Durchflussregler für ein gasförmiges Medium Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Durchflussregler für ein gasförmiges Medium, der einen Durchgang für das Medium aufweist, dessen eine Wand beweglich ist und einerseits unter der Wir kung des statischen Druckes des Mediums am Ein- lass des Durchflussreglers und anderseits unter der Wirkung einer Federkraft steht, welche die Wand in einer vorbestimmten Lage zu halten bestrebt ist.
Es war schon früher bekannt, in Belüftungsan lagen selbsttätig arbeitende Durchflussregler zu ver wenden, um eine gleichmässige Luftzufuhr zu ver schiedenen Stellen des Ventilationssystems zu ge währleisten. Durch den übergang zu Systemen mit hoher Geschwindigkeit mit dem sich daraus erge benden verhältnismässig hohen Arbeitsdruck und den gleichzeitig erhöhten Anforderungen hinsichtlich der Beseitigung von Geräuschen ist das Problem der Dämpfung der in den Reglern und den Lufteinblas- vorrichtungen auftretenden Geräusche noch schwie riger geworden.
Das Hauptziel der vorliegenden Er findung ist die Schaffung eines Reglers, welcher die hohen Anforderungen hinsichtlich Geräuschdämpfung erfüllt und gleichzeitig gute Regelungseigenschaften besitzt, und der auch als Absperrventil verwendet werden kann.
Der erfindungsgemässe Durchflussregler ist da durch gekennzeichnet, dass der Durchgang derart aus gebildet ist, dass für jede Stellung der beweglichen Wand die Länge des Durchganges in Flussrichtung grösser ist als das Fünffache des hydraulischen Durch messers desselben, und dass der hydraulische Durch messer des Durchganges derart bemessen ist,
dass für die höchste Du#rchflussgeschwindigkeit des Mediunis die Reynoldssche Zahl den Wert 2000 nicht über- steigL Um das Auftreten störender Geräusche soweit als möglich zu verhindern, sind die Wandungen des Durchganges zweckmässigerweise mit -einem schall'- dämpfenden Material bekleidet.
Um ferner die Not wendigkeit eines besonderen Absperrorgans für das gasförinige Medium zu vermeiden, kann die beweg liche Wand so angeordnet werden, dass dadurch der Durchgang von Hand ganz abgesperrt werden kann.
Während bei früheren Ausführungsformen der Durchflussregler die bei der Drosselung freigemachte Druckenergie in erhöhte Energie des Mediums in Form von Wirbeln umgewandelt wird, wodurch Schallene,rgie frei wird, bewirkt die erfindungsgemässe Gestaltung des Durchganges eine laminare Strömung ohne Wirbelbildung, wodurch eine geräuschlose Her absetzung des Drucks erreicht werden kann.
Mass- C, Olebend für den Grad des Auftretens von Wirbeln ist nämlich die jeweilige Reynoldssche Zahl, die als das Produkt aus der Strömungsgeschwindigkeit des Me diums und dem hydraulischen Durchmesser des<B>be-</B> treffenden Durchflusskanals, dividiert durch die kine matische Zähigkeit des strömenden Mediums definiert wird.
Infolge von Störungen am Einlass des Kanals tritt aber auch bei niedriger Reynoldsseher Zahl eine laminare Strömung nicht gleich auf, und der Durch gang weist daher eine solche Länge auf, dass Zeit genug vorhanden ist, um eine laminare Strömung aufzubauen.
