CN108027162A - 气流控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在空气处理系统中使用的气流控制装置(1)，该气流控制装置包括外管(2)和布置在外管(2)内的至少一个内管(3)。内管(3)至少部分地由柔性材料制成，并且具有轴向开口(4)，空气适于流动通过该轴向开口。内管(3)还呈现入口部分(8)和出口部分(10)以及在入口部分和出口部分之间的节流部分(9)。该装置(1)的特征在于可枢转节流装置(7)，所述节流装置(7)布置成通过围绕第二枢转轴线(b)旋转而影响内管(3)，并且由此控制通过内管(3)的气流。

Description

气流控制装置

发明领域

本发明涉及一种用于通风领域的气流控制装置，并且与例如虹膜型阻尼器(IRIS-damper)或常规的叶片阻尼器(blade damper)的现有控制装置相比，提供了一种简单、有成本效益且非常静音的气流控制装置。

发明背景

在通风领域，气流控制是必不可少的，并且许多气流控制装置/阻尼器是已知的。非常简单和有成本效益的类型是所谓的叶片阻尼器。这种阻尼器由布置在外管内的可旋转叶片构成，并且该叶片可以围绕安装在外管中的杆旋转。优选地，叶片包括围绕其周边的密封件以防止在关闭位置时泄漏。通过使叶片旋转，更多或更少的气流通道被叶片覆盖，并且由此可以控制或停止通过管的气流。不幸的是，这种阻尼器类型会造成大量的气流紊流，并由此产生许多噪声，这些噪声是通风中不期望的特性和问题。

另一种众所周知的阻尼器是所谓的虹膜型阻尼器，该虹膜型阻尼器通过多个薄钢板叶片的虹膜状径向运动来改变气流通道的尺寸。这是一种用于控制气流的良好的解决方案，但不幸的是，也是一种具有复杂性和成本驱动的设计的非常充满噪声的解决方案。

EP 2 492 606 A1中提出了一种最近的解决方案，该最近的解决方案是一种用于布置在空气通风设备中的气流调节装置，并且该气流调节装置包括外管、内管，内管布置在外管内并且相对于外管是旋转地和可轴向移动的。此外，该装置包括具有轴向开口的扭转管，空气适于流动通过该轴向开口。扭转管的一个端部相对于外管固定，并且扭转管在第二端部处附接到内管。内管适于相对于外管旋转和移位，并且当内管旋转时，扭转管扭转并且轴向开口的尺寸改变。与之前提出的装置相比，该装置在噪声方面要好得多，但是其设计复杂，并因此制造成本昂贵。对于所有上述现有技术的解决方案来说，增加节流(即关闭阻尼器)的结果是增加了湍流并且由此增加了噪声。

由于现有阻尼器的上述缺点，需要一种关于噪声和气流控制具有更好特性的简单且有成本效益的空气控制装置，优选地对于特定尺寸的气流控制装置，在气流的较宽范围内关于噪声和气流控制具有更好特性。

发明的公开内容

本发明的目的是提供克服上述问题的解决方案，并且这通过如下所述的气流控制装置来实现。气流装置包括外管和布置在外管内的至少一个内管，并且该内管至少部分地包括柔性材料。空气适于流动通过内管的轴向开口。内管还包括入口部分和出口部分以及在入口部分和出口部分之间的节流部分。进口部分、节流部分和出口部分可一起形成内管的形状。内管包括中心轴线。节流部分位于入口部分和出口部分之间，可以意味着节流部分沿着内管的中心轴线布置在入口部分和出口部分之间。内管可以与外管对齐，以具有该装置的共同的中心轴线，该共同的中心轴线与通过该装置的气流方向是一致的。为了调节通过装置的气流，可枢转节流装置布置成通过围绕枢转轴线的旋转运动来影响内管。当节流装置围绕其枢转轴线旋转时，内管的形状由于节流装置的影响而变化，并且由此通过内管的轴向开口的气流被控制。这是可能的，因为内管或内管的至少一部分由柔性材料制成。枢转轴线相对于内管的中心轴线垂直或至少近似垂直。通过这种配置，按照制造方面和流动控制方面来实现组合的优点。如上所述，已知的叶片阻尼器具有成本效益，并且通过节流装置的可枢转设计，在本发明中使用了该设计的益处。枢转/旋转运动易于应用和控制。此外，通过内管由柔性材料制成，或者至少部分地由柔性材料制成，EP 2 492 606 A1中提出的最近的解决方案的优点至少部分地被使用。通过使节流装置影响柔性内管，而不是直接影响气流，实现了平滑和平缓的节流，在湍流和噪声方面具有有益的特性。根据节流装置的具体设计(下面描述了不同的实施方案)，可以实现对内管的入口部分、节流部分和出口部分的控制和测试的设计，同时具有优选的压力损失和声音特性。该解决方案提供了通过装置的平滑的气流通道，没有像例如叶片阻尼器那样的尖锐边缘。此外，由于通过经由间接和枢转布置的入口部分、节流部分和出口部分的平滑通道，所以在所有的节流解决方案中发生的并且引起节流部分处的湍流的气流偏转被控制，并且不像在现有技术的解决方案中那样突然。与现有技术的解决方案相比，本发明产生更少的噪声并具有非常简单的构造，并且因此成本更低。

