DE2440510C3 - DurchfluBmengenregler, vorzugsweise für Luft und andere gasförmige Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußmengenregler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die Anordnung der öffnung zwischen der Druckfläche und dem Ventilblatt wirkt auf die der öffnung zugewendete Kante des Ventilblattes ein Druck, durch welchen der Druck auf die den veränderlichen Drosselspalt begrenzende Kante des Ventilblattes kompensiert wird. Durch die öffnung erübrigt es sich auch, eine aufwendige Dichtung zwischen dem Ventilblatt und der festen Schwelle vorzusehen (DE-PS 22 51 085). Bei dem bekannten Durchflußmengenregler treten jedoch im Bereich des Ventilblattes Verwirbelungen auf, die eine störende Geräuschentwicklung zur Folge haben können.

Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, einen Durchflußmengenregler der im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Art derart weiterzubilden, daß ein weitestgehend geräuschfreier Betrieb erzielbar ist.

Dies wird erfindungngemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Te"» des Anspruchs 1 erreicht.

Durch die erfindun|;sgemäße Anordnung des am Ventilblatt anströmseitig angeordneten dreieckigen Körpers wird der Gasstrom in zwei Teilströme unterteilt, wovon der eine bei stetig abnehmendem Querschnitt zum veränderlichen Drosseispalt und der andere bei ebenfalls stetig abnehmendem Querschnitt zu der Öffnung zwischen dem Ventilblatt und der Druckfläche führt. Dadurch werden Verwirbelungen bei praktisch jeder Stellung des Ventilblattes weitestgehend verhindert, so daß dadurch störende Geräusche nicht entstehen können.

Es ist zwar bei einem Durchflußm,..ngenregler für ein gasförmiges Strömungsmittel an sich bekannt (DE-AS 11 83 703), an einem bogenförmigen Ventilblatt anströmseitig einen etwa dreieckigen Körper anzuordnen, der jedoch bei diesem im übrigen anders als der erfindungsgemäße Durchflußmengenregler aufgebauten Regler die für eine automatische Arbeitsweise des Ventilblattes notwendigen Druckflächen schaffen soll. Ferner kann durch diesem an sich bekannten dreieckigen Körper der Gasstrom nicht in zwei Teilströme entsprechend der Erfindung aufgeteilt werden. Zum Zwecke des Schallschluckens ist der bekannte dreieckige Körper aus einem porösen schallschluckenden Material hergestellt, sei· daß zwar bereits entstandene Geräusche geschluckt werden können, nicht aber bereits die Entstehung von Geräuschen verhindert wird.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand jeweils der Ansprüche 2 und 3.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, die eine Ausführungsform der Vorrichtung in Form eines Beispiels zeigen.

F i g. I ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung an einem Durchflußmengenregler zur Konstanthaltung einer einstellbaren Durchflußmenge, und

F i g. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Körpers in Form eines Zylindersektors, der einen wesentlichen Teil der genannten Vorrichtung misinacht.

Die verschiedenen beweglichen Teile des Durchflußmengenreglers sind in einem mit 1 bezeichneten

Gehäuse eingeschlossen. Die obere Gehäusewand ist mit la und die entsprechende untere Wand mit 16 bezeichnet 2 bezeichnet eine von der unteren Wand vorspringende, bogenförmige, feste Schwelle. 4 ist die zusammenfassende Bezeichnung für eine bewegliche Konstruktionseinheit, die aus einer als fühlender Teil dienenden Druckfläche 7 und einem als Drosselmittel in einigem Abstand von der bogenförmigen Schwelle 2 dienenden bogenförmigen Ventilblatt 5 besteht, während der Raum vor dem bogenförmigen Ventilblatt zur Bildung eines einem Zylindersektor gleichenden, vorzugsweise hohlen Körpers 20 ausgefüllt ist 12 bezeichnet Streben. Die Einheit 4 ist in ihrer Gesamtheit in einer Nabe 11 um eine Welle 13 drehbar. Die übrigen Teile des Körpers 20, außer dem Ventilblatt 5, bestehen aus einer vorzugsweise kreisförmig konkaven Fläche 22 und einer vorzugsweise ebenen Fläche 23. Der Mengenregler wird, da die Nabe 11 im wesentlichen in der Mittenebene des Gehäuses liegt, in einen oberen Raum 8 und einen unteren Raum 9 unterteilt. Die Nabe if bildet zusammen mit der oberen Wand la einen festen Drosselspalt 10, der mittels einer verstellbaren Klappe 16 mit einer Welle 17 veränderlich ist.

