DE2313341B2 - Vorrichtung zum Verstellen eines Steuer- oder Regelorgans einer Lüftungsoder Klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen eines Steuer- oder Regelorgans einer Lüftungs- oder Klimaanlage, insbesondere eines den Querschnitt einer Luttdurchlaßöffnung ändernden Organs, wobei das pneumatisch betätigbare Arbeitselement des Steuer- oder Regelorgans über eine Steuerdruckleitung beaufschlagbar ist, die mit einem Speiseanschluß zur Verbindung mit einem den Anlagendruck führenden Luftkanal, mit einem insbesondere thermostatisch änderbaren Austrittsquerschnitt und mit einer die Verbindung mit dem Arbeitselement ermöglichenden Abzweigstelle versehen ist

Aus DE-OS 21 37 492 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 stromaufwärts vor der Öffnung an den Luftkanal angeschlossen. Der Austrittsquerschnitt 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

In Lüftungs- oder Klimaanlagen sind Druckschwankungen unvermeidlich. Die Ausnutzung des Kanaldrucks zur Steuerung von pneumatischen Arbeitselementen mußte daher auf Klappen beschränkt werden, die auf der einen Seite vom Kanaldruck und auf der anderen Seite vom Steuerdruck beaufschlagt werden. In diesem Fall wirken sich nämlich die Kanaldruckschwankungen zu beiden Seiten der Klappe etwa gleich aus, und es ergibt sich eine zufriedenstellende Regelung.

Die Beschränkung auf die Steuerung von Klappen, die auf der dem Steuerdruck gegenüberliegenden Seite vom Kanaldruck beaufschlagt sind, stellt eine störende Beschränkung dar.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß sie eine wesentlich größere Freiheit in der Art der Druckbeaufschlagung der Arbeitselemente bei zumindest gleich gut bleibender Funktion der damit zu verstellenden Steuer- oder Regelorgane zuläßt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Speiseanschluß und der Abzweigstelle ein Druckregler, der durch Abblasen seinen Ausgangsdruck etwa konstant hält und eine dem Druckregler nachgeschaltete Drossel angeordnet sind.

Die Erfindung liegt in der besonderen Anordnung einer an sich bekannten Drossel (DE-PS 12 04 901) und eines nach dem Prinzip eines Überdruckventils arbeitenden Druckreglers bei Lüftungs- oder Klimaanlagen. Am Ausgang des Druckreglers steht unabhängig von

den üblichen Druckänderungen in einer Lüftungs- oder Klimaanlage ein etwa konstanter Ausgangsdruck zur Verfügung. Dieser Ausgangsdmck treibt einen Luftstrom durch die Drossel, der von der jeweiligen GrSBe des veränderbaren Austrittsquerschnitts abhingt Infolgedessen ergibt sich hinter der Drossel ein das Arbeitselement betätigender Druck, der praktisch nur durch die Größe des änderbaren Austrittsquerschnitts definiert ist Die Vorrichtung läßt sich daher für die verschiedensten Arbeitselemente unabhängig davon anwenden, ob das zu betätigende Steuer- oder Regelorgan durch Druckänderungen beeinflußt wird, die denjenigen am Speiseanschluß der Steuerdruckleitung entsprechen. Man kann auch, 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

Bei einer bevorzugten Ausfühningsform ist die Abblasöffnung des Druckreglers zwischen einer festen Widerlagerfläche und der Unterkante der nach unten gerichteten Seitenwand eines vertikal beweglich gelagerten, vom zugeführten Druck von unten beaufschlagten Topfes mit vorgegebenem Gewicht gebildet Das konstante Gewicht nimmt eine die Größe der Abblasöffnung bestimmende Gleichgewichtslage ein, in der der im Topfinneren 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 Verfugung stehenden Drücke abjrr ohnehin nicht sehr groß sind, genügt es in der Regel, lediglich das Gewicht des Topfes selber zu verwenden.

Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt daß die einen wesentlichen Teil des Topfquerschnitts einnehmende Lufteintrittsöffnung unterhalb des Topfes vorgesehen ist 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 Topfinneren herrschenden statischen Druck bestimmt ist

Insbesondere kann unterhalb der Lufteintrittsöffnung ein sich horizontal gelagerter 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 Filterkörper mit seinem Rand zwischen einem mit dem Speiseanschluß versehenen Gehäuseunterteil und einem die Widerlagerfläche und die Lufteintrittsöffnung 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.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Topf auf einem vertikalen Schaft geführt, der eine nach oben gerichtete Bohrung und Radialdurchbrüche als Austrittsöffnungen 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 Funktion diejenige der Klemmvorrichtung übernehmen.

Sodann kann am Schaft ein Träger zur ortsfesten

Anbringung der Vorrichtung vorgesehen sein. Wenn der Träger an der Wand oder einem anderen ortsfesten Bauteil angebracht ist werden über den Schaft alle Teile der Vorrichtung gehalten.

Zweckinäßigerweise liegt auf der Oberseite der Bohrung des Schaftes eine die Drossel bildende Blende auf. An dieser Stelle ist die Drossel leicht zugänglich. Sie kann gereinigt oder ausgetauscht werden. Des weiteren kann der Schaft oben und stromabwärts der Drossel ο einen Verteiler tragen, der einen Stutzen zum Anschluß des änderbaren Austrittsquerschnitts der Steuerdruckleitung 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 mit dem änderbaren Austrittsquerschnitt der Steuerdmckleitung verbundenen 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 des Topfes spitz ausgeführt ist Die Abblasöffnung wird daher zumindest einseitig durch eine Linie begrenzt Damit wird der Gefahr begegnet daß unterhalb der Kante eine Saugwirkung entsteht, die den Topf nach unten ziehen würde.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 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.

■to In einer Klimaanlage wird aufbereitete Luft mit einer bestimmten Temperatur und Feuchtigkeit über einen den Anlagendruck führenden Luftkanal 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

so eine Feder 10 entgegenwirkt Im Verteilerkanal 3 ist eine ähnliche Vorrichtung vorgesehen, deren Bauteile mit einem Apostroph versehen sind. Hinzu kommt daß das Arbeitselement 9' 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 9' 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 dem Luftkanal 1 ist ein Speiseanschluß 12 einer Steuerdmckleitung 13 vorgesehen, die einen änderbaren Austrittsquerschnitt 14 aufweist, welcher mit Hilfe eines Bimetallstreifens 15 mehr oder weniger stark verschlossen werden kann. An einer Abzweigstelle 16 dieser Leitung ist ein Verteiler 17 vorgesehen, von dem zwei Schlauchleitungen 18 und 19 zu den Arbeitselementen 9 und 9' führen.

Zwischen den Speiseanschluß 12 und die Abzweigstelle 16 ist ein Druckregler 20 geschaltet, der eine Abblasöffnung 21 aufweist Ihm nachgeschaltet ist eine Drossel 22. Da trotz schwankenden Drucks in dem Luftkanal 1 der Druck hinter dem Druckregler 20 konstant gehalten wird, tritt an der Drossel 22 ein von der Größe des Austrittsquerschnitts 14 abhängiger Druckabfall auf, der zu einem definierten Druck an der Abzweigstelle 16 führt

Bei der Konstruktion nach Fig.2 ist der Speisean- to Schluß 12 vorgesehen, der zur Verbindung mit dem Kanal 1 mit einem Flansch 23 und einer Gegenmutter 24 versehen ist Der Speiseanschluß 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 28 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 Lufteintrittsöffnung 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 die Seitenwand 40, deren Unterkante 41 zusammen mit der Widerlagerfläche 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 Austrittsöffnungen 46 in Form radialer Durchbrüche in Verbindung steht Eine 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 zum Austrittsquerschnitt 14 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 Drossel 22 in der Form einer Blende 54. Axial mit ihr ausgerichtet ist im Eingang des Stutzens eine weitere Drosselbohrung 55 vorgesehen.