In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. <B>1</B> einen Durchflussregler <B>im</B> Längsschnitt, Fig. la im grösseren Massstab eine Einzelheit und Fig. 2 im grösseren Massstab einen Schnitt nach der Linie II-11 in Fig. <B>1.</B>
Der Durchtlussregler <B>1</B> ist mit einer Leitung 2 für ein gasföriniges Medium über eine Öffnung 2a verbunden. Das Gehäuse<B>3</B> des Durchflussreglers <B>1</B> umschliesst einen unmittelbar mit der Leitung 2 ver- bundenen Raum 4, der in eine Auslasskammer <B>5</B> von geringerer Breite ausläuft. Die Gehäusewand ist in der Nähe der Auslasskammer <B>5</B> derart geformt, dass sie als Sitz für einen im Raume 4 beweglich angeordneten Ventilkörper<B>6</B> dienen kann. Der Durchlass für das Medium zwischen diesem Ventilkörper<B>6</B> und der Gehäusewand ist mit<B>7</B> bezeichnet.
Der Ventilkörper <B>6</B> hat die Form einer länglichen Platte und ist durch zwei Stangen<B>8</B> gehalten, deren Enden in<B>je</B> zwei Muffen<B>9, 10</B> verschiebbar angeordnet sind. Ventil körper<B>6</B> sowie Gehäusewand<B>3</B> sind mit einem schall dämpfenden Material 6a bzw. 3a verkleidet. Jede Stange<B>8</B> erstreckt sich durch eine am Ventilkörper<B>6</B> befestigte, auf der Stange verschiebbare Muffe<B>11.</B> Die Muffen<B>11</B> sind von Dichtungen<B>18</B> umschlossen. Auf den Stangen<B>8</B> sind ferner Mitnehmerscheiben 14 festgeklemmt, auf denen die Dichtungen<B>18</B> aufliegen, solange kein Druck auf den Ventilkörper<B>6</B> wirkt.
Der Ventilkörper<B>6</B> steht unter dem im Raunie 4 herrschenden statischen Druck, der entgegen der Wir kung einer um jede Stange<B>8</B> angeordneten Schrauben feder 12 gerichtet ist. Ein Ende jeder Schraubenfeder 12 stützt sich auf den Ventilkörper<B>6,</B> während das andere Ende sich gegen einen Federteller<B>15</B> stützt, der an einem Anschlag<B>13</B> der Stange<B>8</B> anliegt. Um eine gute Dichtung gegen die Stange<B>8</B> zu erhalten, ist zwischen dem Federteller<B>15</B> und dem Anschlag<B>13</B> eine Membrane<B>17</B> vorgesehen, die von Platten<B>16</B> getragen wird, welche Platten<B>16</B> an den Endwänden der Auslasskammer <B>5</B> befestigt sind.
An den Platten <B>16</B> sind ferner Dichtungskissen<B>23</B> aus Filz oder dergleichen angeordnet.
Um den Ventilkörper<B>6</B> in verschiedenen Stel lungen einstellen zu können oder um den Durchgang <B>7</B> ganz zu sperren, können die Stangen<B>8</B> axial ver stellt werden. Dies erfolgt mittels Hebeln 20, die auf einer Welle 21 befestigt sind. Diese Welle 21 kann mittels eines nicht dargestellten Betätigungsorgans verdreht werden. Das freie Ende jedes Hebels 20 trägt einen Finger 22, der mit einer im oberen Teil der Stange<B>8</B> befestigten Muffe<B>19</B> in Eingriff steht. Die Einstellungen der Stange<B>8</B> werden über die Mit- nehmerscheiben 14 kraft-, aber nicht formschlüssig auf den Ventilkörper<B>6</B> übertragen.
Die Wirkungsweise des Durchflussreglers ist fol gende- Wenn kein Medium in der Leitung 2 zugeführt wird und der Ventilkörper<B>6</B> von keinem Druck be- einflusst ist, ruht er auf den an den beiden Stangen<B>8</B> befestigten Scheiben 14 und die Lage des Ventil körpers ist nur von der Lage dieser Stangen bestimmt.
Bei Zuführung des Mediums in die Leitung 2 wird am Einlass des Durchflussreglers ein statischer Druck er zeugt, der den Ventilkörper beeinflusst und ihn näher gegen den Ventilsitz presst. Dieser Bewegung wirken aber die gegen den Ventilkörper anpressenden Federn 12 entgegen, und der Ventilkörper nimmt eine Lage ein, in der diese beiden, in entgegengesetzter Richtung wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind.
