DE19528283A1 - Vorrichtung zum Regeln eines Volumenstromes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln eines Volumenstromes aus kalter und/oder warmer Luft in einer Leitung mit ggfs. zumindest einem in die Leitung eingesetzten Meßkreuz.

Gerade in der Lüftungstechnik sind Volumenstromregler bekannt, die mit unterschiedlichsten Mechanismen arbeiten. Beispielsweise wird über komplizierte Dreh- und Anstellklappen ein Volumenstrom innerhalb eines Rohres, einer Leitung od. dgl. begrenzt. Nachteilig an bisher üblichen Drehklappen ist, daß diese eine komplizierte und aufwendige Mechanik erfordern, und bei angestellten Klappen geräuscheerzeugende Verwirbelungen entstehen können.

Ferner läßt sich ein Volumenstrom mit solchen herkömmlichen Klappen schlecht regeln, und insbesondere sind Messungen vor oder nach solchen mit Wirbeln behafteten Absperrklappen beispielsweise mittels Meßkreuzen od. dgl. ungenau.

Auch ist ein Einstellen einer solchen Einstellklappe und insbesondere von mehreren Einstellklappen bisher nur im Retrieb möglich gewesen, wobei eine Vielzahl von Nachmessungen und Regulierungen an verschiedenen Stellen durchgeführt werden mußten. Dies ist äußerst zeit- und kostenaufwendig und außerdem sehr ungenau.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die oben genannten Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zum Regeln eines Volumenstromes zu schaffen, die äußerst genau einen Volumenstrom auch schon bei der Montage regeln läßt, bei der nur geringe Verluste des Volumenstromes auftreten und die geräuscharm arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Leitung eine Absperrvorrichtung aus wenigstens einer Scheibe und zumindest einer Steuerscheibe zugeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung gestattet, daß eine in eine Leitung, insbesondere in ein Rohr, Rechteckprofil oder andersartig ausgestaltetes Profil, eingesetzte Absperr­ klappe einen Volumenstrom regelt. Unmittelbar nach oder vor dieser Absperrklappe ist ein Meßkreuz in diese Leitung bzw. Rohr eingesetzt, wobei ein Volumenstrom ggfs. in beide Richtungen meßbar ist. Zu diesem Zweck sind zwei Kreuze vorgesehen, die Öffnungen bzw. Meßpunkte in beide Strömungsrichtungen des Volumenstromes aufweisen können. Dabei ist das Meßkreuz über Leitungen mit einer außen am Rohr angeordneten Mengenmeßeinrichtung, welche als Meßgerät ausgebildet ist, versehen. Dabei kann die Mengenmeßein­ richtung mit der Absperrklappe in Verbindung stehen, um ggfs. ein direktes Regeln vornehmen zu können.

Bevorzugt wird jedoch die Absperrklappe manuell eingestellt, wobei das Einstellen der Absperrklappe über eine hier nicht näher gezeigte Wertetabelle, die der Mengenmeßeinrichtung zugeordnet ist, vorgenommen werden kann. Die Werte des Volumenstromes, die in der Mengenmeßeinrichtung gemessen werden, können somit direkt umgerechnet werden, um eine entsprechende Stellung der Absperrklappe zum Regeln und Einstellen des gewünschten Volumenstromes vornehmen zu können.

Bevorzugt bilden Absperrklappe und Meßkreuz in einer Leitung insbesondere in einem Rohr eine Einheit. Dieses Rohr bzw. ein entsprechender Rohrabschnitt kann flexibel in beliebige Leitungs- bzw. Rohrsysteme eingebaut werden, um an entsprechenden Stellen einen Volumenstrom zu messen und zu regeln. Auch für eine Wartung oder Reparatur ist dies äußerst hilfreich, da ggfs. das Teil an sich nur ausgebaut bzw. nur ausgetauscht werden muß.

Damit ein Volumenstrom veränderbar ist, besteht die Absperrklappe bevorzugt aus zwei Scheiben, zwischen die verdrehbar eine Steuerscheibe gelagert eingesetzt ist. Die Scheiben sowie die Steuerscheibe sind bevorzugt als Ringscheiben ausgebildet, wobei zwischen einem inneren und einem äußeren Ring mehrere Segmente als Öffnungen vorgesehen und um ein Zentrum angeordnet sind. Ein Abstand zwischen einzelnen Segmenten ist geringer als eine Breite der Segmente. Damit eine gleichmäßige Teilung auf der Scheibe bzw. der Steuerscheibe möglich ist, ergeben die Breite der Segmente zusammen mit dem Abstand zweier Segmente im Rogenmaß ein Vielfaches der gesamten Scheibe.

