DE10126879C1

DE10126879C1 - Volume flow control system for fluid uses throttle plate in channel or pipeline connected to membrane moved by gas pressure in control chamber

Info

Publication number: DE10126879C1
Application number: DE10126879A
Authority: DE
Inventors: Michael Dienz; Jinniu Yao
Original assignee: Advanced Photonics Technologies AG
Current assignee: Advanced Photonics Technologies AG
Priority date: 2001-05-03
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2021-06-02

Abstract

The throttle valve consists of a flap or vane at 90 degrees to the direction of flow of the current. The vane is mounted on a membrane which allows motion at 90 degrees to the direction of fluid flow and there is a gas chamber on the other side of the membrane. A control rod connects the vane to a large membrane on the far side of the gas chamber. A connection is provided for admitting and releasing gas to control the amount of throttling of the fluid flow.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Volumenstrom steuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Tempe rierungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 sowie ei ne Bestrahlungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to a device for volume flow Control according to the preamble of claim 1, a tempe rierungssystem according to the preamble of claim 7 and egg Irradiation arrangement according to the preamble of claim 9.

Anordnungen zur Behandlung von Oberflächen unter Einsatz von elektromagnetischer Strahlung, deren wesentlicher Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot (NIR) liegt, weisen Strahler module auf, die gekühlt werden. Die Anzahl der Module ist variabel und die zu kühlenden Module können in Serie oder parallel zueinander mit einem Kühlsystem verbunden sein.Arrangements for the treatment of surfaces using electromagnetic radiation, its essential active component emitters are in the near infrared (NIR) range modules that are cooled. The number of modules is variable and the modules to be cooled can be in series or be connected in parallel to one another with a cooling system.

Derartige Anordnungen sind in früheren deutschen Patentan meldungen der Anmelderin beschrieben, so etwa der P 10051641.6 (unveröffentlicht) und der P 10051642.4 (unver öffentlicht).Such arrangements are in previous German Patentan reports of the applicant, such as the P 10051641.6 (unpublished) and P 10051642.4 (unpublished published).

Hierbei ist einer eine Bestrahlungsanordnung bildenden Mehrzahl von Strahlermodulen - speziell ihren mit Kühl fluidkanälen versehenen Reflektoren - an deren Enden jeweils ein Kühlfluidverteiler zugeordnet. Jeder Kühlfluidverteiler hat einen Kühlfluidanschluss (insbesondere Wasseranschluss für eine Wasserkühlung der Reflektoren) und eine Mehrzahl von mit den Fluidkanälen in den Reflektoren verbundenen Ein- bzw. Auslässen. Die Ein- bzw. Auslässe sind über die Längserstreckung des jeweiligen Kühlfluidverteilers in Abstimmung auf die Breite der Reflektoren und die Lage der Kühlfluid kanäle in diesen angeordnet. In diesem System mehrerer zu kühlender gleicher, parallel geschalteter Module werden durch Druckabfall in den Zuleitungen bzw. Verteilern die einzelen Module mit unterschiedlichen Volumenströmen versorgt. Daraus folgt, dass die einzelnen Module unterschiedlich gut gekühlt werden.Here is one that forms an irradiation arrangement Most radiator modules - especially theirs with cooling fluid channels provided reflectors - at the ends of each assigned a cooling fluid distributor. Any coolant distributor has a cooling fluid connection (especially water connection for water cooling of the reflectors) and a plurality of in or connected to the fluid channels in the reflectors Outlets. The inlets and outlets are over the longitudinal extent of the respective coolant distributor in coordination on the width of the reflectors and the location of the cooling fluid channels arranged in these. In this system several too Cooling identical modules connected in parallel are Pressure drop in the supply lines or distributors the individual Modules supplied with different volume flows. from that follows that the individual modules are cooled differently well become.

Zudem sind auch die effektiven thermischen Belastungen der einzelnen Module in Abhängigkeit von ihrem Platz in der Ge samtanordnung unterschiedlich. Das führt zu Nachteilen be züglich der Lebensdauer und der spektralen Reflexionseigen schaften.In addition, the effective thermal loads of the individual modules depending on their location in the Ge velvet arrangement different. This leads to disadvantages regarding the service life and the spectral reflection properties companies.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine für ein Temperierungssystem und eine Bestrahlungsanordnung geeignete Vorrichtung zur Volumenstromsteuerung in einem Fluidkanal an zugeben, die in einfacher und zuverlässiger Weise den Volu menstrom eines Kühlfluids in Abhängigkeit von der Fluidtem peratur steuert. Die Lösung der Aufgabe ist in den Ansprüchen 1, 7 und 9 angegeben.It is therefore an object of the present invention, one for one Temperature control system and a radiation arrangement suitable Device for volume flow control in a fluid channel admit that in a simple and reliable way the Volu flow rate of a cooling fluid depending on the fluid temperature temperature controls. The solution to the problem is in the claims 1, 7 and 9.

Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, dass eine mit Gas befüllte Kammer an dem Fluidkanal angeordnet ist. Durch einen guten thermischen Kontakt zwischen dem Gas und dem Fluid wird sichergestellt, dass sich Gas und Fluid annähernd im thermischen Gleichgewicht befinden. In Abhängig keit von der Gastemperatur ändert sich der Gasdruck innerhalb der Kammer. Der Druckunterschied zwischen dem Gasdruck inne rhalb der Kammer und dem Umgebungsdruck bewirkt, dass sich eine an der dem Fluidkanal abgewandten Seite der Kammer be findliche Stellmembran nach außen bzw. innen wölbt. Die Stellmembran ist mittels einer Schubstange mit einer in den Fluidkanal hineinragenden Drosselplatte verbunden, die die Formänderung der Stellmembran auf die Drosselplatte überträgt, so dass diese den wirksamen Querschnitt des Fluidkanals verändert.The invention includes the essential idea that a gas-filled chamber is arranged on the fluid channel is. By good thermal contact between the gas and the fluid ensures that gas and fluid are approximately in thermal equilibrium. Depending The gas pressure changes within the gas temperature the chamber. The pressure difference between the gas pressure inside above the chamber and the ambient pressure causes a be on the side facing away from the fluid channel of the chamber sensitive control membrane bulges outwards or inwards. The Actuating diaphragm is connected to a by means of a push rod connected the throttle plate protruding into the fluid channel the shape change of the control membrane on the throttle plate transmits so that the effective cross section of the Fluid channel changed.

Die mit Gas gefüllte Kammer weist vorzugsweise eine Einlass- bzw. Auslassöffnung für das Gas auf, so dass über eine Voreinstellung des Gasdruckes die Nulllage der Stellmembran eingestellt werden kann. Dadurch ist die Einhaltung verschie dener definierter Temperaturen des zu kühlenden Moduls erreichbar.The gas-filled chamber preferably has an inlet or outlet opening for the gas, so that via a Presetting the gas pressure the zero position of the control membrane can be adjusted. As a result, compliance is different the defined temperatures of the module to be cooled reachable.

Bevorzugt ist zwischen der Kammer und dem Fluidkanal zur dichten Abtrennung der mit Gas gefüllten Kammer von dem mit Fluid gefüllten Fluidkanal eine Trennmembran angeordnet. Die Trennmembran ist mit der Stellmembran mittels der Übertra gungsvorrichtung auf der einen Seite und auf der anderen Seite mit der Drosselplatte starr verbunden. Wichtig ist eine solche Ausführung von Stell- und Trennmembran, daß die Stellwirkung der ersteren durch die letztere nicht beein trächtigt oder gar aufgehoben wird.Is preferred between the chamber and the fluid channel tight separation of the gas-filled chamber from the A separating membrane is arranged in the fluid-filled fluid channel. The Separating membrane is with the control membrane by means of the transfer on one side and on the other Rigidly connected to the throttle plate. One is important such execution of control and separation membrane that the Positioning of the former is not affected by the latter is pregnant or even canceled.

Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Stellmembran eine wesentlich größere Kontaktfläche mit dem Gas besitzt als die Trennmembran. Bei Druckerhöhung im Gas wirkt somit - vergleichbare Abhängigkeit zwischen angreifender Kraft und resultierender Verschiebung des Membranmittelpunktes bei beiden Membranen vorausgesetzt - auf die Stellmembran eine betragsmäßige größere Kraft, welche durch die entgegengerichtete Kraft auf die Trennmembran nur geringfügig abgeschwächt wird. This can be achieved, for example, in that the Control membrane a much larger contact area with the Has gas as the separation membrane. When the pressure in the gas increases thus works - comparable dependency between attacking force and resulting displacement of the Provided the membrane center point in both membranes - on the actuating diaphragm a larger amount of force, which due to the opposite force on the separation membrane only is slightly weakened.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Drosselplatte ein elastisches Vorspannelement zuge ordnet. Durch Einstellung der Vorspannkraft eines derartigen Elementes kann ebenfalls die Nulllage der Stellmembran einge stellt werden, wodurch die Temperatur des zu kühlenden Moduls auf verschiedene vorbestimmte Werte gesteuert wird.In a further advantageous embodiment of the invention the throttle plate is an elastic biasing element assigns. By adjusting the biasing force of such Element can also be the zero position of the control membrane are created, which reduces the temperature of the module to be cooled is controlled to various predetermined values.

