DE2115583A1

DE2115583A1 - Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Luftabgabemenge in Ventilationsleitungen

Info

Publication number: DE2115583A1
Application number: DE19712115583
Authority: DE
Inventors: Pierre Charles Jules Gournay-sur-Marne; Simonnot Jack Paul Robert Lesigny; Jardinier (Frankreich)
Original assignee: RECH DE VENTILATION ET SOC ET
Current assignee: RECH DE VENTILATION ET SOC ET
Priority date: 1970-04-03
Filing date: 1971-03-31
Publication date: 1971-12-02
Also published as: DE2115583B2; ES389814A1; FR2086610A5; GB1336936A; DE2115583C3

Description

SOOIETS D¹ETUDES ET DE RECHERCHES DE VENTILATION ET D'AERAULIQIJE, 15, rue Jean Moulin, Villiers-sur-Marne, VaI de Marne, Frankreich. "" '■

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Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Luftabgabe· menge in Ventilationsleitungen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die unter direkter Einwirkung der variablen Luftdrucke in einer Ventilationsleitung es ermöglicht, ohne Zuhilfenahme weiterer Hilfs-Energiequellen die Abgabe der Luftmenge in einer Ventilationsleitung auf einem konstanten Wert aufrechtzuerhalten.

Die vorbekannten Vorrichtungen dieser Art weisen empfindlich reagierende Drosselorgane auf, um geringe Druckschwankungen aufzuspüren und dann den Luftdurchtritt in Abhängigkeit des Druckes zu verändern. Derartige Vorrichtungen reagieren außergewöhnlich schnell auf plötzliche und starke Druckschwankungen und verstärken somit noch deren Auswirkungen, was dazu führen kann, daß es in den Ventilationsleitungen, die an Ventilatoren angeschlossen sind, zu beträchtlichen Schwingungserscheinungen kommen kann«

Es ist demzufolge bei der Benutzung derartiger Vorrichtungen bei mechanischen Ventilationsleitungsnetzen oder bei Luftbehandlungsanlagen unerläßlich, zusätzliche Hilfs-Dämpfungsmittel

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vorzusehen, die die Anlage komplizieren und verteuern.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die zur Aufrechterhaltung einer konstanten Luftabgabemenge in Ventilationsleitungen lediglich den Luftdruck benötigt, zu schaffen, die die Beseitigung der schädlichen Auswirkungen plötzlicher starker Druckschwankungen ohne Zuhilfenahme gesonderter Dämpfungseinrichtungen ermöglicht und dabei trotzdem gut auf Druckschwankungen geringer Amplitude reagiert.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht im wesentlichen darin, daß mindestens eine Kammer vorgesehen ist, deren Wandungen zum Teil oder in ihrer Gesamtheit elastisch deformierbar sind, dieser Kammer ein Sitz derart zugeordnet ist, daß ein Luftdurchlaß zwischen dem Sitz und den Außenwandungen der Kammer gebildet ist, und ferner Mittel vorgesehen sind, mit denen im Innenraum der Kammer ein Druck zu schaffen ist, wie er vor der in die Ventilationsleitung eingesetzten Vorrichtung herrscht.

ELn erstes wesentliches Merkmal des Erfindungsgegenstandes ist es, daß die gesamten Wandungen der Kammer innenseitig dem Druck ausgesetzt sind, wie er vor der Vorrichtung herrscht, und ein Teil dieser Wandungen außenseitig geringeren Drucken ausgesetzt ist, wie er hinter der Vorrichtung herrscht, so daß bei Schwankungen der Druckdifferenz vor und hinter der Vorrichtung eine elastische Verformung der Kammer auftritt, und damit eine Variation ihres Volumens, was den Luftdurchgang zwischen den Außenwandungen der Kammer und dem Sitz derart verändert, daß eine konstante Luftabgabemenge aufrechterhalten bleibt. Gemäß eines weiteren wesentlichen Merkmales des Erfindungsgegenstandes setzen die Mittel, die die Druckbeaufschlagung des Innenraumes der Kammer mit dem vor der Vorrichtung herrschenden Druck ermöglichen, der Luftströmung zwischen dem Innenraum der Kammer und der Zone

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vor der Vorrichtung bei der Volumenveränderung der Kammer einen beachtlichen Widerstand entgegen, was die Verformung der Kammer verlangsamt und damit die Auswirkungen heftiger und plötzlicher Druckschwankungen weitgehend beseitigt.