Die Scheiben sind deckungsgleich angeordnet, wobei die zwischenliegend gelagerte Steuerscheibe, die der Form der beiden äußeren Scheiben entspricht, gegenüber diesen verdrehbar eingesetzt ist. Dadurch greifen die Flächen der Steuerscheibe über die Segmente der Scheiben und verändern bzw. verringern somit die gesamte offene Querschnitts­ fläche, so daß ein Volumenstrom veränderbar ist. Damit die auf der Steuerscheibe aufliegenden Scheiben nicht gegeneinander bei Luftströmungen schwingen können und somit Geräusche erzeugen, sind diese mittels in den Scheiben vorgesehenen Führungsmulden zu der Steuerscheibe spielfrei beabstandet.

Ferner ist auch daran gedacht, über beispielsweise Kunststoffplättchen od. dgl. ein Schwingen benachbarter Scheiben auszuschließen, wobei die Steuerscheibe gegenüber den Scheiben immer noch verdrehbar bleibt.

Je größer die Segmente bzw. je breiter die Segmente auf der Scheibe ausgebildet sind, je kleiner werden die Flächen zwischen den einzelnen Segmenten bzw. je geringer wird ein Abstand zwischen einzelnen Segmenten. Es wird dann ein größerer maximaler Volumenstrom erreicht, jedoch ist der Rereich der Regelung dieses Volumenstromes eingeschränkt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist daran gedacht, eine Scheibe von mehreren deckungsgleichen und der Form entsprechenden Scheiben untereinander in mehreren Ebenen anzuordnen, wobei die erste Scheibe feststehend bleibt. Die darunterliegende Scheibe ist gegenüber der ersten Scheibe verdrehbar, wobei eine weitere darunterliegende Scheibe gegenüber der zweiten Scheibe ebenfalls verdrehbar ist. So lassen sich Öffnungen von breit ausgebildeten Segmenten mit dazwischenliegenden Flächen, die einen geringen Abstand zu benachbarten Segmenten aufweisen, stufenlos regeln, wobei der zu regelnde Rereich wesentlich größer ausfällt.

Im Rahmen der Erfindung sollen jedoch auch andere Profile und Ausgestaltungen der Scheiben, insbesondere auch der Steuerscheiben und deren Segmente liegen; so können diese beispielsweise durchgehend bis in das Zentrum der Scheibe reichen, wobei jedoch auch rechteckartige, vieleckartige, runde, ovale und dgl. Formen von Segmenten inbegriffen sein sollen.

Mit dieser Erfindung ist eine Vorrichtung zum Regeln eines Volumenstromes geschaffen, die eine exakte Regulierung bei großem Querschnitt zuläßt. Durch diese Anordnung mit Meßkreuz kann eine exakte Luftmenge, insbesondere ein Volumenstrom gemessen und eingestellt werden, wobei dies auch schon bei der Montage möglich ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da Arbeitszeit eingespart werden kann.

Ferner kann die Einstellung des Volumenstromes sofort protokolliert und ein Abnahmeprotokoll erstellt werden, was wiederum zu erheblichen Zeiteinsparungen führt, wobei auch auf ein nachträgliches Einstellen und Regulieren des Volumenstromes verzichtet werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Reschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Längsquerschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Regeln eines Volumenstromes;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 entlang Linie II-II;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 entlang Linie III-III;

Fig. 4 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt eines Rereiches einer Absperrklappe;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung R zum Regeln eines Volumenstromes ein bevorzugt querschnittlich rund ausgebildetes Rohr 1 auf, welches beiderends mit Rastnuten 2.1 und 2.2 versehen ist. Die Rastnuten 2.1 und 2.2 dienen dem Anschließen von weiteren Rohrelementen an das Rohr 1, welches als Rohrabschnitt ausgebildet ist. Hier sind die Rastnuten 2.1 und 2.2 bevorzugt nach außen gewölbt ausgebildet.