Bevorzugt ist an dem Fluidkanal ein in die Kammer hineinra gender Fluidraum angeordnet, an dessen der Stellmembran gegenüberliegenden Seite die Trennmembran angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird die Kontaktfläche zwischen der Kammer und dem Fluidkanal größer, was zu einem besseren Ausgleich der Temperatur führt.A fluid into the chamber is preferred on the fluid channel gender fluid space arranged, at which the control membrane opposite side of the separating membrane is arranged. With this arrangement, the contact area between the Chamber and the fluid channel larger, resulting in a better one Temperature compensation leads.

In vorteilhafter Weise wird diese Vergrößerung der thermi schen Kontaktfläche auch dadurch erreicht, dass die Kammer ganz um den Fluidkanal herumreicht.Advantageously, this increase in thermi The contact surface is also achieved in that the chamber extends all the way around the fluid channel.

Ein erfindungsgemäßes Temperierungssystem weist eine Mehrzahl von zu temperierenden Modulen auf, denen jeweils stromabwärts (hinter den Modulen) eine Vorrichtung zur Volumenstromsteu erung der oben beschriebenen Art zugeordnet ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die jeweiligen Module jeweils auf einen definierten Temperaturwert gehalten werden können.A temperature control system according to the invention has a plurality of modules to be tempered, each downstream (behind the modules) a device for volume flow control tion of the type described above is assigned. Through this Arrangement is achieved that the respective modules each can be kept at a defined temperature value.

Vorzugsweise sind die Module gemeinsam mit einer Fluidquelle verbunden, wobei durch die Steuerwirkungen der Volumenstrom steuervorrichtungen eine Aufteilung des Gesamtfluidstroms auf die Module bewirkt wird. Die Strömungsverteilung des Fluids kann somit unabhängig von der Anordnung der Module in dem Fluidsystem gesteuert werden. The modules are preferably together with a fluid source connected, the volume flow due to the control effects control devices a division of the total fluid flow the modules is effected. The flow distribution of the fluid can therefore regardless of the arrangement of the modules in the Fluid system can be controlled.

Eine erfindungsgemäße Bestrahlungsanordnung, insbesondere für thermische Bearbeitungsprozesse, weist eine Mehrzahl von (z. B. im wesentlichen nebeneinander und parallel zueinander angeordneten) Strahlungsquellen mit mindestens einem massiven Reflektor auf, in den wenigstens ein Kühlfluidkanal mit einem Einlass und einem Auslass am oder nahe einem Ende des Reflek tors eingeformt ist. In dieser Bestrahlungsanordnung ist eine oder je eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Volumenstrom steuerung des Kühlfluids in den jeweiligen Fluidkanälen stromabwärts hinter dem Reflektor oder den Reflektoren ange ordnet, um den Reflektor oder die Reflektoren jeweils auf einem definierten Temperaturwert zu halten.An irradiation arrangement according to the invention, in particular for thermal machining processes, has a plurality of (e.g. essentially side by side and parallel to each other arranged) radiation sources with at least one massive Reflector in which at least one cooling fluid channel with a Inlet and an outlet at or near one end of the reflect tors is molded. In this radiation arrangement there is one or a device according to the invention for volume flow control of the cooling fluid in the respective fluid channels downstream behind the reflector or reflectors assigns to the reflector or reflectors respectively maintain a defined temperature value.

Für eine Vielzahl praktischer Anwendungen bevorzugt ist weiterhin eine Ausführung der Bestrahlungsanordnung mit mindestens einer Gegenreflektorfläche und/oder Seitenreflek torfläche. Diese wird oder werden - im Prinzip analog zur Ausführung der den Strahlungsquellen direkt zugeordneten Reflektorflächen - bevorzugt aus einzelnen Reflektormodulen aufgebaut, die zur Abführung der absorbierten Wärme ebenfalls mit mindestens einem Kühlfluidkanal und jeweils einer erfin dungsgemäßen Fluidstromsteuerung versehen sind.Is preferred for a variety of practical applications continue with an execution of the irradiation arrangement at least one counter reflector surface and / or side reflector door area. In principle, this will or will be analogous to Execution of the directly assigned to the radiation sources Reflector surfaces - preferably from individual reflector modules built up to dissipate the absorbed heat as well with at least one cooling fluid channel and one invented fluid flow control according to the invention are provided.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:Advantages and advantages of the invention result in others from the subclaims and the following Description of preferred embodiments using the Characters. Of these show:

Fig. 1: schematisch eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung, FIG. 1 schematically illustrates a cross-sectional view of a first embodiment of this invention,

Fig. 2: schematisch eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung, FIG. 2 shows schematically a cross-sectional view of a second embodiment of this invention,

Fig. 3: schematisch eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung, FIG. 3 shows schematically a cross-sectional view of a third embodiment of this invention,

Fig. 4: eine schematische perspektivische Darstellung einer NIR-Bestrahlungsanordnung gemäß einer Ausführungs form dieser Erfindung. Fig. 4: a schematic perspective view of an NIR radiation arrangement according to an embodiment of this invention.