根据本发明的实施方案，可枢转的节流装置布置在外管和柔性内管之间。通过使节流装置围绕其枢转轴线旋转，内管从外侧且向内朝向中心受影响。来自外部的影响与内管中的柔性材料一起提供对入口部分、节流部分和出口部分的平滑过渡，这对压力损失、湍流和声音是有益的。该实施方案优选地利用薄的节流装置来执行，该节流装置于是可以布置在外管和内管之间，而对管的相应的横截面没有任何特别的影响，但是其也可以是较厚的节流装置，例如对内管具有某些影响。如果在特定情况下需要设计压力损失，这可能是一种替代方案。

根据替代实施方案，可枢转节流装置布置在内管内。通过这种布置，内管例如在未受影响的状态下具有较小的横截面或者具有可缩陷材料(collapsible material)，并且内管在这种情况下通过节流装置扩展到其打开位置，并且在使节流装置旋转成更节流的气流时缩陷/节流。优选地，节流装置是薄的或被设计成不会产生噪声或其它不期望的特性。

根据另一替代实施方案，可枢转节流装置布置在内管处的袋(pocket)内或袋状布置内。为了避免内管材料被撕裂，明智的是可以将节流装置布置在紧密袋内，该紧密袋布置在内管处，防止节流装置在内管的表面上滑动。如果这不是问题，即材料可以承受一些磨损，或者如果袋由耐用材料制成，则袋可以是长形的并且节流装置可以在袋内滑动。在该实施方案中，关于流动和声音特性与上述实施方案相同的优点也会即将到来。

在本发明的另一个实施方案中，内管的入口部分和出口部分在通过节流装置节流的期间分别呈现非对称的圆锥形状。这意味着，一旦开始节流，相应的圆锥就会达到一定程度的不对称，即具有一部分更陡峭的壁，该一部分更陡峭的壁逐渐变成入口/出口圆锥的更平坦的部分。由此，大多数情况下，节流部分周围的湍流减小，这对于压力和声音特性是有益的。

在本发明的另外的实施方案中，节流装置被设计为丝或者丝状的设计，并由此是薄的。薄的节流装置使得对外管和内管的横截面影响很小。在这种情况下，外管可以是没有为节流装置提供额外空间的普通的管道类型。此外，内管可以具有与外管几乎相同的横截面，只是略微较小以安装在外管内。这意味着，外管和内管都可以设计成有成本效益的简单且有利于生产的管，并且与现有技术解决方案相比，可能发生的任何紊流都是最小的。丝状设计可以包括任何种类的材料，例如塑料、钢丝、橡胶等。

在替代实施方案中，节流装置由钢板材料设计，这使得可以生产类似于上述丝状设计的薄型节流装置。

在一个实施方案中，内管包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部分别距离彼此一定距离附接在外管中。这意味着内管通过附接到外管而形成。如果内管由可伸缩的材料制成，则内管优选伸出并固定在外管的端部附近以形成内管，并且当内管的端部被固定时，节流装置由此可以在节流期间使内管弯曲。如果内管是柔性的或者部分柔性的但不是可伸缩的，则将端部固定到外管仍不排除内管可以在柔性部分中通过节流装置进行节流。