Wenn Luft veränderlichen Drucks P\ 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 P 2 im Topfinnenraum 45 mal der wirksamen Topfquerschnittsfläche ist. In dieser Gleichgewichtslage ! trömt eine bestimmte Luftmenge über die Abblasöffnung 42 nach außen. Der Rest der Luft mit dem konstanten Druck P 2 gelangt über die Austrittsöffnungen 46 und die Bohrung 44 zur Blende 54. Der Druckabfall an dieser Blende, der von der Größe des änderbaren Austrittsquerschnitts 14 abhängt führt in den Verteilerstutzen 52 und 53 zu einem Druck P3, der demnach ein veränderlicher Steuerdruck ist

In F i g. 3 ist dieser Druck P3 über dem Abstand a des Bimetallstreifens 15 von dem Ende der Steuerdruckleitung 13 aufgetragen. Für eine bestimmte Länge des Verbindungsschlauches zwischen dem Stutzen 51 und diesem Leitungsende ergibt sich die Funktion L1. Bei einem Schlauch geringerer Länge ergibt sich die Funktion L 2 und bei einem sehr kurzen Schlauch die Funktion L 3. In allen Fällen ergibt sich ein Proportionalbereich Δ Pi, in welchem annähernd proportionale Verhältnisse herrschen. Selbstverständlich kann man durch Auswechseln des Einsatzes mit der Drosselbohrung 55 eine 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 33 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verstellen eines Steuer- oder Regelorgans einer Lüftungs- oder Klimaanlage, insbesondere eines den Querschnitt einer Luftdurchlaßöffnung ändernden Organs, wobei das pneumatisch betätigbare Arbeitselement des Steuer- oder Regelorgans fiber eine Steuerdruckleitung beaufschlagbar ist, die mit einem Speiseanschluß zur Verbindung mit einem den Anlagendruck führenden to Luftkanal, mit einem insbesondere thermostatisch änderbaren Austrittsquerschnitt und mit einer die Verbindung mit dem Arbeibelement ermöglichenden Abzweigstelle versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Speisean- is schluB (12) und der Abzweigstelle (16) ein Druckregler (20), der durch Abblasen seinen Ausgangsdruck etwa konstant hält, und eine dem Druckregler nachgeschaltete Drossel (22) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, 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, vom zugeführten Druck von unten beaufschlagten Topfes (39) mit vorgegebenem Gewicht gebildet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Topfes (39) die einen wesentlichen Teil des Topfquerschnitts einnehmende Lufteintrittsöffnung (37) vorgesehen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Lufteintrittsöffnung (37) ein horizontal gelagerter Filterkörper (30) mit einem dem Topfquerschnitt entsprechenden Querschnitt angeordnet ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (30) mit seinem Rand

(31) zwischen einem mit dem Speiseanschluß (12) versehenen Gehäuseunterteil (25) und einem die Widerlagerfläche (36) und die Lufteintrittsöffnung

(37) tragenden Gehäuseoberteil (27) mittels einer die Teile gegeneinander drückenden Klemmvorrichtung (32,33,35) eingespannt ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (39) auf einem vertikalen Schaft (33) geführt ist, der eine nach oben gerichtete Bohrung (44) und Radialdurchbrüche als Austrittsöffnungen (46) aufweist

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, 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

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaft (33) ein Träger (56) zur ortsfesten Anbringung der Vorrichtung vorgesehen ist

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der Bohrung (44) des Schaftes (33) eine die Drossel (22) bildende Blende (54) aufliegt

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß der Schaft (33) oben und stromabwärts der Drossel (22) einen Verteiler (17) trägt, der einen Stutzen (51) zum Anschluß des änderbaren Austrittsquerschnitts (14) der Steuerdruckleitung und mindestens einen zweiten Stutzen (52,53) zum Anschluß eines Arbeitselements (9, 9) aufweist

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß gleichachsig zur Blende (54) im Eingang zum mit dem änderbaren Austrittsquerschnitt der Steuerdruckleitung verbundenen Stutzen (51) eine Drosselbohrung (55) vorgesehen ist

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß die Unterkante (41) des Topfes (39) spitz ausgeführt ist