Fig. 1 zeigt einen Volumenstromregler 10, bei dem eine mit Gas gefüllte Kammer 11 an einem Fluidkanal 12 angeordnet ist, durch den ein Fluid strömt. Die Kammer 11 weist an der dem Fluidkanal 12 abgewandten Seite eine Stellmembran 13 auf. An der Trennwand zwischen Kammer 11 und Fluidkanal 12 ist eine Trennmembran 14 angeordnet. Die Stellmembran 13 ist mit der Trennmembran 14 durch eine Schubstange fest verbunden. An ihrer Unterseite ist die Trennmembran 14 fest mit einer Drosselplatte 16 verbunden, die in den Fluidkanal 12 hinein ragt. Weiterhin weist der Volumenstromregler einen an der Kammer 11 angeordneten Ein- bzw. Auslass 17 auf. Durch diesen Gasein-/-auslass 17 kann die in der Kammer 11 befindliche Gasmenge eingestellt werden. Fig. 1 shows a flow regulator 10, in which a gas-filled chamber 11 is arranged on a fluid channel 12 flows through a fluid. The chamber 11 has an actuating membrane 13 on the side facing away from the fluid channel 12 . A separating membrane 14 is arranged on the dividing wall between chamber 11 and fluid channel 12 . The control membrane 13 is firmly connected to the separating membrane 14 by a push rod. On its underside, the separating membrane 14 is firmly connected to a throttle plate 16 which projects into the fluid channel 12 . Furthermore, the volume flow controller has an inlet or outlet 17 arranged on the chamber 11 . The gas quantity located in the chamber 11 can be adjusted through this gas inlet / outlet 17.

Das durch den Fluidkanal 12 strömende Kühlfluid weist in etwa die gleiche Temperatur wie ein zu kühlendes Objekt auf. Auf grund eines guten thermischen Kontaktes zwischen der Kammer 11 und dem Fluidkanal 12 wird das Gas in der Kammer 11 auf die gleiche Temperatur gebracht, so dass sich Gas und Fluid im thermischen Gleichgewicht befinden. Durch eine Erhöhung der Fluidtemperatur erhöht sich somit auch die Gastemperatur, woraus eine Erhöhung des Gasdruckes innerhalb der Kammer 11 folgt. Der Druckunterschied zum Umgebungsdruck bewirkt eine Wölbung der Membran 13 nach außen bzw. oben. Durch die starre Verbindung durch die Schubstange 15 wird auch die Trennmembran 14 nach oben verformt.The cooling fluid flowing through the fluid channel 12 has approximately the same temperature as an object to be cooled. Due to good thermal contact between the chamber 11 and the fluid channel 12 , the gas in the chamber 11 is brought to the same temperature, so that the gas and fluid are in thermal equilibrium. An increase in the fluid temperature thus also increases the gas temperature, which results in an increase in the gas pressure within the chamber 11 . The pressure difference from the ambient pressure causes the membrane 13 to curve outwards or upwards. Due to the rigid connection by the push rod 15 , the separating membrane 14 is also deformed upwards.

Hierbei ist anzumerken, dass die Stellmembran 13 und die Trennmembran 14 derart ausgestaltet sein müssen, dass die Kräfte zur Formveränderung der Stellmembran geringer sein müssen, als die Kräfte zur Formveränderung der Trennmembran. Dies kann dadurch erreicht werden, dass bei gleicher Federkonstante im Gültigkeitsbereich des Hookschen Gesetzes (F = K.x) die Trennmembran 14 eine wesentlich kleinere Fläche als die Stellmembran 13 aufweist. Auch durch geeignete Materialauswahl kann dieser Effekt erreicht werden. Dies ist wichtig, damit sich die auf die beiden Membranen 13, 14 wirkenden Kräfte nicht gegenseitig aufheben. Somit kann sich bei einer Wölbung der Stellmembran 13 nach oben auch die Trennmembran 14 nach oben wölben. Dies bewirkt wiederum eine Bewegung der Drosselplatte 16 nach oben. Dadurch wird der wirksame Querschnitt des Fluidkanals 12 vergrößert und das Kühlfluid kann schneller strömen.It should be noted here that the actuating membrane 13 and the separating membrane 14 must be configured in such a way that the forces for changing the shape of the actuating membrane must be less than the forces for changing the shape of the separating membrane. This can be achieved in that with the same spring constant within the scope of Hook's law (F = Kx), the separating membrane 14 has a much smaller area than the actuating membrane 13 . This effect can also be achieved by selecting suitable materials. This is important so that the forces acting on the two membranes 13 , 14 do not cancel each other out. Thus, when the control membrane 13 is curved upwards, the separating membrane 14 can also curve upwards. This in turn causes the throttle plate 16 to move upward. As a result, the effective cross section of the fluid channel 12 is increased and the cooling fluid can flow more quickly.

