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Druckluftgesteuerter Luftmengenregler.
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Die Erfindung betrifft einen druckluftgesteuerten Luftmengenregler
zum Regeln der pro Zeiteinheit durch einen Kanal strömenden Luftmenge mit Hilfe
einer Klappe, die sich mit Hilfe eines Druckluftservomotors verstellen lässt, dessen
Einstellung eine Funktion, vorzugsweise eine hauptsächlich lineare Funktion eines
Steuerluftdruckes ist, der über eine Steuerluftleitung den Motor antreibt und in
Abhängigkeit von einem Druckunterachied im Kanal gesteuert ist.
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Bei den bekannten Luftmengenreglern der betreffenden Art wird der
Steuerluftdruck mit Hilfe eines Pressostaten gesteuert, welcher vom Unterschied
zwischen den an zwei geeigneten Stellen im Kanal herrschenden Drücken gesteuert
wird.
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Ein Pressostat ist ein ziemlich kostspieliges Gerät und ausserdem
ist die Regelung ziemlich träge, unter anderem weil einige Zeit verstreichen kann,
bevor der Unterschied zwischen den an den beiden betreffenden Stellen herrschenden
Drücken nach einer Strömungsgeschwindigkeitsänderung einen konstanten Wert annimmt.
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Der erfindungsgemässe Luftmengenregler ist dadurch gekennzeichnet,
dass das Oeffnen eines mit der Steuerluftleitung verbundenen Abloitsentilr zur Steuerung
des Steuerluftdrucks mit Hilfe eines im Kanal drehbar angebrachten Organs gesteuert
wird, welches der Luftstrom im Kanal in der einen und eine Feder in der entgegengesetzten
Richtung zu bewegen sucht.
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Hierdurch lässt sich der Pressostat entbehren, der durch einen ganz
einfachen Mechanismus erstattet wird, der umgehend auf jede Aenderung der Strömungsgeschwindigkeit
und damit der pro Zeiteinheit durch den Kanal strömenden Luftmenge reagiert.
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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es seigt Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform eines erfindung gemässen druckluftgesteuerten
Luftmengenreglers, der in Verbindung mit einem Luftkanal montiert ist, und
Fig.
2 und 3 verschiedene Ausführungsformen eines Einstellorgans zum Einstellen des Reglers
auf die gewünschte Luftmenge.
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Fig. 1 zeigt einen Teil eines Kanals 1, durch welchen Luft in der
durch den eingezeichneten Pfeil angegebenen Richtung strdmt. Die den Kanal pro Zeiteinheit
durchströmende Luftmenge lässt sich mit Hilfe -einer im Inneren des Kanals angebrachten
Klappe 2 regeln, die auf einer Welle 3 sitzt, welche durch die Wand des Kanals geführt
ist und ausserhalb des Kanals einen Arm 4 trägt, der durch eine Verbindungsstange
5 mit einem schematl gezeigten Druckluftservomotor 6 in Verbindung steht, der von
Druckluft 7 gesteuert wird, die ihm von einer schematisch sgezeigten Druckluftquelle
8 zugeführt wird. Der Servomotor 6 gehört zu demjenigen Typ, dessen Einstellung
eine Funktion, vorzugsweise eine lineare Funktion des Steuerluftdruckes ist.
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Die Druckluftleitung 7 hat eine Abzweigung 9, an deren Ende ein Ableitventil
10 mit einer Verschlussplatte 11 Qrgesehen ist, die um ein Messerlager 12 schwenkbar
ist, gegen welches sie mit Hilfe einer Feder 13 gedrückt wird, die einen Z-förmigen
Fortsatz 14 aufweist, der ein Zwischenglied zwischen der Platte 11 und einem Arm
15 bildet, welcher an einer Welle 16 befestigt ist, die durch die Wand des Kanals
1 geführt ist und im Inneren des Kanals eine perforierte Platte 17 trägt.
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Der Luftstrom im Kanal 1 sucht die Platte 17 in dem Uhrzeigersinn
entgegengesetzter Richtung zu schwenken, während gleichzeitig eine Feder 1S, die
zwischen dem Arm 15 und einer in ein an der Wand des Kanals 1 befestigtes Trägerorgan
20 eingeschraubten Schraube 19 angebracht ist, die Platte 17 durch den Arm 15 in
entgegengesetzter Richtung zu bewegen sucht. Die Spannung der Feder 18 kann mit
Hilfe der genannten Schraube 19 eingestellt werden.
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Fällt die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Kanal, schwenkt die
Feder 18 die Platte 17 etwas im Uhrzeigersinn, so dass sich die Platte 11 vom Ventil
10 entfernt und damit dieses mehr öffnet, wodurch der Ausströmwiderstand, den es
der Druckluft bietet, mit dem Resultat herabgesetzt wird, dass der Druck in der
Leitung 7 fällt, welches bewirkt, dass der Servomotor 6 die Xlappe 2 mehr öffnet
und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Burst im Kanal ansteigt. Steigt die
Geschwindigkeit im Kanal 1 zu sehr, bewegt sich die Platte 11 dichter an das Ventil
10 heran, so dass
der Druck in der Leitung 7 steht und die Klappe
2 mehr geschlossen wird.
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Auf diese Weise lässt sich die Luftgeschwindigkeit auf eine bestimmte
Höhe einstellen, die einer bestimmten Luftmenge pro Zeiteinheit entspricht. Diese
Höhe hängt von der Spannung der-Feder 18 ab und kann daher mit Hilfe der Schraube
19 eingestellt werden. In Fig. 1 ist eine Skala 21 angedeutet, auf der sich die
eingestellte Luftmenge pro Zeiteinheit ablesen lässt.
