DE2115583C3 - Regeleinrichtung zum Aufrechterhalten einer konstanten Luftmenge in Ventilationsleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung nach dem Gatttungsbegriff des Anspruches 1.

Mit derartigen Regeleinrichtungen soll die Luftmenge über einen weiten Druckbereich konstant gehalten werden, was den Einsatz von Rückstellmitteln für die den freien Querschnitt variierenden Teile erfordert, die den auftretenden Druckkräften entgegenwirken. Es muß ferner eine Dämpfung vorhanden sein, die ein schlagartiges Ansprechen auf Druckschwankungen vermeidet.

Bei einer bekannten Regeleinrichturrg der gattungsgemäßen Art (US-PS 32 76 480) sind für die Erfüllung der verschiedenen Funktionen der Regeleinrichtung gesonderte, unterschiedliche Einrichtungen vorgesehen. Neben der verformbaren, aber nicht elastischen Kammer für die Variierbarkeit des Querschnitts sind gesondert gelagerte Rückstellfedern vorgesehen und für die Dämpfung ist ein besonderes Dämpfungsglied vorhanden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung der gallungsgemäßen Art zu schaffen, die besonders einfach aufgebaut ist und ohne gesondertes Dämpfungsglied auch bei starken Druckschwankungen nicht instabil wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß alle vorstehend genannten drei Funktionen mit nur einem einzigen Bauteil, nämlich der Kammer aus elastisch verformbarem Material, verwirklicht werden können, so daß die Regeleinrichtung einen außerordentlich einfachen Aufbau hat. Die entsprechenden Verformungen der Kammerwände ergeben die Variierbarkeit des freien Querschnitts für den Luftdurchtritt. Die Elastizität des die Kammer bildenden Materials, die sich den Druckkräften entgegenstellt, ergibt die Rückstellmöglichkeit, während der große Strömungswiderstand der Einlaßöffnung der Kammer gewährleistet, daß sich nach Art eines Dämpfungseffektes die Verformung der Kammerwände langsam genug vollzieht.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. t eine Einrichtung gemäß der Erfindung in

Längsschniudarstellnng,

F i g, 2 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt 2-2 der Fig. U
Fig,3 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt 3-3 der Fig.2,

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

Fig,5 eint- Querschnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Lrfindung,

F i g. 6 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt 6-6 der Fig.5,

Fi g. 7 eine Schniudarstellung gemäß Schnitt 7-7 der F ig. 6.

üei dem Ausführungsbeispiel nach den Fi g. 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 Öffnung 2 einen Sitz bildet. Die Gummiblase 4 weist vorderseitig eine Einlaßöffnung 5 auf, die den Innenraum der Blase mit dem Inneren der Ventilationsleitung verbindet.

Ist die Differenz der Drücke p\ und pi, die vor und hinter der Einrichtung herrschen, gleich Null, nimmt die Blase 4 die abgeflachte Form an, die in ausgezogenen Linien in den Fig.2 und 3 und mit gestrichelten Linien in F i g. 1 dargestellt ist

Wächst nun aber die Druckdifferenz p\—pi an, nimmt die Gummiblase 4 die in Fig. I mit ausgezogener Linie und in den Fig.2 und 3 mit gestrichelten Linien dargestellte aufgeblähte Form an. Sie reduziert damit den für den Luftdurchtritt freien Querschnitt zwischen der Außenwand der Gummiblase 4 und der Innenwand der elliptischen Öffnung 2. Der freie Querschnitt wird umso mehr gedrosselt, je größer die Druckdifferenz p\—pi ist, so daß man eine konstante Luftmenge in der Ventilationsleitung bei verschiedenen Druckdifferenzen pi—pi erhält.

Die Einlaßöffnung 5 hat nur einen kleinen Querschnitt und setzt dem Luftaustausch zwischen dem Innenraum der Gummiblase 4 und der Ventilationsleitung 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 zu einer instabilen Regelung.

Die in Fig.4 dargestellte Einrichtung weist einen kegelstumpfförmigen 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 einem kreisförmigen starren Boden 8 verbunden ist, so daß eine verformbare Kammer 10 gebildet wird, die mit der vor der Einrichtung befindlichen Außenluft über ein Rohr U in Verbindung steht, das einen kleinen Querschnitt aufweist und zugleich dazu dient, den Boden 8 an einem fest mit dem Durchlaß 6 verbundenen Träger 12 zu befestigen.