在一个实施方案中，节流装置被设计为可枢转环形物，该可枢转环形物可枢转地安装在外管中并且可围绕枢转轴线枢转。该环形物易于制造，并且还易于在外管内可枢转地应用。此外，环形物形式在节流位置处提供内管的入口部分、节流部分和出口部分，其中入口部分和出口部分是非对称的和锥形形状的。另外，入口部分和出口部分是倒置的，这在测试中已证明对湍流和噪声特性是有益的。还通过节流部分主要呈现直管道的形式实现了良好的测试结果，因为环形物是对称的，即影响入口部分和出口部分的两个对称的弧形物。测试还表明，增加的节流不像现有技术的解决方案那样显著地损害噪声特性。

在一个实施方案中，节流部分的轴向长度越大，则气流进行越多的节流。这意味着当用于通过该装置的气流可进入的轴向开口减小时，节流部分变得越长。如上所述，节流部分主要呈现为直管道的形式，其使得“管道”越长，流动分布越均匀，这在测试产品期间被证明是有益的。这也意味着由节流引起的噪声不像现有技术解决方案那样显著增加。即，通过节流部分的气流可以是直的，尽管它遵循朝向内管的中心轴线具有角度的直线。当从入口部分进入节流部分时以及当离开节流部分到出口部分时，气流是弯曲的。通过节流，节流部分的长度和宽度可以改变。

上述环形物的替代方案是以半环形物的形式——可枢转弧形物，可枢转弧形物以与环形物相同的方式可围绕枢转轴线枢转。这是一种甚至更便宜的解决方案，并且提供了选择是在“朝向”气流的方向上旋转弧形物还是“顺着”气流方向旋转弧形物的可能性，这对于声音特性可能是重要的。此外，可枢转弧形物可以形成为大于或小于半环形物的环形物的一部分。

为了能够旋转布置在外管内的节流装置，根据一个实施方案，节流装置连接到可旋转轴。轴是从外管的外部可接近的，并且轴的旋转使节流装置旋转，并且由此改变通过装置的气流。轴可以从节流装置径向向外延伸穿过外管。在节流装置布置在内管内或者在与内管相关的袋中的实施方案中，轴还可以延伸穿过内管。

根据另外的实施方案，轴连接到致动器，以可以自动控制通过装置的气流。通过完整气流控制装置的简单设计，应用标准型致动器是非常容易的，并且节流装置的枢转运动也使得用低功率致动器很容易控制气流。

根据另一个实施方案，内管的柔性材料包括织物、纺织品、布、塑料、橡胶等。柔性材料可以配置成可由节流装置弯曲或扭转以控制气流。柔性的塑料或橡胶材料可以包括如织物、纺织品或布一样柔性的薄塑料或橡胶。

通过本发明，获得了与已知解决方案相比的许多优点：

-具有较少的零件且易于制造的简单和有成本效益的设计。

-与大多数现有技术解决方案相比，具有更好声音特性的非常静音的空气控制装置。

-根据不同类型的节流装置是一种可设计形式的气流通道。

-由于节流部分是完全可打开的而易于清理。

-易于通过致动器控制。

附图简述

图1a-c示出了气流控制装置1的第一实施方案在装置处于打开位置时的横截面、透视图和截面。

图2a-c示出了气流控制装置1的第一实施方案在装置处于略微节流位置时的横截面、透视图和截面图。

图3a-c示出了气流控制装置1的第一实施方案在装置处于比图2a-c中更节流的位置时的横截面、透视图和截面。

图4a-c示出了气流控制装置1的第一实施方案在装置处于几乎关闭的位置时的横截面、透视图和截面。

图5a-c示出气流控制装置1的第二实施方案在装置处于打开位置时的横截面、透视图和截面。

图6a-c示出了气流控制装置1的第二实施方案在装置处于略微节流的位置时的横截面、透视图和截面。

图7a-c示出了气流控制装置1的第二实施方案在装置处于比图6a-c更加节流的位置时的横截面、透视图和截面。

图8a-c示出气流控制装置1的第二实施方案在装置处于几乎关闭的位置时的横截面、透视图和截面。

在下面的与附图相关的本发明的实施方案的示例的详细描述中，本发明的构造性设计是明显的，附图示出了本发明的实施方案的第一和第二、但非限制性的示例。另外，本发明在本领域中以不同的方面促进了现有技术。这在本发明中通过下述技术的装置主要以根据权利要求1的特征部分是明显的方式构成而被实现。

