DE2313341A1 - Vorrichtung zum verstellen eines pneumatisch betaetigbaren arbeitselements - Google Patents

Vorrichtung zum verstellen eines pneumatisch betaetigbaren arbeitselements

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Description

Arbeitselements
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen eines pneumatisch betätigbaren Arbeitselements, das einer Lüftungs- oder Klimaanlage zugeordnet ist, bei der das Arbeitselement von einer Steuerdruckleitung abzweigt, die mit einem Speiseanschluß zur Verbindung mit einem Luftkanal der Anlage und mit einer insbesondere thermostatisch änderbaren Austrittsöffnung versehen ist.
Aus DT-OS 2 137 492 ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der im Luftkanal eine· Öffnung vorgesehen ist, die mittels einer Klappe mehr oder weniger abgedeckt werden kann. Die Steuerdruckleitung ist vor der Öffnung an den Luftkanal angeschlossen. Die Austrittsöffnung ist mittels einer Scheibe, die auf einem Bimetallstreifen montiert sein kann, mehr oder weniger stark abdeckbar. Das Arbeitselement dient zur Verstellung der Klappe. Diese nimmt eine Gleichgewichtslage ein, bei der der Druck im Arbeitselement gleich dem hinter der Öffnung im Kanal herrschenden Druck ist. Die während der üblichen Regelung der Lüftungs- oder Klimaanlage auftretenden Druckschwankungen in den Luftkanälen spielen hierbei eine untergeordnete Rolle, weil diese Schwankungen sich an beiden Seiten der Klappe etwa gleich auswirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der eine wesentlich größere Freiheit in der Auslegung der Arbeitselemente bzw. der
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damit zu verstellenden Steuer- oder Regelorgane besteht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem.Speiseanschluß und der Arbeitselement-Abzweigung der Steuerdruckleitung ein Abblas-Druckregler, der seinen Ausgangsdruck_ etwa konstant hält, und eine ihm nachgeschaltete Drosselstelle angeordnet sind.
Am Ausgang des Druckreglers steht unabhängig von den üblichen Druckänderungen in einer Lüftungs- oder Klimaanlage, ein etwa konstanter Ausgangsdruck zur Verfügung. Dieser Ausgangsdruck treibt einen Luftstrom durch die Drosselstelle,.der von der jeweiligen Größe der veränderbaren Austrittsöffnung abhängt. Infolgedessen ergibt sich hinter der Drosselstelle ein das Arbeitselement betätigender Druck, der praktisch nur durch die Größe der änderbaren Austrittsöffnung definiert, ist. Die Vorrichtung läßt sich daher für die verschiedensten Arbeitselemente unabhängig davon anwenden, ob das zu -betätigende Organ durch Druckänderungen beeinflußt wird, die denjenigen am Speiseanschluß der Steuerdruckleitung entsprechen. Umgekehrt kann man, wenn das Arbeitselement Regelorgane im Luftkanal betätigen soll, dieser ersten Regelung eine zweite Regelung in Abhängigkeit von den Druckschwankungen überlagern, indem man diese direkt auf das Regelorgan einwirken läßt.
Besonders günstig ist es, wenn dem Druckregler ein Schmutzfilter vorgeschaltet ist. Dieses Schmutzfilter sorgt dafür, daß insbesondere die Drosselstelle ihre ursprüngliche Größe beibehält, also die Kenndaten der Anlage sich nicht während der Betriebsdauer ändern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abblasöffnung des Druckreglers zwischen einer festen Widerlagerfläche und der Uhterkante der nach unten gerichteten Seitenwand eines vertikal beweglich gelagerten, in Abhängigkeit vom konstant zu haltenden Druck anhebbaren Topfes mit vorgegebenem Gewicht gebildet. Das konstante Gewicht nimmt eine die Größe der Abblasöffnung bestimmende' Gleichgewichtslage ein, in der der im Topfinneren
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herrschende Druck gleich dem auf den wirksamen Topfquerschnitt bezogenen Topfgewicht ist. Der Topf kann durch beliebige Gewichte beschwert werden. Da die in einer Lüftungs- oder Klimaanlage zur Verfügung stehenden Drücke aber ohnehin nicht sehr groß sind, genügt es in der Regel, lediglich das Gewicht des Topfes selber zu verwenden. '
Empfehlenswert ist es, wenn der Topfinnenraum über eine Eintrittsöffnung mit dem Speiseanschluß und über eine Austrittsöffnung mit der Drosselstelle verbunden ist. Der Topfinnenraum bildet daher einen Teil der Steuerdruckleitung. Infolgedessen kann die abzublasende Luft auf dem kürzesten Wege nach außen treten.
