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Durchflussregler für gasförmige Medien
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etwa den Durchflussmengen-Sollwert zu verändern. Eine Veränderung der durch das Zusammenwirken beider Federn erzielten Rückstellcharakteristik ist bei dieser Anordnung ebenfalls unmöglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Durchflussregler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Regelabweichung über den ganzen Stellbereich gering gehalten werden kann, und dessen
Rückstellcharakteristik in geeigneter Weise an die Strömungscharakteristik angepasst ist, durch die das jeweilige Durchflussvolumen als Funktion der Druckdifferenz beschrieben wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die andere Feder mit ihrem verschiebbaren Widerlager etwa in der ersten Hälfte des Stellbereiches des Ventilkörpers abgestützt ist, und dass der Ventilkörper als ein abgeschlossener, auf einer durchgehenden Achse gelagerter Hohlkörper ausgebildet ist, in dessen Innerem zur Abstützung der Druckfedern Widerlager auf der Achse einstellbar angebracht sind.
Auf diese Weise erhält man einen Durchflussregler, der sowohl bei niedrigem Ansprechdruck als auch bei hohem Ansprechdruck eine hohe Regelgenauigkeit gewährleistet. Die S-förmige Kurve, die die sich aus dem Differenzdruck in Abhängigkeit vom Stellweg bei gleichem Strömungsvolumen ergebende
Funktion darstellt, wird in mehrere Teilbereiche aufgeteilt, wobei jedem Teilbereich eine Feder mit z. B. linearer Kennlinie zugeordnet ist. Dadurch kann das Regelorgan jeweils unter die Wirkung einer solchen
Reglerkraft gebracht werden, diee der betreffenden Kurve für ein konstantes Durchsatzvolumen in allen
Bereichen sehr nahekommt. So ist es möglich, im ganzen Regelbereich die Regelabweichung auf etwa
2% herunterzudrücken, d. h. auf etwa die Hälfte der Regelabweichung der bisherigen Volumenregler.
Das
Regelorgan als Hohlkörper kann sehr leicht gehalten werden, womit auf Grund der geringen Massenträgheit eine hohe Empfindlichkeit verbunden ist.
Zweckmässig sind die Federwiderlager an konzentrisch zueinander angeordneten Hülsen angebracht. Dadurch ist die Möglichkeit der Schaffung eines konstruktiv einfachen und wenig Platz beanspruchenden Regelorganes gegeben. Durch die konzentrisch zueinander angeordneten Hülsen wird eine leichte Verschieblichkeit der Feder-Bezugspunkte erreicht, u. zw. so, dass jede Feder unabhängig von der andern verstellt werden kann, ohne ein Verkanten oder eine gegenseitige Beeinflussung befürchten zu müssen.
Der Ventilkörper ist zweckmässig eiförmig ausgebildet, d. h. mit einer abgerundeten Kuppe grösseren Durchmessers und mit einer demgegenüber etwas spitzer zulaufenden Kuppe kleineren Durchmessers versehen. Diese Formgebung des als geschlossener Hohlkörper ausgebildeten Ventilkörpers hat sich in Windkanalversuchen als besonders günstig erwiesen, da die Eiform einerseits das Zusammenwirken mit der eiförmigen Verengung des Ventilsitzes begünstigt, und zum andern eine Raumform mit strömungsmässig günstigen Eigenschaften darstellt. Auf Grund der Tatsache, dass sich im Strömungsbereich im wesentlichen nur solche Teile befinden, deren äussere Form abgerundet ist, und die einen geringen Strömungswiderstand bieten, ist die Geräuschentwicklung gering.
Das Material des eiförmigen Körpers kann so gewählt werden, dass es den chemischen Angriffen des Strömungsmediums standhält, während an das Material der im Ventilkörper befindlichen Teile keine übermässigen Anforderungen bezüglich der Korrosionsfestigkeit gestellt werden. Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform nachstehend erläutert. Fig. l zeigt einen Längsschnitt durch den Volumenregler gemäss der Erfindung im Schema. In der Fig. 2 ist eine Anwendung des Volumenreglers der Fig. l bei einem 2-Kanal-Mischkasten veranschaulicht.
In einem Durchflussrohr--l--mit einem düsenartig beengten Teil--2--ist das Regelorgan
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Das Regelorgan ist als Hohlkörper ausgebildet und kann aus den Teilen-3a und 3b-zusammengesetzt sein. Im Innern des Regelorgans befinden sich mehrere Federn, die auf das Regelorgan einwirken. Bei dem Beispiel sind zwei Federn--5 und 6--dargestellt. Die Schraubenfeder --5-- grösseren Durchmessers hat das eine Widerlager--7--und drückt mit dem anderen Ende unmittelbar gegen das Regelorgan, das mittels der Lagerbuchsen--8--an der Stange--4--gleiten kann. Die andere Feder--6--kleineren Durchmessers befindet sich zwischen den Widerlagern--9 und 10--, die auf der Stange --4-- gelagert sind.