附图详述

图1a-c示出了气流控制装置1的优选实施方案，气流控制装置1具有外管2和布置在外管2内的柔性材料的内管3。管2、3围绕共同的第一中心轴线a对齐。在优选的实施方案中，内管3具有比外管2略微小的横截面，但也可能的是内管3的尺寸更小。气流控制装置1还布置有节流装置7，该节流装置7布置在外管2和柔性内管3之间，并且可围绕第二枢转轴线b枢转。第二枢转轴线b相对于第一装置轴线a垂直或接近于垂直。换句话说，第二枢转轴线b大体上垂直于穿过装置1的预期气流方向布置。由于节流装置7布置在外管2和内管3之间，在节流时通过围绕第二枢转轴线b的旋转运动，节流装置7可以从内管3的外周且向内挤压内管3。另外，节流装置7是薄的，而不会不必要地影响内管3。在优选的实施方案中，节流装置7被设计为可枢转的环形物11，环形物11可枢转地安装在外管2中。在该实施方案中，环形物11并不附接在内管3上，而是在节流/打开时沿内管3的外表面自由滑动。节流装置7可以具有任何类型的丝状设计并且由钢丝、橡胶、塑料或类似物构成，或者例如由薄钢板环形物的形式构成。节流装置7(即环形物11)处于打开位置，其中内管3的轴向开口4对于通过内管3的气流完全打开。气流方向如图1c中的箭头所示。优选的是，第一端部5和第二端部6分别附接在外管2的对应的端部处或对应的端部附近，并且由此彼此间隔开一定距离，优选地形成内管3的形状。例如，内管3可以包括可拉伸材料，该可拉伸材料固定地附接到外管2的一个端部，并且然后以适当的方式拉伸并固定到另一个端部以形成内管3。另一种选择是内管3是不可拉伸的，但无论如何是柔性的，并且由此允许环形物11影响该材料以使内管3节流。内管3还可以是“独立式”内管3，内管3可作为外管2内的自承式柔性管插入外管2中。

如上所述，环形物11布置在外管2和内管3之间，但是在本发明的范围内可以有其它替代方案。例如，环形物11可以布置在紧密袋或长形袋内，该紧密袋或长形袋安装在内管3上。另一种替代方案可以是，环形物11布置在内管3内。后一种选择例如可以是小直径的伸缩内管3，该伸缩内管3于是在打开位置通过环形物11且然后通过伸展而拓宽，并且在节流期间该较小的直径将“缩陷”。

图2a-c示出了如图1a-c所描述的装置1，其中节流装置7(即环形物11)处于略微节流的位置。在图2a中，环形物11枢转地安装在外管2中并且还连接到可旋转杆13，可旋转杆13又连接到致动器14。这是用于自动调节气流的简单解决方案，利用用于使装置1机动化的已知的装置。当节流时，环形物11从打开位置直接与内管3接触，并进一步沿内管3滑动，内管3从外侧且向内被推动，并且在节流位置，内管3呈现入口部分8、节流部分9和出口部分10，如图2b-c中所看到的。还可以看出，入口部分8和出口部分10呈现出非对称的圆锥形状，这在测试中被证明对于湍流和噪声特性是有益的。良好的测试结果也由于节流部分9主要呈现出以下的直管道的形式(这在图3c中更清晰可见)而被获得。测试还表明，增加的节流不像现有技术的解决方案那样显著地损害噪声特性。

图3a-c示出了如图1a-c所描述的装置1，其中环形物11处于比图2a-c更节流的位置。还可以看出，入口部分8和出口部分10呈现非对称的圆锥形状，并且另外节流部分9主要呈现为直管道的形式。与图2c相比，还可以看出，节流部分9的长度正在增大，节流装置7更节流，这意味着随着流动通道越来越长，在节流部分9中获得更少的湍流，这对于噪声特性是有益的。