6 bezeichnet einen veränderlichen Drosselspalt zwischen der oberen Wand la des Gehäuses und der hinteren Begrenzungsfläche des sektorähnlichen Körpers, d. h. dem beweglichen Ventilblatt 5, dessen obere Kante mit 5a bezeichnet ist 21 bezeichnet eine dem Luftstrom entgegengerichtete Kante des eiwem Zylindersektor gleichenden Körpers. Zwecks leichterer Fertigung und Montage der Druckfläche 7, des Körpers 20 und der Schwelle 2 wird, anstatt einen engen Spalt gleichmäßiger Breite zwischen dem Ventilblatt 5 und der Schwelle 2 anzuordnen, es vorgezogen, die Schwelle 2 in einigen Abstand von dem Ventilblatt 5 zu legen und das obere Ende der Schwelle mit einer Umbiegung in Form einer versteifenden, umgebogenen Zunge 2b zwecks Schaffung eines engen Spaltes 3 zwischen dem Ventilblatt 5 und der äußeren Kante der genannten festen Schwelle 2 zu versehen. Außerdem ist die Druckfläche 7 mit einer Verlängerung 7a zur Bildung eines entsprechenden engen Spaltes 3a ve/sehen. 18 bezeichnet eine öffnung zwischen der Druckfläche 7 und dem Ventilblatt 5, die vorzugsweise mit einer Querschnittfläche in der Größenordnung des 3fachen der Querschnittfläche jedes der vorgenannten Spalte 3 bzw. 3λ ausgeführt ist. Der Mengenregler kann dadurch, wie es sich gezeigt hat, bei allen vorkommenden Einstelllagen der Klappe 16 mit der erforderlichen Genauigkeit arbeiten. Die völlig offene bzw. völlig geschlossene Lage der Klappe entsprechen nachweisbar bei unverändertem Startdruck einer Änderung der durch den Mengenregler hindurchlaßbaren Luftmengen von zwischen etwa 4 und 1. In der gezeigten Ausführung ist der Regler mit einem Gegengewicht 14 und einer um die Welle 13 gewickelten Feder 15 versehen. Der Regler kann mit einer Dämpfungseinrichtung 19 herkömmlicher Art, z. B. einem in einem Zylinder arbeitenden Kolben, ausgerüstet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die ebene Fläche 23 in dem sektorähnlichen Körper 20 eine Erstreckung α längs der Strömungsrichtung des Luftstroms, die das 03- bis 0,4fache der mit H bezeichneten Höhe des Reglers am Einlauf ausmacht. Die Kante 21 des sektorähnlichen Körpers 20 ist vorzugsweise von einer Horizontalebene abgehoben ausgebildet, die sich eine .nit b bezeichnete Strecke, die dem 0,1- bis 0,2fachen der vorgenannten Höhe H des Flußreglers entspricht,durch die Nabe 11 erstreckt

Bei einer bevorzugten Ausführungsform soll der Krümmungsradius der kreisförmig konkaven Fläche 22 0,3- bis 0,5mal H, und das Klappenblatt 5, das die hintere Begrenzungsfläche des sektorähnlichen Körpers 20 bildet, mit einer so großen Erstreckung ausgeführt sein, daß dessen obere Kantenlinie 5a bei völlig geschlossener Lage des Reglers sich mit der entsprechenden Endkante 24 der oberen Wand la des Gehäuses deckL