Sind die vor und hinter der Einrichtung herrschenden Drücke p% und pi gleich groß, so befindet sich die Kammer 10 in der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung und läßt die Durchtrittsfläche zwischen dem Durchlaß 6 und der Kugeikalotte 7 in maximaler Größe frei. Eine Druckdifferenz zwischen den Drücken p\ und Pi bewirkt eine Verschiebung der Kugelkalotte 7 in Langsachsenrichtung des Durchlasses 6, wobei der

elastische Balg 9 so weit verfpnnt wird, daß sich die Druckkräfte und die Rückstellkräfte ausgleichen und die Kugelkalotte 7 die in gestrichelten Unien dargestellte Stellung einnimmt. Per freie Querschnitt des Durchlasses 6 ändert sich mit der Druckdifferenz Pi—/fc, so daß eine konstante Luftmenge über einen großen Druckbereich aufrechterhalten wird.

Da das Rohr ti nur einen kleinen Querschnitt hat, setzt es der Luftströmung zwischen der Außenluft und dem Innenraum der Kammer 10 einen beachtlichen Widerstand entgegen, so daß der Luftaustausch verlangsamt und damit plötzliche Veränderungen des freien Querschnitts verhindert werden, was zu einem instabilen Regelverhalten führen würde.

Um die Einrichtung in jeder Raumlage einsetzen zu können, ist die Kugelkalotte 7 leicht gehalten, während der Balg 9 ausreichend stabil gegenüber Querkräften ist, so daß das Gewicht und die Querkräfte von vernachlässigbarem Einfluß gegenüber den jeweiligen Druckdifferenzen pi—p2 sind.

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 Wände geschlossen ist, die senkrecht zu seiner Längsachse liegen, wie mit gestrichelten Linien in den F i g. 5 bis 7 dargestellt ist Ist die Hülle dagegen nicht aufgebläht, so nimmt sie eine Form ein, wie sie mit ausgezogenen Linien in den Fig.5 bis 7 dargestellt ist Die Hülle hat dabei eine elliptische Querschnitlsform, wobei die lange Achse der Ellipse parallel zur Längsachse der Ventilationsleitung, in der sich die Einrichtung befindet, liegt.

Wie aus den F* i g, 5 bis 7 ersichtlich, ist die Hülle 13 quer in der Ventilationsleitung 14, die einen rechteckigen Querschnitt hat, mittels einer Stange 15 befestigt, die fest mit 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 Einrichtung setzt, damit hier der entsprechende Druckausgleich stattfinden kann.

Sind bei dieser Einrichtung die Drücke p\ und p, vor und hinter der Einrichtung einander gleich, befindet sich die Hülle 13 in ihrem unaufgeblasenen Zustand. Sie bildet dann mit den Wänden der Ventilationsleitung 14 zwei Luftdurchlässe 17, die dann ihre maximale Größe haben.

Herrschtjedoch eine Druckdifferenz P1—P2, verformt sich die Hülle 13 und nimmt die vorstelv-sid beschriebene zylindrische Form an, was zu einer Reduzierung des Durchtrittsquerschnitts des Luftdurchlasses 17 führt Es ist somit möglich, die Luftmenge über einen weiten Druckbereich konstant zu halten.

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 bei relativ kleinen Druckdifferenzen vorhanden ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche;

   J, Regeleinrichtung zum Aufrechterhalten einer konstanten Luftmenge in Ventilationsleitungen, bestehend aus mindestens einer verformbaren Kammer, die auf der Zuströmseite eine Einlaßöffnung aufweist und mit der der für den Luftdurchtritt freie Querschnitt variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (4,10,13) aus einem elastisch verformbaren Material gebildet ist und die Einlaßöffnung (5,11,16) so klein bemessen ist, daß sie einen großen Strömungswiderstand hat
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einer Blase aus elastischem Material besteht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (10) eine Kugelkalotte (7) aufweist, die gegen einen konischen Sitz bewegbar ist und mit einem zylinderförmigen elastischen Balg (9) verbundenes«.