Das Widerlager--9--der Feder--6--ist mit einer Hülse--11--verbunden, die unmittelbar auf der Stange--4--gleitet. Das Widerlager --7-- für die grössere Feder--5--ist mit einer weiteren Hülse --12-- befestigt, die die Hülse --11-- umgibt. Das Regelorgan --3-- ist mittels der Lagerbuchse --13--- auf der Hülse --12-- verschiebbar. Die Hülse-11-ist am
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Ende mit Gewinde --14-- versehen, wobei die Hülse-11-zu der Hülse --12-- vorragt. Auf dem freien Gewindeteil ist eine Mutter --15-- und eine Kontermutter --16-- aufgeschraubt.
Am freien Ende der Hülse --11-- ist ein mit dieser Hülse verbundener Stellring --17-- vorgesehen, der mittels einer Schraube-18-od. dgl. an der Stange --4-- arretiert werden kann. Durch mehr oder weniger weites Aufschrauben der Muttern-15 und 16-auf dem Gewindeteil der Hülse-11- lässt sich das Widerlager --9-- der Feder --6-- zu dem Widerlager --7-- der Feder --5--, daher zu dem Regelorgan --3-- verschieben und einstellen. Die Stange --4-- ist in Lageraugen - 19 und 20-geführt, die mittels der Stege-21 und 22-- in dem Rohr-l-gehalten sind.
Das Regelorgan --3-- kann im ganzen zu der düsenförmigen Verengung --2-- des Rohres - l--auf der Stange--4--mittels des Stellringes --17-- verschoben und arretiert werden. Bei kleinen Verstellwegen des Regelorgans --3-- wirkt zunächst nur die durch die weichere Feder --5-- sich ergebende Gegenkraft zu der Verstellkraft infolge der auf das Regelorgan in Richtung des Pfeiles-23-anströmenden Luftmenge. Nach einem vorbestimmten Stellweg des Regelorgans - trifft dieses auf das Widerlager --10-- der Feder --6--, so dass nunmehr die Federkennlinie dem steileren Stück der anfangs genannten Kurve angepasst verläuft. Der Hohlkörper des Regelorgans mit seinem geringen Gewicht hat einen niedrigeren Ansprechdruck.
Es kann die durchströmende Gesamtluftmenge bei einer sehr geringen Abweichung konstant gehalten werden.
Die Vorrichtung-l-kann sich in einem Gehäuse-25-zu den zwei Zuführungen-26 und 27--, z. B. für Kaltluft und Warmluft führen, befinden. Zwischen diesen Zuführungskanälen ist eine Klappe --28-- angeordnet, die in Richtung des pfeiles --29-- bis zum Abschliessen eines der Kanäle-26 und 27-bewegt werden kann. Die Verstellung erfolgt beispielsweise durch einen als Kolbenzylindereinheit ausgebildeten Stellmotor-30--, zu dem ein Arbeitsmedium durch die Leitung - zugeführt wird.
Der Kolben des Stellmotors ist mittels der gelenkig zwischengeschalteten Stange --32-- mit der Klappe --28-- verbunden. Am Auslassende der Vorrichtung --1-können feststehende, der austretenden Gasströmung einen Drall gebende Schaufeln-33angeordnet sein. Die aus der Vorrichtung --1-- austretende Luft gelangt sodann in die Kanäle-34 und 35-und von dort durch die Auslassöffnung-36-als Mischluft in den zu beheizenden Raum. Der Grundriss des Gehäuses --25-- kann rechteckig gehalten sein, u. zw. von einer Breite, die dem Durchmesser der Vorrichtung --1-- entspricht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Durchflussregler für gasförmige Medien zum Konstanthalten des Strömungsvolumens in einem düsenförmig verengten Leitungsabschnitt, bei dem ein entlang der Achse eines Rohres verschieblich angeordneter rotationssymmetrischer Ventilkörper unter der Kraftwirkung einer an ihm herrschenden Druckdifferenz und einer dieser Kraft entgegenwirkenden Federkraft steht und mit zunehmender Durchflussmenge den öffnungsquerschnitt im verengten Leitungsabschnitt verkleinert, mit zwei in Abhängigkeit vom Stellweg des Ventilkörpers gestaffelt wirksam werdenden Druckfedern, deren eine
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die andere Feder mit ihrem verschiebbaren Widerlager (10) etwa in der ersten Hälfte des Stellbereiches des Ventilkörpers (3) abgestützt ist, und dass der Ventilkörper (3) als ein abgeschlossener, auf einer
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