In das Rohr 1 ist zumindest eine Absperrklappe 3 eingesetzt, die über einen Schieber 4 betätigbar ist. Die Absperrklappe 3 erstreckt sich über den gesamten Rohrquerschnitt und ist bevorzugt dreiteilig ausgebildet. Dabei besteht die Absperrklappe 3 aus zwei äußeren Scheiben 5 und 6, die bevorzugt festgelegt sind, wobei zwischen den Scheiben 5 und 6 eine Steuerscheibe 7 eingesetzt ist.

Die Steuerscheibe 7 wird, wie in Fig. 4 dargestellt, über Führungsmulden 8.1 und 8.2 bewegbar, insbesondere drehbar und spielfrei zwischen den Scheiben 5 und 6 gelagert.

Ferner ist die Absperrklappe 3 in an einer Rohrinnenwand 9 angeordnete Halterungen 10 wieder lösbar eingesetzt. Dabei sind bevorzugt mehrere Halterungen 10 über die Rohrinnenwand 9 verteilt, um ein gleichmäßiges wiederlösbares Festlegen der Absperrklappe 3 zu gewährleisten.

In das Rohr 1 ist nahe der Absperrklappe 3 ein Meßkreuz 11 eingesetzt, welches mehrere Meßpunkte 18 aufweist und eine Volumenstrommessung in beiden möglichen Strömungsrichtungen zuläßt. Das Meßkreuz 11 ist über Verbindungsleitungen 12.1 und 12.2 durch die Rohrinnenwand 9 hindurch mit einer Mengenmeßeinrichtung 13 verbunden. In der Mengenmeßein­ richtung 13 wird der Volumenstrom, der in beiden Richtungen durch das Rohr 1 strömen kann, gemessen und wird auf unterschiedlichste Weise beispielsweise digital oder analog zur Anzeige gebracht. Dabei werden Drücke oder Druckunter­ schiede gemessen, die einen Rückschluß auf einen exakten Volumenstrom zulassen.

Mit diesen Informationen, insbesondere mit den Reträgen dieses Volumenstroms, ist eine Regelung der Absperrklappe 3 und damit eine Regelung des Volumenstromes exakt möglich. Die Werte, die von der Mengenmeßeinrichtung ermittelt werden, können beispielsweise mittels einer dort vorgesehenen Tabelle direkt umgerechnet abgelesen werden, so daß eine Volumenstromregelung der Absperrklappe 3 mittels des Schiebers 4 beispielsweise manuell sofort beim oder nach den Einbau vorgenommen werden kann.

Im Rahmen der Erfindung soll jedoch auch liegen, daß beispielsweise mittels einer Schiebersteuerungseinrichtung 14, die mit der Mengenmeßeinrichtung 13 über eine Leitung 15 in Verbindung stehen kann, eine gewünschte Einstellung des Volumenstromes immer exakt möglich ist.

Damit der Volumenstrom in beiden möglichen Strömungsrichtungen in dem Rohr 1 meßbar ist, besteht das Meßkreuz 11 aus einem Kreuz 16 und einem Kreuz 17. Die Resonderheit der Kreuze 16, 17 liegt darin, daß jedes eine bestimmte Anzahl an Meßpunkten 18 aufweist, die über das jeweilige Kreuz 16, 17 bevorzugt gleichverteilt angeordnet sind. Dabei sind die Meßpunkte 18 des Meßkreuzes 16 nach rechts ausgerichtet, um eine Strömung von rechts nach links messen zu können. Entsprechend sind die Meßpunkte 18 des Meßkreuzes 17 nach links ausgerichtet, um eine Strömung von links nach rechts messen zu können. Die Luft wird dabei durch die Meßpunkte 18, welche als Öffnungen ausgebildet sind, in das Meßkreuz 11 geführt und über die Verbin­ dungsleitungen 12.1 oder 12.2 zu der Mengenmeßeinrichtung 13 geleitet.

In Fig. 2 ist die Absperrklappe 3 dargestellt, deren äußere Scheibe 6 als Ringscheibe ausgebildet ist, wobei zwischen einem Innenring 19 und einem Außenring 20 aus der Scheibe 6 mehrere Segmente 21 um ein Zentrum 22 angeordnet und als Öffnungen ausgespart sind. Durch diese Segmente 21 und den Innenring 19 strömt die Luft durch das Rohr 1, wobei die Segmente 21 eine Breite B aufweisen, die größer als ein Abstand A einer zwischen zwei Segmenten liegenden Fläche 25 ist. Dabei sind Abstand A plus Breite B ein Vielfaches, gemessen im Rogenmaß von der gesamten Scheibe 6, so daß eine exakte und genaue Teilung auf der Scheibe 6 erreicht wird.