Bevorzugten Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Längsschnittdarstellung ,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt 3-3 äer Fig. 2,

Fig. 4 eine Längsschnittdarstellung einer weiteren Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine Querschnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt 6-6 der Fig. 5>

Fig. 7 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt 7-7 der Fig. 6.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1, 2 und 3 ist in der Ventilationsleitung eine Scheibe 1 angeordnet, in der ' sich eine elliptische öffnung 2 befindet, in der mittels eines Trägers 3 eine Gummiblase 4 gehalten ist, die eine Kammer mit deformierbaren Wandungen bildet, und für die die Innenwandung der elliptischen Bohrung 2 einen Sitz bildet. Die Gummiblase 4 .weist vorderseitig eine Eintrittsöffnung 5 auf, die den Innen-

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raum der Blase mit der Umgebungsluft in Verbindung setzt, die sich in bezug auf die Strömungsrichtung der Luft auf der Vorderseite der Vorrichtung befindet.

Ist die Differenz der Drucke p. und p_o, die vor und hinter der Vorrichtung herrschen, gleich ITuIl, nimmt die Blase 4-die abgeflachte Form an, die in ausgezogenen Linien in den Fig. 2 und 3 und mit gestrichä-ten Linien in Fig. Λ dargestellt ist.

" Wächst nun aber die Druckdifferenz ρ - pp an, nimmt die Gummiblase 4 die in Pig. 1 mit ausgezogener Linie und in den Pig. 2 und 3 mit gestrichelten Linien dargestellte aufgeblähte Form an. Sie reduziert damit den Luftdurchlaß zwischen den Außenwandungen der Gummiblase 4- und den Innenwandungen der elliptischen Bohrung 2. Der so definierte Luftdurchlaß wird umso mehr gedrosselt, je größer die Druckdifferenz p. _ pp ist, so daß man eine konstante Luftabgabemenge in der entsprechenden Ventilationsleitung für die verschiedenen Druckdifferenzen ρ - pp über eine außerordentlich große Variationsbreite von Drucken erhält.

Die Eintrittsöffnung 5 hat nur einen kleinen Querschnitt und setzt damit der Luftzirkulation zwischen dem Innenraum der Blase 4- und der vor der Vorrichtung befindlichen Auße.n~ luft einen beträchtlichen Widerstand entgegen. Hierdurch wird eine plötzliche und heftige Änderung des Volumens der Blase vermieden, was zu einer zu schnellen .Änderung des Luftdurchlasses führen würde und demzufolge die Auswirkungen plötzlich auftretender Druckschwankungen verstärken würde.

Die in Fig. 4- dargestellte Vorrichtung weist einen kegelstumpf förmigen Durchlaß 6 auf, dessen Innenwandung einen Sitz bildet, und in dem koaxial eine Kugelkalotte 7 angeordnet ist, die mittels eines elastischen, dichten Balges 9 mit einer kreisförmigen starren Basis 8 verbunden ist, so daß eine ver-

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formbare Kammer 10 gebildet ist, die mit der vor der Vorrichtung befindlichen Außenluft über ein Rohr 11 in Verbindung steht, das einen kleinen Querschnitt aufweist und zugleich dazu dient, die Basis 8 an einem fest mit dem Durchlaß 6 verbundenen Träger 12 zu befestigen.

Sind die vor und hinter der Vorrichtung herrschenden Drucke p. und Pp gleich groß, tritt keinerlei Luftzirkulation in dem Durchlaß 6 auf, und die Kammer 10 befindet sich in der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung und läßt den DurchtrittB?aum zwischen dem Durchlaß 6 und der Kugelkalotte 7 in maximaler Größe frei. Eine Druckdifferenz zwischen den Drucken p. und p_? bewirkt eine Translationsbewegung der Kugelkalotte 7 iii Längsachsenrichtung des Durchlasses 6, vrelcher Bewegung sich der elastische Balg 9 entgegenstellt. Bei einer bestimmten Druckdifferenz pi -po? die ungleich Null ist, gleichen sich die Druckkräfte und die Bückstellkräfte des Balges 9 aus, und die Kalotte 7 nimmt die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung ein. Die variierbare Drosselung des Durchlasses 6 mittels der Kalotte 7 in Abhängigkeit der Druckdifferenz p. - p~ ermöglicht es somit, eine konstante Luftabgabemenge über einen großen Variationsbereich von Druckdifferenzen aufrechtzuerhalten.

Da das Rohr 11 nur einen kleinen Querschnitt hat, setzt es der Luftströmung zwischen der Außenluft und dem Innenraum der Kammer 10 einen beachtlichen Widerstand entgegen, was die Voluiaeiivariationen der Kammer verlangsamt und damit plötzliche Translationsbewegungen der Kalotte 7 verhindert, was su Verstärkungen plötzlicher und heftiger Schwankungen der Druckdifi" öTf-iii: p,. - p_o führ an würde.