Die Feder kraft muss dabei so berechnet sein, dass bei einem vorausgesetzten Druck in der Zufuhrleitung die Lage des Ventilkörpers eine Durchflusszone freigibt, die die beabsichtigte Mediummenge durchlässt. Erhöht sich aus irgendeinem Grund der Druck, verschiebt sich der Ventilkörper gegen den Ventilsitz, und, wenn umgekehrt der Druck sinkt, bewegt er sich vom Ventilsitz weg, wodurch die Me#diummenge stets auto matisch konstantgehalten wird.
Wie aus den Fig. <B>1</B> und 2 zu ersehen, ist nun der Durchflussregler derart gestaltet, dass für jede Stellung des Ventilkörpers die Länge des Durchganges in Flussrichtung grösser ist als das Fünffache des hydraulischen Durchmessers des selben, und der hydraulische Durchmesser des Durch ganges derart bemessen ist, dass für die höchste Durch- flussgeschwindigkeit des Mediums die Reynoldssche Zahl den Wert 2000 nicht übersteigt. Dadurch wer den störende Geräusche weitgehend verhindert.
Um diesen Effekt zu verstärken, sind die Wandungen des Durchganges mit schalldämpfendem Material beklei det. Um die Ausgangslage des Ventilkörpers zu ver ändern oder den Durchgang ganz abzuschliessen, sind die Stangen<B>8</B> mit Hilfe der Verstellvorrichtung 20 bis 22 axial verschiebbar.
Flow regulator for a gaseous medium The present invention relates to a flow regulator for a gaseous medium, which has a passage for the medium, one wall of which is movable and on the one hand under the effect of the static pressure of the medium at the inlet of the flow regulator and on the other hand is under the action of a spring force which tends to keep the wall in a predetermined position.
It was previously known to use automatic flow regulators in ventilation systems in order to ensure an even supply of air to various points in the ventilation system. Due to the transition to high-speed systems with the resulting relatively high working pressure and the simultaneously increased requirements with regard to the elimination of noises, the problem of attenuating the noises occurring in the regulators and the air injection devices has become even more difficult.
The main aim of the present invention is to create a controller which meets the high requirements in terms of noise reduction and at the same time has good control properties, and which can also be used as a shut-off valve.
The flow regulator according to the invention is characterized in that the passage is formed in such a way that for each position of the movable wall, the length of the passage in the flow direction is greater than five times the hydraulic diameter of the same, and that the hydraulic diameter of the passage is dimensioned in this way is
that the Reynolds number does not exceed 2000 for the highest flow velocity of the mediunis. In order to prevent the occurrence of disturbing noises as far as possible, the walls of the passage are expediently covered with a sound-absorbing material.
Furthermore, in order to avoid the need for a special shut-off element for the gaseous medium, the movable wall can be arranged in such a way that the passage can be completely blocked by hand.
While in earlier embodiments of the flow regulator the pressure energy released during throttling is converted into increased energy of the medium in the form of eddies, which releases acoustic energy, the inventive design of the passage causes a laminar flow without eddy formation, which results in a noiseless reduction in pressure can be reached.
The measure of the degree of vortex occurrence is namely the respective Reynolds number, which is the product of the flow velocity of the medium and the hydraulic diameter of the relevant flow channel, divided by the kine matic viscosity of the flowing medium is defined.
Due to disturbances at the inlet of the channel, however, a laminar flow does not occur immediately even with a low Reynolds number, and the passage is therefore of such a length that there is enough time to build up a laminar flow.
