DE3304665A1

DE3304665A1 - Stroemungskanal fuer gase, insbesondere luft

Info

Publication number: DE3304665A1
Application number: DE19833304665
Authority: DE
Inventors: Erich Dr.-Ing. 5630 Remscheid Lenk
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1983-02-11
Filing date: 1983-02-11
Publication date: 1984-08-16

Description

Strömungskanal für Gase, insbesondre. _:tuf fr..^: *..^: 3304665

Die Erfindung betrifft einen Strömungskanal für Gase, insbesondere Luft, der mit einer Blende ausgestattet ist.

Bei derartigen Strömungskanälen, bei denen der freie Querschnitt durch Änderung der Blendeneinstellung verändert werden kann, ergibt sich das Problem, daß durch die Veränderung der Blendenstellung meist der Strömungskanal selbst derart verändert wird, daß die in der Regel erforderliche laminare Strömung durch Wirbelbildung und dergl. empfindlich gestört wird. Erhebliche Probleme haben sich dadurch beispielsweise in Anblaseinrichtungen zur Kühlung frisch ersponnener Chemiefasern ergeben, da der durch Wirbelbildung und dergl. gestörte Anblasluftstrom zu ungleichförmiger Abkühlung des die Spinndüse verlassenden Fadenbündels und gelegentlich auch zu Einzelfädenbrüchen führt.

Technische Aufgabe der Erfindung ist es demnach, einen in seinem freien Querschnitt durch eine oder mehrere Blenden veränderbaren Strömungskanal zur Verfügung zu stellen, bei dem Veränderungen in der Blendeneinstellung nicht zu Störungen der Strömung und insbesondere des Strömungsverhaltens führen.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen näher charakterisierte erfindungsgemäße Blende gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß sie aus einem Paar im wesentlichen deckungsgleicher ebener Bleche besteht, die entlang zweier beiden Blechen jeweils gemeinsamer, gerader Konturlinien, die einen Abstand voneinander haben, miteinander verbunden sind.

Das die Blende bildende Blechepaar ist im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung im Strömungskanal so aufgehängt, daß die jeweils miteinander verbundenen Konturlinien quer zur Strömungsrichtung verlaufen. Zwischen den Blechen des einzelnen Blechepaares ist ein Blähkörper angeordnet, der von außerhalb des Strömungskanals zum Auseinanderspreizen der miteinander an den genannten Konturlinien verbundenen Bleche betätigbar ist.

Die beiden ein Blechepaar bildenden Einzelbleche sind vorzugsweise kongruent und mit der Schnittebene in Längsrichtung des Strömungskanals, in dem sich die Blende befindet, im wesentlichen deckungsgleich. Die Verbindung der beiden zu einem Blechepaar bzw. einer Blende gehörenden Bleche entlang den quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Konturlinien kann verschiedener Art, sie muß jedoch nicht starr sein; geringe Relativbewegungen in Strömungsrichtung und quer zu dieser stören nicht. Bevorzugt werden die Bleche rechtekkig zugeschnitten und an ihren quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Langskanten miteinander verbunden.

Mit Hilfe des zwischen den beiden Blechen einer Blende angeordneten Blähkörpers, der beispielsweise eine Schwenkplatte sein und· von außerhalb des Strömungskanals betätigt werden kann, wird die Blende aufgeweitet oder gespreizt, wodurch eine Verengung des Strömungsquerschnitts hervorgerufen wird.

Die Außenkonturen der Blende bleiben dabei jedoch so strömungsgünstig, daß auch bei starker Drosselung und hoher Strömungsgeschwindigkeit Unruhen in der Strömung nicht auftreten.

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Erfindungsgemäß kann das Blechepaar einer Blende so bemessen sein, daß es die Längsebene, in der es aufgehängt ist, ganz oder auch nur zum Teil ausfüllt; es kann daher auch ober-und unterhalb umströmt werden wie etwa bei einem runden Querschnitt des Strömungskanals. Bevorzugt hat der Strömungskanal jedoch parallele Wände, zwischen denen sich die Blende erstreckt, wobei ihre Bleche eine Breite haben, die dem Abstand der parallelen Wände etwa entspricht.

Durch die Anordnung von zwei oder mehr erfindungsgemäßen Blenden nebeneinander in einem Strömungskanal kann der Steuerbereich der Blendenanordnung erheblich erweitert werden. Dabei ist es dann vorteilhaft, beispielsweise die Blähkörper der einzelnen Blechepaare durch gemeinsamen Antrieb wie geeignete einfache Getriebekonstruktionen u.a. so zu verbinden, daß sie synchron betätigbar sind. Während bei Verwendung aufblasbarer Säcke die gleichmäßige und gleichartige Verformung zusammengehöriger Bleche gewährleistet ist, ist dies bei Schwenkplatten als Blähkörper nur bedingt der Fall. Werden die Schwenkachsen einander unmittelbar benachbarter Blechepaare entgegengesetzt gedreht, so ist die Verformung einander zugekehrter Bleche spiegelbildlich gleich.