ίο Die Montage des bogenförmigen Ventilblattes 5 in seiner richtigen Lage wird dadurch erleichtert daß die vorgenannten Streben 12 an ihrer von der Verlängerung 7a hochgebogenen Seite 25 eine Ecke 26 für die Aufnahme der unteren Kante des Ventilblattes 5 in korrekter Lage aufweisen. Die obere Kante 5a des Ventilblattes 5 ist durch die obere Spitze der Strebe 12 lagebestimmt, wodurch der Körper 20· von Zylindersektorform vollständig und genau in Beziehung zur Druckfläche 7 und deren Seitenstreben 12 lagebestimmt ist. Dies hat sich als wesentlich ervsesen, damit die Reproduzierbarkeit des Reglers bei der Serienhersteilung der darin enthaltenen Teile mit guter Genauigkeit erfüllt werden kann.
Diese Ausführung verbürgt auch eine gute Ebenheit und Steilheit der Vorderkante 7a. Die Vorderkante der oberen Wand 4a des Gehäuses darf, wenn störende Geräuscherzeugung vermieden werden soll, nicht vor die Kante 5a des Klappenblattes in Flußrichtung vorragen. Wenn die Kante 24 des Daches la vor die obere Kante 5a des Klappenblattes vorragt wird die Kante 24, wie es sich gezeigt hat, bei kleinerwerdendem Spalt 6 — aufgrund der Drucksteigerung vor dem Regler und der daraus resultierenden Erhöhung der Druckfläche 7 in ihrem Streben, die Durchflußmenge konstant zu halten — immer stärker von dem Luftstrom durch den Spalt 6 angeblasen, wodurch verstärkt Geräusche erzeugt werden. Die Streben 12 und ihr verlängerter Teil 25 sollen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer solchen Entfernung von den Seiten des Gehäuses 1 liegen, daß zwischen diesen Seilen und dem von der beweglichen Einheit 4 getragenen Körper 20 ein Spalt von 0,5—5 mm,

vorzugsweise der Größenordnung ygg mm, erhalten wird, wobei //die vorgenannte Höhe des Reglers ist

Ein Durchflußmengenregler der vorstehend beschriebenen Art hat folgende Wirkungsweise: Es wird angenommen, daß das Gehäuse 1 in einem Lüftungskanal liegt oder mittels Flanschen 27 an einen Lüftungskanal angeschlossen ist, in dem ein Luftstrom in Richtung der Pfeile vorströmt. Die Luft strömt durch den Einlauf im festen Drosselspalt 10 zum Raum 8 und verläßt ihn über 'vin Auslauf im veränderlichen Drosselspalt 6 zum anschließenden Teil des Luftungskanals. Durch die Geschwindigkeitserhöhung im Einlauf 10 entsteht im Raum 8 ein statischer Unterdruck gegenüber dem Raum 9. Für die Druckfläche 7 entsteht somit ein Druckunterschied, der an der Einheit 4 und dem Körper 20 ein Moment um die Vf eile 13 bewirkt, das bestrebt ist, die

ω Öffnung 6 mit dem Ventilblatt 5 zu schließen. Die Einheit 4, d. h. die Druckfläche 7 und der Körner 20 mit dem Ventilhlatt 5, ergeben auf der anderen Seite durch ihre Schwere ein Moment in der entgegengesetzten Richtung. Die Einheit 4 nimmt infolgedessen eine solche Lage ein. in der die zwei einander entgegenwirkenden Momente sich gegenseitig aufheben. Wenn die Durchflußmenge durch eine Druckänderung im Lüftungskanal vor oder nach dem Flußregler dazu neigen sollte, sich zu