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Querkräften zu sein, so daß das Gewicht dieser Teile von vernachlässigt ar em Einfluß gegenüber dem ist, der von den jeweiligen Druckdifferenzen p. - p₂ ausgeübt wird.

Bei dem in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die verformbare Kammer aus einer Hülle 13 aus elastischem Material, wie beispielsweise Gummi, gebildet. In aufgeblähtem Zustand nimmt die Hülle die Form eines Zylinders an, der an beiden Stirnseiten durch Wandungen geschlossen ist, die senkrecht zu seiner.Längsachse liegen, wie mit gestrichelten Linien in den Fig. 5 bis 7 dargestellt ist. Ist die Hülle ■ dagegen nicht aufgebläht, bilden ihre Seitenwände zwei bezüglich der Außenseite konkave Hohlräume, die symmetrisch zu der Mittelebene der Hülle liegen, wie mit ausgezogenen Linien in den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Die Hülle hat dabei eine elliptische Querschnittform, wobei die lange Achse der Ellipse parallel zur Längsachse der Ventilationsleitung, in der sich die Vorrichtung befindet, liegt.

Wie aus den Fig. 5 t>is 7 ersichtlich, ist die Hülle 13 quer in der Ventilationsleitung 14, die einen rechteckigen Querschnitt hat, mittels einer Stange 15 befestigt, die fest mit t den stirnseitigen Verschlußwänden der Hülle einerseits sowie mit der Ventilationsleitung 14 andererseits verbunden ist.

Die Hülle ist mit einem Rohr 16 versehen, das nur einen kleinen Querschnitt hat und das den Innenraum der von der Hülle 13 gebildeten verformbaren Kammer in Verbindung mit der Außenluft vor der Vorrichtung setzt, damit hier der entsprechende Druckausgleich stattfinden kann.

Sind bei dieser Vorrichtung die Drucke p.,, un-1 p_Q vor und hinter der Vorrichtung einander gleich, befindet sieh die Hülle Λ5 in ihrem unaufgeblasenen Zustande Sie billet dann mit den Jäua^:ui der Ye^til&ciüiisläitung 14 zwei Lure durchlas se 17, die ■Λί^ιι ihre ELgsin^le Größe haben. .

Herrscht jedoch, eine Druckdifferenz p, - Pp? verformt sich, die Hülle 13 uncl nimmt progressiv die vorstehend "beschriebene zylindrische Form an, was zu einer Reduzierung des Durchtrittsquerschnittes der Durchlässe 17 führt. Es ist somit möglich, die Luftabgabemenge über einen weiten Variationsbereich von Druckdifferenzen p, - pp konstant zu erhalten.

Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bewirkt auch hier der nur kleine Querschnitt des Rohres 16, daß die Volumenänderungen der Hülle verlangsamt geschehen, und damit plötzliche und heftige DruckSchwankungen keine negativen Auswirkungen haben.

Hervorzuheben ist, daß bei allen drei vorstehend geschilderten Ausführungsbeispielen ein gutes Ansprechen auf relativ kleine Schwankungen in den Druckdifferenzen vorhanden ist.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Luftabgabemenge in Ventilationsleitungen mit Hilfe der in diesen herrschenden Drucke, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine, zumindest teilweise durch die Differenz der Drucke vor und hinter der Vorrichtung verformbare Kammer (4,10,13) vorgesehen ist, der ein mit ihren Außenwandungen einen Luftdurchlaß (2,16,17) in der Ventilationsleitung bildenden Sitz zugeordnet ist, wobei Mittel (5*11>16) zum Druckausgleich zwischen dem Kammerinnenraum und dem Raum vor der Vorrichtung vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (4,10,13) eine in den Raum vor der Vorrichtung mündende Einlaßöffnung (5^IjIo) aufweist, während ein Teil der Kammerwände von außen dem hinter der Vorrichtung herrschenden Druck ausgesetzt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einer Blase (4) aus elastischem Material besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (10) eine translatorisch auf einen konischen Sitz zu bewegbare Kugelkalotte (7) aufweist, die mit einer kreisförmigen Basis (8) über einen elastischen Balg (9) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für eine Ventilationsleitung rechteckigen Querschnittes, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einer elastischen Hülle (13) besteht, die in entspanntem Zustand eine elliptische Querschnittsform und konkav nach innen gewölbte Seitenwandungen und in aufgeblähtem Zustand eine zylindrische Form hat.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (10,13) ein Einlaßrohr (11,16) aufweist.

7- Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (5) bzw. das Einlaßrohr (11,16) einen kleinen IhirchtrittsquerscTmitt mit großem Strömungswiderstand aufweist.

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