Die dem Spreizen der Blechepaare dienenden Blähkörper können verschiedener Art sein. So können zwischen die Bleche pneumatisch aufblasbare Säcke eingesetzt sein; parallel zu den miteinander verbundenen Konturlinien verlaufende unrunde oder mit elliptischem Querschnitt versehene Schwenkachsen können ebenso als Blähkörper dienen wie an solchen, einfachen, Achsen befe-

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stigte Schwenkarme oder Schwenkbleche· Die parallel zu den miteinander verbundenen Konturlinien je eines Blechepaares verlaufenden Achsen weisen bevorzugt zu beiden Konturlinien gleichen Abstand auf. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Verformung werden im wesentlichen über die gesamte Breite des Blechepaares reichende Schwenkplatten bevorzugt. Zwar entsteht mit ihnen ein symmetrischer Blendenquerschnitt nur bei Stellung der Schwenkbleche in Strömungsrichtung - bei voll geöffnetem Querschnitt - oder senkrecht zur Strömungsrichtung - bei Einstellung also des engstmöglichen Strömungsquerschnitts. In allen übrigen Stellungen sind die jeweils stärksten Ausbeulungen quer zur Strömungsrichtung betrachtet etwas gegeneinander verschoben· Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dadurch die günstige Wirkung der erfindungsgemäßen Blende praktisch nicht beeinträchtigt wird. Bei Anordnung von zwei oder mehr Blenden nebeneinander können zudem symmetrische Strömungsquerschnitte zwischen den benachbarten Blenden erzielt werden, indem die Verdrehung der benachbarten Schwenkachsen bezüglich des Betrags des Schwenkwinkels synchron, jedoch in entgegengesetztem Drehsinn vorgenommen wird.

An Hand der beigegebenen Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Schnitt durch einen Strömungskanal entlang I-I in Fig. 2;

Fig. 2 Querschnitt entlang II-II in Fig. 1; Fig. 3 Querschnitt wie Fig. 2 mit anderer Blendenstellung

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Fig. H- Querschnitt wie Fig. 2 mit enggestellter Blende; Fig. 5 Querschnitt durch einen Strömungskanal mit einem Blechepaar als Blende.

In einem in Richtung 2 durchströmten Strömungskanal 1, hier mit rechteckigem Querschnitt, sind zwei erfindungsgemäße Blenden 3 - die in Fig. 1 vordere Blende ist gebrochen gezeichnet - mittels zweier Befestigungseinsätze 4-, von denen nur der linke zu sehen ist, bzw. Befestigungsklammern 5 mit Boden und Decke des Strömungskanals 1 verbunden. Sie bestehen jeweils aus einem deckungsgleichen Blechepaar 6, 7 (Fig. 2), dessen Einzelbleche vorzugsweise rechteckige Form haben. Ihre - in der Zeichnung - senkrechten Seitenkanten 8 und 9 sind miteinander verbunden. Dies ist bei der hinteren Blende mit Hilfe der Befestigungseinsätze 4- und entlang den Kanten S und 9 angebrachter, in Strömungsrichtung 2 verlaufender Langlöcher 10, in denen Verbindungsbolzen 11 laufen, erfolgt. Die Verbindungsbolzen 11 können beispielsweise in den durchgehenden, zwischen den beiden Blechen 6 und 7 des Blechepaars 6,7 laufenden Befestigungseinsätzen 4- festsitzen und in den Langlöchern 10 gleiten, wobei ihre nicht dargestellten Köpfe die Bleche 6 und 7 zusammenhalten.

Bei der Ausführungsform der vorderen, gebrochen dargestellten Blende sind die gemeinsamen Kanten 8 und 9* beispielsweise durch Schweißen, Hart- oder Weichlöten oder durch Nieten, fest miteinander verbunden. Der Befestigung am Strömungskanal 1 dienen oben und unten an jeder der gemeinsamen Kanten 8 und 9 befestigte Befestigungsklammern 5» die entweder mit

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den Blendenkanten 8 und 9 fest verbunden und ihrerseits in den Kanalwänden in und gegen die Strömungsrichtung verschiebbar sind oder in den Kanalwänden festsitzen und mit den Blendenkanten beweglich verbunden sind.