Mit besonderem Vorteil ist .dafür gesorgt, daß die Eintrittsöffnung unterhalb des Topfes vorgesehen ist und einen wesentlichen Teil des TopfquerSchnitts einnimmt. Die Luft wird daher mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit etwa gleichmäßig in das' Topfinnere geleitet, so daß die Lage des Topfes praktisch nur durch den im Top finner en herrschenden statischen Druck bestimmt ist.
Insbesondere kann unterhalb der Eintrittsöffnung ein sich horizontal erstreckender Filterkörper mit einem dem Topfquerschnitt entsprechenden Querschnitt angeordnet sein. Dieser Filterkörper hält nicht nur Schmutzteilchen zurück, sondern sorgt auch dafür, daß die Luft gleichmäßig verteilt in den Topfinnenraum eintritt und daher gleichmäßig durch die Abblasöffnung austreten kann.
Hierbei kann der Rand des Filterkörpers zwischen einem mit dem Speiseanschluß versehenen Gehäuseunterteil und einem die Wider— lagerfläche und die Eintrittsöffnung tragenden Gehäuseoberteil mittels einer die Teile gegeneinander drückenden Klemmvorrichtung eingespannt sein. Der Rand des Filterkörpers dient dann gleichzeitig zur Abdichtung des Gehäuseraums gegen die Atmosphäre.
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Bei-einer bevorzugten Ausführungsform ist der Topf auf einem vertikalen Schaft geführt, der eine nach oben gerichtete Bohrung und die Austrittsöffnung in der Form von Radialdurchbrüchen aufweist. Durch die Doppelfunktion des Schafts ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau.
Wenn der Schaft eine Schulter zur Anlage des Gehäuseoberteils und ein Gewinde zur Aufnahme einer am Gehäuseunterteil anliegenden Mutter aufweist, kann er als weitere Punktion diejenige der Klemmvorrichtung übernehmen.
Sodann kann am Schaft ein Befestigungsträger angebracht sein. Wenn der Befestigungsträger an der Wand oder einem anderen ortsfesten Bauteil angebracht ist, werden über den Schaft alle Teile der Vorrichtung gehalten.
Zweckmäßigerweise ist die Bohrung im Schaft oben durch eine die Drosselstelle bildende Blende abgedeckt. An dieser Stelle ist die Drosselstelle leicht zugänglich. Sie kann gereinigt oder ausgetauscht werden. Des weiteren kann der Schaft oben einen Verteiler tragen, der einen ersten Stutzen zum Anschluß der änderbaren Austrittsöffnung und mindestens einen zweiten Stutzen zum Anschluß eines Arbeitselements aufweist. Vielfach empfiehlt es sich, den Verteiler zum Anschluß mehrerer Arbeitselemente auszubilden. Auf diese Weise gelingt es, alle wesentlichen Bauteile der Vorrichtung auf dem Schaft zu sammeln.
Mit besonderem Vorteil ist gleichachsig zur Blende im Eingang zum ersten Stutzen eine Drosselbohrung vorgesehen. Mit Hilfe dieser Drosselbohrung kann ein Teil des dynamischen Drucks des aus der Blende austretenden LuftStrahls in einen statischen Druck umgeformt werden.
Sodann ist es vorteilhaft, wenn die Unterkante der Topfseitenwand im Querschnitt spitz ausgeführt ist.-Die Abblasöffnung wird daher zumindest einseitig durch eine Linie begrenzt. Damit wird der Gefahr begegnet, daß unterhalb der Kante eine Saugwirkung
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entsteht, die den Topf nach unten ziehen würde.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine Ausführungsform wesentlicher Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt und
Fig. 3 in einem Diagramm den Druck P im Arbeitselement in Abhängigkeit· von der Größe der änderbaren Austrittsöffnung.
In einer Klimaanlage wird aufbereitete Luft mit einer bestimmten Temperatur und Feuchtigkeit über einai Hauptkanal 1 mehreren Verteilerkanälen 2 und 3 zugeführt. Im Verteilerkanal 2 befindet sich eine Öffnung 4, die durch einen Zylinderabschnitt 5 mehr oder weniger abdeckbar ist. Der Zylinderabschnitt ist mittels einer Stange 6 um eine Achse 7 schwenkbar, die mit der Zylinderachse übereinstimmt. An der Stange 6 greift die Zugstange 8 eines pneumatisch betätigten Arbeitselements 9 an, dem eine Feder 10 entgegenwirkt. In der Verteilerleitung 3 ist eine ähnliche Vorrichtung· vorgesehen, deren Bauteile mit einem Apostroph versehen sind. Hinzu kommt, daß das Arbeitselement 91 in einem Raum 11 untergebracht ist, der mit dem Kanal 3 hinter der Öffnung 4' in Verbindung steht. Hier wird die Stellung des Zylinderabschnitts 5' zusätzlich von dem auf die Oberseite des Arbeitselements 91 wirkenden Druck des Kanals 3 beeinflußt. Die Arbeitselemente 9 und 9' sind hier als Balgelemente dargestellt; sie können aber auch jede beliebige andere bekannte Form haben.