Selbstverständlich liegt auch im Rahmen der Erfindung, daß der Abstand A gemessen im Rogenmaß genauso groß ist wie die Breite B. Jedoch ist hier ein maximaler Volumenstrom eingeschränkt, da dieser von der Größe bzw. der Breite B der Segmente 21 abhängt, wobei allerdings ein größerer Bereich entsteht, um den Volumenstrom zu regeln.

Damit ein Volumenstrom regelbar ist, ist zwischen Scheibe 5 und Scheibe 6 die Steuerscheibe 7 eingesetzt, die über den Schieber 4 betätigbar ist. Dabei ist der Schieber 4 mit einer Öffnung 24 versehen, in die unterschiedlichste Elemente greifen können, um den Schieber 4 und damit die Steuerscheibe 7 zu verdrehen.

Die Steuerscheibe 7 weist exakt die gleiche Form der Scheiben 5 und 6 auf. Dabei sind ebenfalls Segmente vorgesehen, die entsprechend mit den Segmenten 21 der Scheibe 6 übereinstimmen. Diese Segmente sind ebenfalls als Öffnungen ausgebildet, wobei der Rereich zwischen zwei Segmenten mit einem Abstand, der dem Abstand A der Scheibe 6 entspricht, gegen das Segment 21 der Scheibe 6 verschiebbar ist und somit die Öffnung des Segmentes 21 verringert, wobei der Volumenstrom begrenzt wird.

Wird eine Breite B des Segmentes 21 in der Steuerscheibe 7, Scheibe 5 und 6 gewählt, die dem Abstand A von Steuerscheibe 7, Scheibe 5 und 6 entspricht, so ist bei entsprechendem Verdrehen um das Zentrum 22 der Steuerscheibe 7 ein Verschieben einer gestrichelt dargestellten Fläche 25 gegenüber dem Segment 21 der Scheibe 6 möglich, so daß diese und insbesondere deren Öffnung ganz verschlossen wird.

Bevorzugt stehen Scheibe 5 und Scheibe 6 fest, wobei die dazwischen angeordnete Steuerscheibe 7 gegenüber den deckungsgleich angeordneten Scheiben 5, 6 verschiebbar ist und somit der Öffnungsbereich der Segmente 21 der Scheiben 5, 6 stufenlos veränderbar ist, so daß sich die Breite B der Segmente 21 je nach Stellung des Schiebers 4 ändern kann.

Durch die Segmente 21 und durch den Innenring 19 ist das Kreuz 17 mit Meßpunkten 18 sichtbar. Dieses ist bevorzugt an dem Rohr 1 festgelegt, um Schwingungen und dgl. zu vermeiden.

Gemäß Fig. 3 ist die Scheibe 5 mit Segmenten 21.1, welche den Segmenten 21 der Scheibe 6 bzw. Steuerscheibe 7 entsprechen, dargestellt, die zwischen einem Innenring 19.1 und Außenring 20.1 angeordnet sind. Im Vordergrund ist das Meßkreuz 11 zu sehen.

Bevorzugt sind Breite B der Segmente 21.1 und der Abstand A zwischen zwei Segmenten entsprechend der Scheibe 6 ausgebildet. Damit die Segmente 21.1 eine möglichst große Öffnung im Verhältnis zum Gesamtquerschnitt des Rohres 1 bilden, sind Scheibe 5 und Scheibe 6 deckungsgleich aufeinander angeordnet, wobei die dazwischenliegende Steuerscheibe 7 um das Zentrum 22 verdrehbar ist, so daß sich die deckungsgleichen Segmente 21 und 21.1 der Scheiben 5 und 6 durch die Steuerscheibe 7 stufenlos verschließen lassen. Dadurch kann ein Volumenstrom bei möglichst großem Durchströmquerschnitt verändert werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 5 ist eine Absperrklappe 3.1 dargestellt, die aus mehreren einzelnen Scheiben besteht. Die vordere sichtbare und mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Scheibe 26 ist mit Segmenten 21 versehen, die eine Breite B′ aufweisen und im Abstand A′ zueinander über eine Fläche 25′ beabstandet sind.

Bevorzugt ist der Abstand A′ halb so groß wie die Breite B′ gewählt, wobei A′ plus B′ ein Vielfaches, gerechnet im Rogenmaß von der gesamten Scheibe 26, ist.