Zwischen den Einzelblechen eines Blechepaares 6, 7 sind erfindungsgemäß Blähkörper angeordnet. Sie können - wie weiter oben beschrieben-verschiedener Art sein, in der Zeichnung sind aber nur zwei Möglichkeiten gezeigt. In Fig. 2 sitzen zwischen den Blechen 6 und 7 die Schwenkplatten 13» die an den Schwenkachsen 14 befestigt sind, die ihrerseits in Lagern 22 laufen. Die Schwenkplatten 13 sind hier soweit gedreht, daß sie senkrecht zur Mittelebene 17 des Strömungskanals 1 stehn; damit ist der engste Strömungsquerschnitt eingestellt. Fig. 3 zeigt demgegenüber eine Zwischeneinstellung der Schwenkplatten I3. Dabei wird deutlich, daß in den Zwischenstellungen die Verformung der Bleche 6 und 7 etwas unterschiedlich ist. Es hat sich aber gezeigt, daß im allgemeinen diese Verformungsunterschiede .nicht zu meßbaren Störungen im Gasstrom führen. Außerdem ist bei Verwendung mehrer Blechepaare 6, 7 in einfacher Weise eine zur Mittelebene 17 symmetrische Querschnittsform der Blenden 3 zu erreichen, indem die Schwenkachsen 14 derart untereinander getrieblich verbunden werden, daß die unmittelbar benachbarten sich bezüglich des Winkelbetrags gleichweit, jedoch in entgegengesetztem Sinn drehen. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen, wie weiter unten beschrieben wird.

Einen einfach aufgebauten gemeinsamen Schwenkantrieb neben-

einander angeordneter Blenden zeigen die Figuren 1 und 2. Auf den Schwenkachsen 14 befestigte Kettenräder 15 sind durch Ketten oder Zahnriemen 16 miteinander verbunden und führen dadurch synchron verlaufende Bewegungen aus, wobei sich die Schwenkachsen im gleichen Sinne drehen· Dies führt - wie in Fig. 3 sichtbar - bei den beiden Blechen 6 und 7 eines Blechepaares nur bei um 90° gedrehten Schwenkachsen 14 zur spiegelbildlich gleichen Verformung; bei den Zwischenstellungen weichen die Verformungen etwas voneinander ab. V/erden statt der Ketten- oder Zahnriemenverbindung 15» 16 ineinander kämmende Zahnräder oder Zahnsegmente auf die Schwenkachsen 14 benachbarter Blechepaare 6, 7 gesetzt, so verläuft deren Drehbewegung in entgegengesetzter Richtung. Die Verformung der einander zugekehrten Bleche benachbarter Blechepaare 6,7 erfolgt damit symmetrisch zur parallel zu den Schwenkachsen 14 verlaufenden Mittelebene 17 zwischen den benachbarten Blenden 3; der Mittelkanal 18 ist ebenfalls symmetrisch.

Zum Ausführen der Blendeneinstellung ist in Fig. 1 eine der untereinander verbundenen Schwenkachsen 14 an ihrem oberen Ende mit einem EinsteilVierkant 21 versehen. Mit Hilfe der Klemmschraube 23 im Lagerring 22 kann die Einstellung dann festgelegt werden,

Fig. 4 zeigt schließlich einen Querschnitt ähnlich den Figuren 2 und 3» jedoch mit vollständig geöffnetem Strömungskanalquerschnitt· Die Schwenkachsen 14 mit den Schwenkplatten 13 sind so gedreht, daß letztere parallel zur Strömungsrichtung 2 bzw. zur Mittelebene 17 verlaufen, wodurch die ein-

zelne Blende 3 ihre kleinstmögliche Querabmessung einnimmt.

Fig. 5 schließlich zeigt eine beschriebene Blende 3 mit einem aufblasbaren Sack 12 als Blähkörper. Zwar ist insbesondere bei Anordnung zweier oder mehrerer Blenden 3 nebeneinander der erforderliche Steuer- und Regelaufwand meist grosser als bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen, der aufblasbare Sack als Blähkörper 12 gewährleistet jedoch die spiegelbildlich gleiche Verformung der zwei das Blechepaar bildenden Bleche 6 und 7· Außerdem erübrigen sich Getriebe-Verbindungen zwischen benachbarten Blenden 3·

Sind mehrere Blechepaare 6,-7 nebeneinander in einem durch die gedachten Querschnittsebenen 25, 26 begrenzten Abschnitt des Strömungskanals 1 angeordnet, so werden sie im allgemeinen so bemessen, daß sie im vollständig aufgeblähten Zustand den Strömungsquerschnitt mindestens zu einem wesentlichen Teil abschließen. Zur bestmöglichen Wahrung der Symmetrie des Strömungsverhaltens ist es daher vorteilhaft, sowohl die Abstände 27 zwischen den Blechepaaren 6, 7 als auch die jeweiligen Abstände 28 des jeweils äußeren Blechepaares 6, 7 zu den Seitenwänden 19 und 20 des Strömungskanals 1 gleichgroß zu machen, wobei sich ein Verhältnis des Abstands 27 zwischen den Blechepaaren 6, 7 zum Abstand 28 zwischen den randständigen Blechepaaren 6, 7 und den Seitenwänden 19, 20 von etwa zwei zu eins insbesondere dann als vorteilhaft erwiesen hat, wenn der Strömungskanal 1 im Bereich der Blende 3 rechteckigen Querschnitt hat.