ändern, wirkt sich diese Änderung auf die Luftgeschwindigkeit über dem Einlauf 10 aus. Dies resultiert auf die vorstehend beschriebene Weise unmittelbar in einem neuen schließenden Moment, das die Druckfläche und den Körper 20 mit dem Ventilblatt 5 in eine neue Lage dreht, in der die beiden Momente einander erneut kompensieren. Damit ist die Geschwindigkeit über dem Einlauf 10 wiederhergestellt. Durch das Konstanthalten der Luftgeschwindigkeit in dem nicht veränderlichen Einlauf 10 verbleibt somit die Durchflußmenge durch den Luftflußregler konstant.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Durchflußmengenregler, vorzugsweise für Luft und andere gasförmige Medien, zur Kpnstanthaltung einer einstellbaren Durchflußmenge in einem Lüftungskanal unabhängig von dem Druck vor dem Regler, bestehend aus einem Gehäuse, das einen Abschnitt des Lüftungskanals bildet, einer Druckfläche als fühlendes Teil und einem bogenförmigen Ventilblatt als Drosselmittel für den Durchfluß, wobei die Druckfläche und das Ventilblatt zu einer konstruktiven Einheit miteinander verbunden sind, die an einer quer zur Strömungsrichtung im Gehäuse angeordneten Nabe drehbar gelagert ist und eine vorzugsweise von einer unteren Wand des Gehäuses hervorragende, mit dem bogenförmigen Ventilblatt parallele, ebenfalls bogenförmige Schwelle einschließt, wobei die Nabe zusammen mit der gegenüberliegenden, vorzugsweise oberen Wand des Gehäuses einen festen Drosselspalt mit einer Klappe für die Einstellung des Durchtrittsquerschnittes und das Ventilblatt zusammen mit der festen Schwelle und der oberen Wand des Gehäuses einen veränderlichen Drosselspalt für den Gasstrom bildet, und die Druckfläche und das Ventilblatt derart ausgerichtet und miteinander verbunden sind, daß sie eine in Strömungsrichtung des Gases offene Tasche bilden, die zwischen der Druckfläche und dem Ventilblatt eine öffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das bogenförmige Ventilblatt (5) in an sich bekannter Weise anströmseitig mit einem dreieckigen Körper (20) verkleidet ist, dessen eine Kante (21) dem Gasstrom zugewandt ist, und dessen an die Kante anschließende Seitenflädien (22 bzw. 23) mit der benachbarten Oberfläche der Druckfläche (7) bzw. mit der oberen Wand (\a) des Gehäuses zwei Zuflußkanäle für zwei Teilströme des Gasstromes bilden, die bei allmählich abnehmendem Querschnitt an dem Drosselspalt (6) bzw. der öffnung(18) enden.

2. Durchflußmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (20) hohl ist und von dem Ventilblatt (5), den Seitenflächen (22 und 23) sowie von zwei Streben (12) der beweglichen Einheit (4) gebildet wird, wobei die obere Seitenfläche (22) vorzugsweise kreisförmig konkav gebogen und die untere Seitenfläche (23) vorzugsweise eben ausgebildet ist.

3. Durchflußmengenregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise ebene untere Seitenfläche (23) des Körpers (20) in Strömungsrichtung eine Erstreckung (a) hat, die im wesentlichen dem 0,3- bis 0,4fachen, vorzugsweise dem 0,38fachen der Höhe (H) des Lüftungskanals entspricht, daß die Kante (21) des Körpers (20) gegenüber einer horizontalen Ebene durch die Nabe (11) um eine Strecke (b) angehoben ist, die im wesentlichen dem 0,1- bis 0,2fachen, vorzugsweise dem 0,135fachen der Höhe (H) des Lüftungskanals f>o entspricht, und daß die vorzugsweise konkave obere Seitenfläche (22) einen Krümmungsradius besitzt, der dem 0,3- bis 0,5fachen, vorzugsweise dem 0,42fachen der Höhe (H) entspricht, während das Ventilblatt (5) mit einer derart großen Erstreckung μ und die obere Wand (In)des Gehäuses (I) mit einer solchen Länge ausgeführt sind, daß die obere Kante (5.·/^ des Ventilblattes und die stromabwär fliegende Kante (24) der oberen Wand (\a) bei geschlossener Lage des Ventilblatt.es aneinanderstoßen.