An den Hauptkanal 1 ist ein Speisestutzen 12 einer Steuerdruckleitung 13 angeschlossen, die eine änderbare Austrittsöffnung aufweist, welche mit Hilfe eines Bimetallstreifens 15 mehr oder weniger stark verschlossen werden kann. An einer Abzweigung 16
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dieser Leitung ist ein Verteiler 17 vorgesehen, von dem zwei Schlauchleitungen 18 und 19 zu den Arbeitselementen 9 und 9' führen. .
Zwischen den Speisestutzen 12 und die Abzweigung 16 ist ein Druckregler 20 geschaltet, der eine Abblasöffnung 21 aufweist. Ihm nachgeschaltet ist eine Drosselstelle 22. Da trotz schwankenden Drucks in dem Hauptkanal 1 .der Druck hinter dem Druckregler 20 konstant gehalten wird, tritt an der Drosselstelle 22 ein von der Größe der Austrittsöffnung 14 abhängiger Druckabfall auf, der zu einem definierten Druck an der Abzweigung 16 führt.
Bei der Konstruktion nach Fig. 2 ist ein Speisestutzen 12 vorgesehen, der zum Anschluß an einen Kanal 1 mit einem Flansch 23 und einer Gegenmutter 24 versehen ist. Der Speisestutzen ist an einem Gehäuseunterteil 25 befestigt, das einen kreisförmigen Querschnitt hat und mit einem Flansch 26 versehen ist. Es bildet zusammen mit einem Gehäuseoberteil 27, das einen Gegenflansch aufweist, einen Raum 29» in welchem ein Filterkörper 30 vorgesehen ist. Dessen zwischen den Flanschen 26 und 28 befindlicher Rand 31 dient als Dichtung und zum Festhalten des Filterkörpers, wenn die Gehäuseteile 25 und 27 zwischen einer Schulter 32 eines Schaftes 33 und einer auf ein Gewinde 34 geschraubten Mutter 35 gegeneinander gedruckt werden. Das Gehäuseoberteil bildet an seiner Oberseite eine Widerlagerfläche 36 und weist innerhalb dieser Fläche eine Eintrittsöffnung 37 in der Form mehrerer großflächiger Durchbrüche auf.
Auf einem oberen Abschnitt 38 des Schaftes 33 ist ein ein vorgegebenes Gewicht aufweisender Topf 39 vertikal geführt. Er besitzt Seitenwände 40, deren Unterkante 41 zusammen mit der Widerlagerflache 36 eine ringförmige Abblasöffnung 42 bildet. Die Unterkante 41 bildet im Querschnitt eine Spitze 43.
Der Schaft 33 weist eine nach oben gerichtete Bohrung 44 auf, die mit dem Innenraum 45 des Topfes 39 über eine Austrittsöffnung 46 in Form radialer Durchbrüche in Verbindung steht» Eine
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Schutzabdeckung 47 ist mit Hilfe einer Mutter 48 ebenfalls gegen eine Schulter 49 des Schaftes 33 geklemmt.
Auf das obere Ende des Schaftes 33 ist der Verteiler 17 unter Zwischenlage einer Dichtung 50 aufgeschraubt. Der Verteiler weist einen ersten Stutzen 51 zum Anschluß eines zur Öffnung führenden Schlauches und zwei Stutzen 52 und 53 zum Anschluß der Leitungen 18 und 19 auf. Innerhalb des Verteilers 17 an der Stirnseite der Bohrung 44 befindet sich die Drosselstelle 22 in der Form einer Lochblende 54. Axial mit ihr ausgerichtet ist im Eingang des Stutzens eine weitere Drosselbohrung 55 vorgesehen.
Wenn Luft veränderlichen Drucks P1 über den Speiseanschluß 12 zugeführt wird, verteilt sie sich im Raum 29 und tritt durch den Filterkörper 30, in dem sie weiter gleichmäßig verteilt wird, und die Eintrittsöffnung 37 in den Innenraum 45 des Topfes 39» Hierbei wird der Topf 39 angehoben, bis das Gewicht des Topfes gleich dem Druck P2 im Topfinnenraum 45 mal der wirksamen Topfquerschnittsflache ist. In dieser Gleichgewichtslage strömt eine bestimmte Luftmenge über den Abblasspalt 42 nach außen. Der Rest der Luft mit dem konstanten Druck P2 gelangt über die Austrittsöffnung 46 und den Kanal 44 zur Lochblende 54. Der Druckabfall an dieser Blende, der von der Größe der veränderbaren Öffnung 14 abhängt, führt in den Verteilerstutzen 52 und 53 zu einem Druck P3, der demnach ein veränderlicher Steuerdruck ist.