Verzeichnis der Positionszahlen

1 - Strömungskanal

2 - Strömungsrichtung

3 - Blende

4 - Befestigungseinsatz

5 - Befestigungsklammer

6 - Blendenblech

7 - Blendenblech

8 - vordere Konturlinie

9 - hintere Konturlinie

10 - Langloch

11 - Verbindungsbolzen

12 - aufblasbarer Sack; Blähkörper

13 - Schwenkplatte, -arm; Blähkörper

14 - Schwenkachse

15 - Zahnrad; Kettenrad

16 - Kette; Zahnriemen

17 - Mittelebene

18 - Mittelkanal

19 - Seitenwand

20 - Seitenwand

21 - Einstellvierkant

22 - Lagerring; Lager

23 - Klemmschraube

24 - Abstand (der Querschnittsebenen)

25 - Querschnittsebene

26 - Querschnittsebene 27·- Abstand, Blechepaare 28 - Abstand, Wandabstand

- Leerseite -

Claims

barmag Barmer Maschinenfabrik Aktiengeselll,schajt.... Sitz Remscheid, Bundesrepublik 15eut35C.hl.aQd .^: . "."'. ''.

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Patentansprüche

(^ I.J Strömungskanal für Gase, insbesondere Luft, mit einer Blende,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Blende (3) aus einem Paar im wesentlichen dekkungsgleicher ebener Bleche (6, 7) besteht, welche entlang zweier beiden Blechen (6, 7) jeweils gemeinsamer, gerader Konturlinien (8, 9)? die einen Abstand voneinander haben, miteinander verbunden sind, das Blechepaar (6, 7) im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung (2) und mit Ausrichtung der jeweils miteinander verbundenen Konturlinien (8, 9) quer zur Strömungsrichtung (2) im Strömungskanal (1) aufgehängt ist und sich zwischen den Blechen (6, 7) eines Blechepaares ein Blähkörper (12; 13) befindet, der von außerhalb des Strömungskanals (1) zum Auseinanderspreizen der miteinander verbundenen Bleche (6, 7) betätigbar ist.
2. Strömungskanal nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Strömungskanal (1) zwei parallele, im wesentlichen senkrecht zu den jeweils miteinander verbundenen Konturlinien (8, 9) verlaufende Wände besitzt und die Breite der Bleche (6, 7) im wesentlichen dem Abstand der parallelen Wände entspricht.
3. Strömungskanal nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß
zwei oder mehr Blechepaare (6, 7) parallel und mit Abstand

(27) zueinander zwischen zwei Querschnittsebenen (25, 26) des Strömungskanals (1), deren Abstand (24) im wesentlichen der Länge der Bleche (6, 7) entspricht, aufgehängt sind.
4·. Strömungskanal nach Anspruch $, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (27) zwischen den Blechepaaren (6,7) ebenso wie die Abstände (28) der äußeren Blechepaare (6, 7) von den zu ihnen parallelen Wänden (19» 20) im wesentlichen gleich sind.
5. Strömungskanal nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blähkörper Schwenkarme oder Schwenkplatten (13) sind, deren mit ihnen verbundene Schwenkachsen (14) im wesentlichen parallel zu den jeweils miteinander verbundenen Konturlinien (8, 9) und in gleichem Abstand von diesen verlaufen.
6. Strömungskanal nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß

die Schwenkachsen (14) mehrererBlechepaare (6, 7) durch Getriebe (15, 16) miteinander verbunden sind.
7·· Strömungskanal nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeverbindung (15, 16) Synchronbetrieb der miteinander verbundenen Blechepaare (6, 7) ermöglicht.
8· Strömungskanal nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Getriebeverbindung (15» 16) gleichlaufende Spreizung der miteinander verbundenen Blechepaare (6, 7) bei gegenläufiger Drehrichtung der jeweils unmittelbar benachbarten Schwenkachsen (14) ermöglicht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Spreizung der Blechepaare (6, 7) mittels eines zwischen seinen Blechen (6, 7) angeordneten, von außerhalb des Strömungskanals (1) betätigbaren aufblasbaren Blähkörpers (12) erfolgt.