In the accompanying drawings, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically. They show: FIG. 1 a flow regulator in a longitudinal section, FIG. 1 a on a larger scale a detail and FIG. 2 on a larger scale a section along the line II-11 in FIG . <B> 1. </B>
The flow regulator <B> 1 </B> is connected to a line 2 for a gaseous medium via an opening 2a. The housing <B> 3 </B> of the flow regulator <B> 1 </B> encloses a space 4 which is directly connected to the line 2 and which runs out into an outlet chamber <B> 5 </B> of smaller width. The housing wall is shaped in the vicinity of the outlet chamber <B> 5 </B> in such a way that it can serve as a seat for a valve body <B> 6 </B> arranged movably in space 4. The passage for the medium between this valve body <B> 6 </B> and the housing wall is labeled <B> 7 </B>.
The valve body <B> 6 </B> has the shape of an elongated plate and is held by two rods <B> 8 </B>, the ends of which in <B> each </B> have two sleeves <B> 9, 10 </B> are arranged displaceably. The valve body <B> 6 </B> and the housing wall <B> 3 </B> are clad with a sound-absorbing material 6a or 3a. Each rod <B> 8 </B> extends through a sleeve <B> 11 </B> which is fastened to the valve body <B> 6 </B> and is displaceable on the rod. </B> The sleeves <B> 11 </B> are enclosed by seals <B> 18 </B>. Furthermore, driver disks 14, on which the seals <B> 18 </B> rest, as long as no pressure acts on the valve body <B> 6 </B>, are clamped onto the rods <B> 8 </B>.
The valve body <B> 6 </B> is under the static pressure prevailing in the Raunie 4, which is directed against the action of a helical spring 12 arranged around each rod <B> 8 </B>. One end of each helical spring 12 is supported on the valve body <B> 6 </B> while the other end is supported against a spring plate <B> 15 </B> which is attached to a stop <B> 13 </B> Rod <B> 8 </B> is in contact. In order to obtain a good seal against the rod <B> 8 </B>, there is a membrane <B> 17 </ B between the spring plate <B> 15 </B> and the stop <B> 13 </B> > provided, which is carried by plates <B> 16 </B>, which plates <B> 16 </B> are attached to the end walls of the outlet chamber <B> 5 </B>.
Sealing cushions 23 made of felt or the like are also arranged on the plates 16.
In order to be able to set the valve body <B> 6 </B> in different positions or to block the passage <B> 7 </B> completely, the rods <B> 8 </B> can be adjusted axially. This takes place by means of levers 20 which are fastened on a shaft 21. This shaft 21 can be rotated by means of an actuating member, not shown. The free end of each lever 20 carries a finger 22 which is in engagement with a sleeve <B> 19 </B> fastened in the upper part of the rod <B> 8 </B>. The settings of the rod <B> 8 </B> are transmitted to the valve body <B> 6 </B> via the driver disks 14 in a non-positive but non-positive manner.
The mode of operation of the flow regulator is as follows - If no medium is fed in line 2 and the valve body <B> 6 </B> is not influenced by any pressure, it rests on the two rods <B> 8 </ B> fixed discs 14 and the position of the valve body is only determined by the position of these rods.
When the medium is fed into the line 2, a static pressure is generated at the inlet of the flow regulator which influences the valve body and presses it closer against the valve seat. This movement is counteracted by the springs 12 pressing against the valve body, and the valve body assumes a position in which these two forces acting in opposite directions are in equilibrium.
The spring force must be calculated in such a way that, given a presumed pressure in the supply line, the position of the valve body releases a flow zone that allows the intended amount of medium to pass through. If the pressure increases for any reason, the valve body moves against the valve seat, and if, conversely, the pressure drops, it moves away from the valve seat, whereby the amount of medium is always automatically kept constant.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the flow regulator is now designed in such a way that the length of the passage in the flow direction is greater than five times the hydraulic diameter of the same, and the The hydraulic diameter of the passage is such that the Reynolds number does not exceed 2000 for the highest flow rate of the medium. This largely prevents the annoying noises.
In order to increase this effect, the walls of the passage are clothed with sound-absorbing material. In order to change the initial position of the valve body or to close the passage completely, the rods 8 can be axially displaced with the aid of the adjusting device 20 to 22.