von grösster Bedeutung, um ein gutes Ergebnis der Regelung zu erzielen, und alle Grössen müssen durch Versuche unter den verschiedenen Arbeitsbedingungen und Drücken bestimmt werden. Es geht aus den Fig. 1 und 2 hervor, dass der Flügel --3-- an der Klappe --2-- an einer Stelle befestigt ist, die unterhalb der oberen Kante des Flügels --3-- liegt. Dies ist von Bedeutung, da der Flügel, wenn er von der unter der Klappe --2-strömenden und die untere Seite des Flügels --3-- beeinflussenden Luft gehoben wird, auf der Oberseite von Wirbelströmen beeinflusst wird, die sich hinter der Oberkante der Klappe bilden ;
diese Wirkung nimmt zu, wenn das Ventil allmählich drosselt, wobei gleichzeitig die Wirkung des Luftstromes an der unteren Seite des Flügels abnimmt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen in grösserem Massstab einen mit der Klappenwelle --4-- verbundenen pneumatischen Schwingungsdämpfer, der sich sehr wirksam erwiesen hat, um ein Klappern der Klappe bei variierendem Luftdruck zu verhindern.
Der Dämpfer umfasst einen Zylinder --13-- mit einem Bodenteil--14-- und einer Kolbenstange - 11-mit Kolben-12-. Der Dämpfer ist zwischen zwei Zapfen --10 und 16-- verschwenkbar mon-
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tiert, welche an einem Kurbelarm --9-- auf der Welle --4-- bzw. an einem am Zylinderkopf --14-- befestigten Arm--15-- angebracht sind. Die Dämpfung wird entweder durch einen passenden Spielraum zwischen dem Kolben und dem Zylinder, der eine gewisse Querstellung erlaubt, oder durch eine ein- stellbare Schraube hervorgerufen, die einen Luftkanal --19-- oben im Zylinder mehr oder weniger abdrosselt.
Der Kurbelarm-9-- ist mit einem nach unten gerichteten Bolzen --17-- verbunden, der ein entlang des Bolzens einstellbares Gewicht --18-- trägt. Der Bolzen hängt ungefähr lotrecht, wenn die Klappe --2-- sich in halboffener Lage befindet. Bei Feinregelung des Gewichtes --18-- auf dem Bolzen --17-- kann diese Anordnung zur Erzielung eines konstanten Luftstromes über ein grösseres Druckgebiet beitragen, als dies ohne Gegengewicht möglich wäre. Im Ventilgehäuse ist eine Regulierschraube --21-- angebracht, die dazu dient, die Schwenkung der Klappe in Richtung der Schliessstellung zu begrenzen, indem das Ende der Schraube einen Anschlag für den Flügel--3b-- kurz vor vollkommen geschlossener Lage der Klappe bildet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Automatisches Regelventil für Belüftungsanlagen od. dgl., das dazu bestimmt ist, einen annähernd konstanten Luftstrom pro Zeiteinheit bei variierendem Druck in der Luftzufuhrleitung durchzulassen, und im wesentlichen aus einer Regelklappe besteht, die um eine etwa in der Mitte der Klappe angeordnete horizontale Achse im Ventilgehäuse schwenkbar gelagert ist sowie ein mit der Klappe zusammenwirkendes Steuerorgan besitzt, welches aus einem, von der oberen, in Richtung des Luftstromes gesehen hinteren Hälfte der Klappe nach hinten abstehenden Flügel besteht, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass der Flügel (3) mit der Ebene der Klappe (2) einen stUmpfen Winkel (8) solcher Grösse bildet, dass der Flügel (3) bei Drehung der Klappe (2)
in ihre Schliesslage noch vor dem Schliessen der Klappe eine Lage parallel zur Längsachse des Ventilgehäuses einnimmt, wobei die Klappe (2) vorzugsweise mit einer an der Aussenseite des Ventilgehäuses angebrachten Schwingungsdämpfungsvorrichtung (9, 11, 12,13) verbunden ist.
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