Dadurch, dass sich die Trennmembran nach oben, also in die Kammer 11, wölbt, verstärkt sich die Formveränderung der Stellmembran. Daher wird auch bei geringen Temperatur- bzw. Druckunterschieden eine deutliche Veränderung des Quer schnittes des Fluidkanals erreicht.The fact that the separating membrane bulges upwards, that is to say into the chamber 11 , increases the change in shape of the actuating membrane. Therefore, a significant change in the cross section of the fluid channel is achieved even at low temperature or pressure differences.

Aufgrund der größeren pro Zeiteinheit durchströmenden Fluidmenge wird das zu kühlende Modul besser gekühlt, das heißt es kann mehr Wärme abgeführt werden. Dadurch ist auch die Temperatur des Kühlfluids erniedrigt. Die niedrigere Fluidtemperatur bewirkt wiederum ein Abkühlen des Gases in der Kammer 11 und eine Rücknahme der Wölbung der beiden Membranen, da sich der Druck des Gases ebenfalls vermindert. Due to the larger amount of fluid flowing through per unit of time, the module to be cooled is cooled better, which means that more heat can be dissipated. This also lowers the temperature of the cooling fluid. The lower fluid temperature in turn causes the gas in the chamber 11 to cool and the curvature of the two membranes to decrease, since the pressure of the gas also decreases.

Umgekehrt kann sich bei einer zu niedrigen Temperatur des zu kühlenden Moduls die Stellmembran 13 nach unten wölben, was zu einer Verringerung des Querschnitts des Fluidkanals 12 führt, da die Drosselplatte 16 nach unten bewegt wird und den wirksamen Querschnitt des Fluidkanals 12 verkleinert.Conversely, if the temperature of the module to be cooled is too low, the actuating diaphragm 13 can bulge downward, which leads to a reduction in the cross section of the fluid channel 12 , since the throttle plate 16 is moved downward and the effective cross section of the fluid channel 12 is reduced.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Volumen stromreglers 20 gezeigt. Analog zur ersten Ausführungsform weist der Volumenstromregler 20 eine an einem Fluidkanal 22 angeordnete Kammer 21 auf, die mit Gas befüllt ist. Die An ordnung der Stellmembran 23, der Trennwand 24, der Schubstan ge 25 und der Drosselplatte 26 ist analog zur Ausführungsform des Volumenstromreglers aus Fig. 1.A further embodiment of a volume flow controller 20 is shown in FIG. 2. Analogous to the first embodiment, the volume flow controller 20 has a chamber 21 which is arranged on a fluid channel 22 and is filled with gas. The arrangement of the actuating diaphragm 23 , the partition 24 , the push rod 25 and the throttle plate 26 is analogous to the embodiment of the volume flow controller from FIG. 1.

Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist der Volumen stromregler 20 ein Federelement 28 auf, das innerhalb der Kammer 21 derart angeordnet ist, dass sie an einem Ende mit der Stellmembran 23 und am anderen Ende auf der festen Kanal wand des Fluidkanals 22 verbunden ist. Durch eine geeignete Wahl der Federkonstanten des Federelements 28 kann die Null lage der Stellmembran 23 in Bezug auf eine Temperatur des Kühlfluids eingestellt werden. Durch Veränderung der Feder konstanten ist somit die Regeltemperatur der Kühlvorrichtung auswählbar. Die Steuerung des Volumenstromes in Abhängigkeit des Querschnitts des Fluidkanals 22 erfolgt in analoger Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel.In contrast to the first embodiment, the volume flow controller 20 has a spring element 28 which is arranged within the chamber 21 in such a way that it is connected at one end to the actuating membrane 23 and at the other end to the fixed channel wall of the fluid channel 22 . By a suitable choice of the spring constants of the spring element 28 , the zero position of the actuating membrane 23 can be set in relation to a temperature of the cooling fluid. By changing the spring constant, the control temperature of the cooling device can be selected. The volume flow as a function of the cross section of the fluid channel 22 is controlled in an analogous manner to that in the first exemplary embodiment.