图4a-c示出了如图1a-c所描述的装置1，其中节流装置7(即环形物11)处于几乎关闭的位置。完全可能的是，完全关闭气流控制装置1。

图5a-c示出了具有与上面参考图1-4描述的类似设计的气流控制装置1的替代实施方案。不同之处在于节流装置7是一个可枢转弧形物12，而不是环形物。弧形物12以与环形物相同的方式可围绕第二枢转轴线b枢转。功能和如何布置可枢转弧形物12的可能的变型也可以以与在环形物类型(外部、内部、袋等)的情况下相同的方式应用该变型。在直立位置，气流控制装置1对于通过内管3中的轴向开口4的气流是打开的。

图6a-c示出了如图5a-c所描述的装置1，其中节流装置7(即弧形物12)处于略微节流的位置。与环形物设计相比，弧形物设计给出了内管3的另一种形状。环形物设计给出了与出口部分10相比相似但倒置的入口部分8，并且在入口部分8和出口部分10之间具有长形的节流部分9，但是弧形物12给出了与出口部分10不同的入口部分8，并且节流部分9只是确切的最窄的部分，其不是长形的。节流装置7的弧形物设计给出了选择弧形物12的枢转运动是应当朝向气流方向还是沿着气流方向的可能性，这对于噪声降低可能是重要的。内管3的入口部分8以及出口部分10仍然呈现非对称的圆锥形状。

图7a-c示出了如图5a-c所描述的装置1，其中弧形物12处于比图6a-c更加节流的位置。与图6c相比，可以看出，节流部分在朝向气流方向的方向上以及在径向方向上移动，这意味着入口部分8越来越短，气流越来越多地节流，同时出口部分10越来越长。

图8a-c示出了如图5a-c所描述的装置1，其中节流装置7(即弧形物12)处于几乎关闭的位置。完全可能的是，完全关闭气流控制装置1。

零件清单

1＝气流控制装置

2＝外管

3＝内管

4＝轴向开口

5＝第一端部

6＝第二端部

7＝节流装置

8＝入口部分

9＝节流部分

10＝出口部分

11＝可枢转环形物

12＝可枢转弧形物

13＝可旋转轴

14＝致动器

Claims (14)

1.一种用于在空气处理系统中使用的气流控制装置(1)，所述气流控制装置(1)包括外管(2)和另外布置在所述外管(2)内的至少一个内管(3)，所述内管(3)至少部分地由柔性材料制成，所述内管(3)具有适于空气流动通过的轴向开口(4)，并且所述内管(3)还呈现入口部分(8)和出口部分(10)以及在所述入口部分(8)和所述出口部分(10)之间的节流部分(9)，其特征在于可枢转节流装置(7)，所述可枢转节流装置布置成通过围绕第二枢转轴线(b)旋转来影响所述内管(3)，并且由此控制通过所述内管(3)的气流，所述第二枢转轴线(b)至少近似垂直于所述内管(3)的中心轴线(a)。

2.根据权利要求1所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述可枢转节流装置(7)布置在所述外管(2)和所述内管(3)之间。

3.根据权利要求1所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述可枢转节流装置(7)布置在所述内管(3)内。

4.根据权利要求1所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述可枢转节流装置(7)布置在袋内，所述袋布置在所述内管(3)处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述入口部分(8)和所述出口部分(10)在通过所述节流装置(7)进行节流期间分别呈现非对称的圆锥形状。

6.根据前述权利要求中任一项所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述节流装置(7)由丝状材料制成。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述节流装置(7)由钢板材料制成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述内管(3)包括分别附接在所述外管(2)的相应端部处的第一端部(5)和第二端部(6)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述节流装置(7)是可枢转地安装在所述外管(2)中的可枢转环形物(11)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的气流控制装置(1)，其特征在于，在节流期间，所述节流部分(9)的长度(l)增加，而所述轴向开口(4)的径向尺寸减小。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述节流装置(7)是枢转地安装在所述外管(2)中的可枢转弧形物(12)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述节流装置(7)连接到能从所述外管(2)的外部接近的可旋转轴(13)。

13.根据权利要求12所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述可旋转轴(13)连接到致动器(14)，用于控制通过所述气流控制装置(1)的气流。

14.根据前述权利要求中任一项所述的气流控制装置(1)，其特征在于，所述内管(3)的所述柔性材料包括织物、纺织品、布、塑料或橡胶。