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Ein Ventil 22 sorgt in Verbindung mit dem Entspannungsventil 10 für
den korrekten Steuerdruck für den Servomotor 6.
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Um ein Pendeln zu vermeiden, ist in die Leitung 7 zwischen dem Ventil
10 und dem Motor 6 ein Drosselorgan 23 eingeschaltet.
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An Stelle der perforierten Platte 17 kann ein beliebiges anderes
Organ mit einer Fläche Anwendung finden, an der der Luftstrom angreifen kann. In
dem Fall, in welchem das Risiko besteht, dass die Luftgeschwindigkeit nicht an allen
Stellen des Kanalquerschnitts hauptsächlich die gleiche ist, ist es dagegen von
Wichtigkeit, dass-sich das Organ über den grössten Teil des Querschnitts erstreckt,
und es ist dann zweckmässig, eine perforierte Platte zu benutzen, so wie es auf
der Zeichnung dargestellt ist.
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Die Platte ist in der gezeigten Ausführungsform so gelagert, dass
sie, wenn die Feder 18 und der Luftstrom vie nicht zu bewegen suchten, rechtwinklig
zu der Richtung, in der der Kanal verläuft und die waagerecht gezeigt ist, frei
herabhängen würde.
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Ist es erwünscht, die Platte beliebig montieren zu können, sollte
das verwendete Organ so gelagert werden, dass seine Schwerpunktachse als Schwenkachse
dient, damit die Schwerkraft, welche Anbringungsweise man auch immer gewählt haben
mag, keinen Einfluss auf die Regelung hat.
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Es ist nicht immer erforderlich, eine gesonderte Druckluftquelle
zu benutzen, da es sich erwiesen hat, dass der Druck im Kanal bei dem durch die
Erfindung geschaffenen Luftmengenregler oft dazu ausreicht, als Steuerdruck zu dienen.
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In diesem Fall sind an Stelle der Druckluftquelle 8 Mittel zu benutzen,
mit denen dem Kanal die Steuerluft entnommen werden kann. Selbstverständlich ist
es dann auch notwendig, auch die übrigen Teile des Reglers in Uebereinstimmung mit
dem zur
Verfügung stehenden Druck zu bemessen. Insbesondere wird
ein grösserer Servomotor erforderlich und die Durchströmquerschnitte sowohl des
Ableit entils 10 als auch der Drosselorgane 22 und 23 sollten grösser sein, was
sich auch ohne Schwierigkeiten verwirklichen lässt.
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Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird die gewünschte Luftmenge
wie gesagt mit Hilfe der Schraube 19 eingestellt, doch kann man auch eine Federmit
z.B. mit Hilfe eines Druckluftservomotors oder eines Einstellmagneten einstellbarer
Federspannung zur Beeinflussung des Organs im Kanal benutzen, wodurch sich die Einstellung
fernsteuern lässt, z.B. so, dass Luftmengenregler in mehreren verschiedenen Kanälen
von ein und derselben zentralen Stelle aus gesteuert werden können.
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Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit einem Einstellmagneten. Die
Schraube 19, an der die Feder 18 befestigt ist, ist in dieser Ausführungsform in
einen Arm 24 eingeschraubt, der um eine Achse 25 zwischen zwei Stellungen schwenkbar
ist, die durch Anschläge 26 und 27 festgelegt sind. Der Arm 24 ist mit einem Saugkern
28 verbunden, der sich in einer Magnetspule 29 hin- und herbewegen kann. Mit Hilfe
eines durch die Magnetspule 29 fliessenden Steuerstromes kann der Arm 24 entweder
gegen den Anschlag 26 oder den Anschlag 27 zur Anlage gebracht werden, und es wird
hierdurch die Möglichkeit der Fernwahl zwischen zwei verschiedenen Spannungen der
Feder 18 und damit zwischen zwei verschiedenen Luftmengen pro Zeiteinheit gegeben.
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Die in Fig. 3 gezeigte-Ausfffhrungsform unterscheidet sich von der
in Fig. 2 gezeigten dadurch, dass an Stelle der Magnetsteuerung ein Druckluftservomotor
30 benutzt wird, womit eine kontinuierliche Einstellung des Armes 24 zwischen den
beiden Anschlägen 26 und 27 und damit-eine kontinuierliche Einstellung der Luftmenge
zwischen den den Extremstellungen des Armes 24 entsprechenden Grenzwerten erreicht
werden kann.
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Der in Fig. 1 gezeigte Luftmengenregler hat die Eigenschaft, dass
er den Kanal ganz öffnet, wenn die Druckluftversorgung versagt. Es kann in gewissen
Fällen erwünscht sein, dass ein Kanal in dem Fall, in dem die Druckluftversorglug
versagt, vollständig gesperrt wird. Um dieses zu erreichen, ist bei der in Fig.
1 gezeigten Konstruktion lediglich die Aenderung erforderlich, dass das Ableit-zentil
10 geschlossen wird, wenn der
Arm 14 in Zugrichtung der Feder 18
bewegt wird. Dies kann dadurch geschehen, dass das Ablaitsentil auf die andere Seite
des Armes 14 verlegt wird oder dass dieser über die Welle 16 hinaus verlängert und
diese Verlängerung zum Betätigen der Platte 11 benutzt wird.