In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform eines Volumen stromreglers 30 dargestellt. Der Aufbau und die Funktions weise des Volumenstromreglers 30 ist ähnlich wie bei den Volumenstromreglern 10 und 20, so dass an dieser Stelle nur Unterschiede ausführlich erläutert werden. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist der Volumenstromregler 30 einen Fluidraum 39 auf, der in die Kammer 31 hineinragt. Somit ist die Position der Trennmembran 34 im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungs formen nach oben verschoben. Das Federelement 38 befindet sich nun in dem Fluidraum 39 und ist somit von dem Fluid umgeben. Ein Ende des Federelementes 38 ist fest mit der Wand des Fluidkanals verankert, und das andere ist mit der Trenn membran 34 verbunden. Durch die Auswahl einer geeigneten Federkonstante des Federelementes 38 kann die Nulllage der beiden Membranen 33, 34 eingestellt werden.In Fig. 3, a third embodiment is a volume flow controller 30 is shown. The structure and function of the volume flow controller 30 is similar to the volume flow controllers 10 and 20 , so that only differences are explained in detail at this point. In contrast to the embodiments described above, the volume flow controller 30 has a fluid space 39 which projects into the chamber 31 . Thus, the position of the separating diaphragm 34 is shifted upwards compared to the embodiment described above. The spring element 38 is now located in the fluid space 39 and is therefore surrounded by the fluid. One end of the spring element 38 is firmly anchored to the wall of the fluid channel, and the other is connected to the separating membrane 34 . By selecting a suitable spring constant of the spring element 38 , the zero position of the two membranes 33 , 34 can be set.

Es wurde bereits erwähnt, dass die Volumenstromregler 20 und 30 weiterhin einen Gasein-, -auslass aufweisen können, um die Gasmenge innerhalb der Kammer variieren zu können.It has already been mentioned that the volume flow controllers 20 and 30 can furthermore have a gas inlet and outlet in order to be able to vary the amount of gas within the chamber.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass in den bisher gezeigten Ausführungsformen die Formänderungen der Stellmembranen 13, 23 und 33 jeweils eine Lateralbewegung der Drosselplatten 16, 26 und 36 - bezogen auf die Richtung des Fluidstroms - bewir ken. Durch diese Lateralbewegung, das heißt eine Bewegung der Drosselplatten 16, 26, 36 nach oben bzw. unten, wird der wirksame Querschnitt der Fluidkanäle 12, 22, 32 variiert. Es ist aber auch denkbar, dass die Drosselplatte drehbar im Fluidkanal angeordnet ist und der wirksame Querschnitt des Fluidkanals variiert dann aufgrund der Stellung der Drossel platte zu dem Fluidstrom. Durch geeignete Übertragungsvor richtungen kann dann die Formveränderung der Stellmembran in eine entsprechende Rotationsbewegung für die Drosselplatte umgewandelt werden.At this point it should be noted that in the embodiments shown so far, the shape changes of the actuating membranes 13 , 23 and 33 each cause a lateral movement of the throttle plates 16 , 26 and 36 - in relation to the direction of the fluid flow. The effective cross section of the fluid channels 12 , 22 , 32 is varied by this lateral movement, that is to say a movement of the throttle plates 16 , 26 , 36 upwards or downwards. But it is also conceivable that the throttle plate is rotatably arranged in the fluid channel and the effective cross section of the fluid channel then varies due to the position of the throttle plate to the fluid flow. The shape change of the actuating diaphragm can then be converted into a corresponding rotational movement for the throttle plate by means of suitable transmission devices.

Fig. 4 zeigt eine NIR-Bestrahlungsanordnung 40, die einen schmalen Bearbeitungsraum hat und daher insbesondere zur thermischen Bearbeitung eines flächigen oder doch zumindest relativ flachen Bearbeitungsgegenstandes mittels NIR- Strahlung geeignet ist. Sie umfasst eine Strahleranordnung 42 aus insgesamt 9 langgestreckten röhrenförmigen Halogen- Glühfadenlampen 43, die zur primären Emission von Infrarot- Strahlung im Bereich zwischen 0,8 µm und 1,5 µm Wellenlänge betrieben werden, und ein diesen zugeordnetes Haupt-Reflek torfeld 44, das aus drei gleichartigen Reflektoren 45 aufge baut ist. Weiterhin umfasst die NIR-Bestrahlungsanordnung 40 ein gegenüber dem Hauptreflektorfeld 44 und parallel zu diesem angeordnetes Gegenreflektorfeld 46 aus drei gleichar tigen Gegenreflektoren 47. Fig. 4 shows a NIR irradiation system 40 which has a narrow processing space and, therefore, in particular for thermal processing of a sheet, or at least relatively flat processing object by means of NIR radiation suitable. It comprises a radiator arrangement 42 consisting of a total of 9 elongated tubular halogen filament lamps 43 , which are operated for primary emission of infrared radiation in the range between 0.8 μm and 1.5 μm wavelength, and an associated main reflector field 44 , which is built up from three identical reflectors 45 . Further comprises the NIR irradiation system 40 a opposite the main reflector box 44 and parallel thereto is arranged counter-reflector array 46 of three gleichar term counter reflectors 47th