In einer Ebene unterhalb der Scheibe 26 ist um das Zentrum 22 verdrehbar angeordnet eine gestrichelt dargestellte Scheibe 27 auf die Scheibe 26 aufgesetzt. Dabei kann die gestrichelt dargestellte Fläche 25.1 das Segment 21 der Scheibe 26 teilweise bzw. bis zur Hälfte überdecken, so daß die andere Hälfte des Segmentes 21 noch geöffnet verbleibt.

In einer weiteren Ebene unter der Scheibe 27 ist eine weitere strichpunktiert dargestellte Scheibe 28 angeordnet, die ebenfalls mit Segmenten und Flächen 25.2 versehen ist. Diese Scheibe 28 kann so verdreht werden, daß die noch verbleibende Öffnung des Segmentes 21 der Scheibe 27 mit der Fläche 25.2 verdeckt wird. Somit besteht die Möglichkeit, durch Verdrehen der Scheiben 27, 28 die Segmente 21 der Scheibe 26 völlig zu überdecken und durch entsprechendes Zurückdrehen diese wieder frei zu geben. Hierdurch wird bei sehr hohem Öffnungsquerschnitt durch die einzelnen im Verhältnis zu den Flächen 25, 25.1, 25.2 breit ausgebildeten Segmente 21 einen Volumenstrom stufenlos mit zumindest zwei weiteren oder mehreren Scheiben zu regeln. Es können auch mehrere Scheiben in mehreren Ebenen gegenüber einer Scheibe verdrehbar in das Rohr 1 eingesetzt sein.

Ferner soll im Rahmen der Erfindung liegen, daß zwischen den einzelnen Scheiben bevorzugt aus Kunststoff, insbeson­ dere Teflon od. dgl., hergestellte Abstandhalter bzw. Abstandsplättchen od. dgl. vorgesehen sind, um ein Schwingen einzelner benachbarter Scheiben zu verhindern und somit eine hohe Schalldämmung zu erreichen.

Ferner liegt auch im Rahmen der Erfindung, daß die Halterungen 10 um die Rohrinnenwand 9 federnd angeordnet sind, um ein wiederlösbares Einrasten der Absperrklappe 3 zuzulassen.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Regeln eines Volumenstromes aus kalter und/oder warmer Luft in einer Leitung (1) mit ggfs. zumindest einem in die Leitung (1) eingesetzten Meßkreuz (11) dadurch gekennzeichnet, daß der Leitung (1) eine Absperrvorrichtung (3) aus wenigstens einer Scheibe (5, 6) und zumindest einer Steuerscheibe (7) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Steuerscheibe (7) gegenüber der/den Scheibe/n (5, 6) um ein Zentrum (22) verdrehbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung (3) aus zwei übereinander liegenden deckungsgleichen Scheiben (5, 6) mit zumindest einer dazwischenliegenden drehbaren Steuerscheibe (7) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (7) und die Scheiben (5, 6) als Ringscheiben ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Steuerscheibe (7) und Scheibe (5 bzw. 6) zwischen einem Innenring (19) und einem Außenring (20) Segmente (21) ausgespart sind, zwischen denen Flächen (25) liegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Breite (B) der Segmente (21) größer als ein Abstand (A) zweier Segmente (21) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) und Flächen (25) alternierend um das Zentrum (22) angeordnet sind, wobei Längsseiten der Segmente (21) radial auf das Zentrum (22) ausgerichtet und Querseiten der Segmente den Radien von Innenring (19) und Außenring (20) angepaßt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (5, 6) über nach innen in Richtung der Steuerscheibe (7) eingeformte Führungsmulden (8.1, 8.2) spielfrei beabstandet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappe (3) in Halterungen (10) , die an der Rohrinnenwand (9) angeordnet sind, wiederlösbar eingesetzt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerscheibe (7) ein Schieber (4) zugeordnet ist, der außerhalb der Leitung bzw. des Rohres (1) betätigbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß über den Schieber (4) die Steuerscheibe (7) um das Zentrum (22) manuell oder automatisch verdrehbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schieber (4) eine Schieber­ steuerungseinrichtung (14) angeschlossen ist, die über eine Leitung (15) mit einer Mengenmeßeinrichtung (13) des Meßkreuzes (11) in Verbindung steht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1) mit Absperrvorrichtung (3) und Meßkreuz (11) als Einheit, insbesondere als Leitungsabschnitt, ausgebildet ist.