In Fig. 3 ist dieser Druck P3 über dem Abstand a des Bimetalls 15 von der Öffnung 14 aufgetragen. Für eine bestimmte Länge des Verbindungsschlauches zwischen dem Stutzen 51 und dieser Öffnung 14 ergibt sich die Funktion L1. Bei einem Schfeuch geringerer Länge ergibt sich die Funktion L2 und bei einem sehr kurzen Schlauch die Funktion L3. In allen Fällen ergibt sich ein Proportionalbereich Z\ P3, in welchem annähernd proportionale Verhältnisse herrschen. Selbstverständlich kann man durch Auswechseln des Einsatzes mit der Drosselbohrung ^ eine
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Anpassung an verschiedene Schlauchlängen derart vornehmen, daß in allen Fällen die gleiche Funktion auftritt.
Ein Träger 56 ist mittels einer Mutter 57 ebenfalls am Schaft angebracht. Er dient der Befestigung der Vorrichtung an einem ortsfesten Bauteil oder einer Wand.
Statt einer automatischen Regelung mittels Bimetallstreifen kann auch eine Einstellung von Hand oder eine Regelung in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit oder irgendeiner anderen Größe vorgenommen werden.
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Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    (1 J Vorrichtung zum Verstellen eines pneumatisch betätigbaren Arbeitselements, das einer Lüftungs- oder Klimaanlage zugeordnet ist, bei der das Arbeitselement von einer Steuerdruckleitung abzweigt, die mit einem Speiseanschluß zur Verbindung mit einem Luftkanal der Anlage und mit einer insbesondere thermostatisch änderbaren Austrittsöffnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Speiseansdiuß (12) und der Arbeitselement-Abzweigung (16) ein Abblas-Druckregler (20), der seinen Ausgangsdruck etwa konstant hält, und eine ihm nachgeschaltete Drosselstelle (22) angeordnet sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckregler (20) ein Schmutzfilter (30) vorgeschaltet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abblasöffnung (42) des Druckreglers (20) zwischen einer festen Widerlagerfläche (36) und der Unterkante (41) der nach unten gerichteten Seitenwand (40) eines vertikal beweglich gelagerten, in Abhängigkeit vom konstant zu haltenden Druck anhebbaren Topfes (39) mit vorgegebenem Gewicht gebildet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Topfinnenraum (45) über eine Ein— trittsöffnung (37) mit dem Speiseanschluß (12) und über eine Austrittsöffnung (46) mit der Drosselstelle (54) verbunden ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (37) unterhalb des Topfes (39) vorgesehen ist und einen wesentlichen Teil des TopfquerSchnitts einnimmt.
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  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Eintrittsöffnung (37) ein sich horizontal erstreckender Filterkörper (30) mit einem dem Topf quer schnitt 1 entsprechenden Querschnitt angeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (31) des Filterkörpers (30) zwischen einem mit dem Speiseanschluß (12) versehenen Gehäuseunterteil (25) und einem die Widerlagerfläche (36) und die Eintrittsöffnung (37) tragenden Gehäuseoberteil (27) mittels einer die Teile gegeneinander drückenden Klemmvorrichtung (32, 33» 35) eingespannt ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (39) auf einem vertikalen Schaft (33) geführt ist, der eine nach oben gerichtete Bohrung (44) und die Austrittsöffnung (46) in der Form von Radialdurchbrüchen aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (33) eine Schulter (32) zur Anlage des Gehäuseoberteils (27) und ein Gewinde (34) zur Aufnahme einer am Gehäuseunterteil (25) anliegenden Mutter (35) aufweist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaft (33) ein Befe'stigungsträger (56) angebracht ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (44) im Schaft (33) oben durch eine die Drosselstelle (22) bildende Blende (54) abgedeckt ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (33) oben einen Verteiler (17) trägt, der einen ersten Stutzen (51) zum Anschluß der
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    änderbaren Austrittsöffnung (14) und mindestens einen zweiten Stutzen (52, 53) zum Anschluß eines Arbeitselements (9, 9') aufweist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß gleichachsig zur Blende (54) im Eingang zum ersten Stutzen (51) eine Drosselbphrung (55) vorgesehen ist.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante (41) der Topfseitenwand (40) im Querschnitt spitz ausgeführt ist.
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