Auf den Rückseiten der Reflektoren 45 und Gegenreflektoren 47 sind jeweils zwei Kühlwasser-Verteilerbalken 48 mit quadrati schem Querschnitt angebracht, die jeweils einen Wasseran schluß 49 haben. Diese Kühlwasser-Verteilerbalken 48 sind mit einem Kühlwasserkanal versehen und haben Kühlwasserein- bzw. -auslässe, die mit entsprechenden Ein- bzw. Auslässen (49a bzw. 49b) von in den Reflektorelementen angeordneten Kühl wasserkanälen verbunden sind. Sie dienen als Verteiler für eine Wasserkühlung der einzelnen Reflektorelemente der Reflektorfelder 44 und 46.On the back of the reflectors 45 and counter-reflectors 47 , two cooling water distributor bars 48 are attached with a square cross-section, each having a water connection 49 . These cooling water distribution bar 48 are provided with a cooling water channel and have cooling water inlets and outlets which are connected to corresponding inlets and outlets ( 49 a and 49 b) of cooling water channels arranged in the reflector elements. They serve as distributors for water cooling of the individual reflector elements of the reflector fields 44 and 46 .

Die NIR-Bestrahlungsanordnung 40 weist zusätzlich je einen Seitenreflektor 50 an der Ober- und Unterseite der Anordnung auf, wodurch ein (bis auf schmale Be- und Entlüftungsschlitze 51a, 51b) geschlossener Strahlungsraum gebildet wird. Auch die Seitenreflektoren 50 sind an Kühlwasser-Verteilerbalken 52 angebracht, die - entsprechend der Geometrie der NIR- Bestrahlungsanordnung - deutlich kürzer als die dem Haupt- und Gegenreflektorfeld zugeordneten Verteilerbalken sind und Wasseranschlüsse 29 an ihren Stirnseiten haben. Alle Kühlwasser-Verteilerbalken 48, 52, bilden - wie Fig. 4 deutlich zeigt - zwei rechteckige Rahmen, in denen sämtliche Reflek torelemente stabil gehalten sind.The NIR radiation arrangement 40 additionally has a side reflector 50 on the top and bottom of the arrangement, as a result of which a radiation space (except for narrow ventilation slits 51 a, 51 b) is formed. The side reflectors 50 are also attached to cooling water distributor bars 52 , which - corresponding to the geometry of the NIR radiation arrangement - are significantly shorter than the distributor bars assigned to the main and counter reflector field and have water connections 29 on their end faces. All cooling water manifold bars 48 , 52 form - as FIG. 4 clearly shows - two rectangular frames in which all reflector elements are kept stable.

An den Verteilerauslässen ist jeweils ein erfindungsgemäßer Volumenstromregler 53 angeordnet. Jeder der Volumenstrom regler 53 regelt die Temperatur des entsprechenden Reflektor feldes. Da die Volumenstromregler 53 entsprechend der einge stellten Gasmenge und/oder der definierten Federkraft eine bestimmte Temperatur des Reflektorfeldes regeln, können alle hier dargestellten Reflektorwände auf die gleiche Temperatur gekühlt werden, obwohl sie durch die unterschiedliche Form bzw. Größe und Anordnung im System unterschiedliche Wärme mengen an das Kühlwasser abgeben.A volume flow controller 53 according to the invention is arranged at each of the distributor outlets. Each of the volume flow controller 53 controls the temperature of the corresponding reflector field. Since the volume flow controller 53 regulate a certain temperature of the reflector field according to the amount of gas and / or the defined spring force, all of the reflector walls shown here can be cooled to the same temperature, although they produce different amounts of heat due to the different shape or size and arrangement in the system to the cooling water.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf diese Beispiele sowie die oben hervorgehobenen Aspekte beschränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche ebenso in einer Vielzahl von Abwand lungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.The implementation of the invention is not based on these examples as well as the aspects highlighted above, but in The scope of the claims also in a variety of ways possible that are within the scope of professional action.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

, .

2020

, .

3030

Volumenstromregler
Volume flow controller

1111

, .

2121

, .

3131

Kammer
chamber

1212

, .

2222

, .

3232

Fluidkanal
fluid channel

1313

, .

2323

, .

3333

Stellmembran
Operating diaphragm

1414

, .

2424

, .

3434

Trennmembran
separating membrane

1515

, .

2525

, .

3535

Schubstange
pushrod

1616

, .

2626

, .

3636

Drosselplatte
throttle plate

1717

Gasein-, auslass
Gas inlet and outlet

2828

Federelement
spring element

3838

Federelement
spring element

3939

Fluidraum
fluid space

4040

NIR-Bestrahlungsanordnung
NIR irradiation system

4242

Strahleranordnung
radiator assembly

4343

Halogen-Glühfadenlampen
Halogen incandescent

4444

Haupt-Reflektorfeld.
Main reflector panel.

4545

Reflektor
reflector

4646

Gegenreflektorfeld
Counter reflector field

4747

Gegenreflektor
retroreflex

4848

Kühlwasser-Verteilerbalken
Cooling water distribution bar

4949

a Wassereinlass
a water inlet

4949

b Wasserauslass
b Water outlet

5050

Seitenreflektor
51a, b Be- und Entlüftungsschlitze
side reflector
51a, b ventilation slots

5252

Kühlwasser-Verteilerbalken
Cooling water distribution bar

5353

Volumenstromregler
Volume flow controller

Claims

1. Device for volume flow control of a flowing fluid in a fluid channel ( 12 ) with a throttle plate ( 16 ) which protrudes into the fluid channel ( 12 ) to change its effective cross-section, characterized in that
on the fluid channel ( 12 ) a gas-filled chamber ( 11 ) is arranged in thermal contact, which has a control membrane ( 13 ) on a side facing away from the fluid channel ( 12 ), which is a function of the gas pressure in the chamber ( 11 ), which depends on the fluid temperature, and bulges outwards or inwards, depending on the ambient pressure, and
a transmission device ( 15 ), in particular a push rod, is provided which is connected to the actuating membrane ( 13 ) and the throttle plate ( 16 ) in order to transfer the shape change of the actuating membrane ( 13 ) to the throttle plate ( 16 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the chamber ( 11 ) has an inlet or outlet opening ( 17 ) for the gas, so that the zero position of the actuating membrane ( 13 ) can be set via the gas pressure.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that between the chamber ( 11 ) and the fluid channel ( 12 ) for the tight separation of the gas-filled chamber ( 11 ) from the fluid-filled fluid channel ( 12 ), a separating membrane ( 14 ) is arranged, which is rigidly connected on the side facing the chamber ( 11 ) with the actuating membrane ( 13 ) by means of the transmission device ( 15 ) and on the fluid channel ( 12 ) side facing the throttle plate ( 16 ).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the throttle plate ( 26 ) is assigned an elastic biasing element ( 28 ) for presetting the zero position of the actuating membrane ( 23 ).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that a fluid chamber ( 39 ) is arranged in the chamber ( 31 ) in the fluid channel ( 32 ), on the side of the actuating membrane ( 33 ) opposite the separating membrane ( 34 ). is arranged.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber ( 11 , 21 , 31 ) extends all the way around the fluid channel ( 12 , 22 , 32 ).

7. Temperature control system with a plurality of modules to be tempered, characterized in that a device ( 10 , 20 , 30 ) for volume flow control according to one of claims 1 to 6 is arranged downstream of the modules, so that the modules are each defined Temperature value can be maintained.

8. temperature control system according to claim 7, characterized in that the modules are connected together with a fluid source are, with the arrangement of the devices for Volume flow control with a correspondingly set one Fluid temperature is the total fluid flow to the individual Modules is divided.

9. Irradiation arrangement ( 40 ), in particular for thermal processing processes, with a plurality of radiation sources ( 43 ) for electromagnetic radiation in the near infrared region, in particular elongated halogen lamps, and with at least one solid reflector ( 45 ) in which at least one cooling fluid channel an inlet ( 49 a) and an outlet ( 49 b) is formed at or near one end of the reflector ( 45 ), characterized by one or a device ( 53 ) arranged downstream behind the reflector or reflectors ( 45 ) according to one of the Claims 1 to 6 for volume flow control of the cooling fluid in the cooling fluid channels.

10. Irradiation arrangement according to claim 9, characterized by at least one massive, with respect to the radiation sources ( 43 ) and a processing object the reflector or reflectors ( 45 ) opposite or laterally from this or these arranged counter and / or side reflector ( 46 , 50 ), in which at least a cooling fluid channel is formed with an inlet ( 49 a) and an outlet ( 49 b) at or near the ends thereof, a device ( 53 ) according to one of claims 1 to 6 downstream behind the or each Counter and / or side reflector ( 46 , 50 ) is arranged.