DE7912149U1

DE7912149U1 - Volumenstromregler fuer gasstroemungen

Info

Publication number: DE7912149U1
Application number: DE19797912149
Authority: DE
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1979-04-26
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1980-10-09

Description

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Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Volumenstromregler für
Gasströmungen

Die Erfindung betrifft einen Volumenstromregler für Gasströmungen, insbesondere für Klimaanlagen, durch den der Voiumenstrom eines Gases unabhängig vom Druck auf der Anstrcmseite und/oder auf der Abströmseite des Reglers durch ein verstellbares Drosselorgan konstant gehalten wird, wobei die Druckdifferenz zwischen eir.iäm entgegen der Strömungsrichtung offenen Stauraum und dem Gasstrom das Drosselorgan gegen die Wirkung einer Rückstellkraft um eine quer zur Strömungsrichtung verlaufende feste Achse verschwenkt.

Volumenstromregler der genannten Art sind beispielsweise aus der DE-AS 18 02 489 bekannt; sie sind bisher als einfache Klappen ausgeführt worden. Stromabwärts des Reglers ergibt sich dadurch

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im Strömungskanal eine stark unsymmetrische Strömung/ was den Einbau weiterer Komponenten, z.B. von Schalldämpfern, erschwert. Diese Störung kann dabei soweit gehen, dass die Strömung durch den Regler gegen die Wand des sie führenden Kanals gelenkt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Volumenstromregler zu schaffer durch den die Strömung'in einer solchen Weise geführt wird, dass sie auch in Strömungsrichtung nach dem Regler möglichst symmetrise im Strömungskanal verläuft. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Drosselorgan aus zwei symmetrisch zur Gasströmung angeordneten, um getrennte Achsen verschwenkbaren Flügeln besteht, deren Schwenkachsen so miteinander verbunden und bei einer Verstellung geführt sind, dass die Flügel gegenläufig in eindeutiger Relation zueinander verschwenkt werden, .d.h. dass jeder Stellung des einen Flügels eine einzige Stellung § des anderen Flügels zugeordnet ist.

Bei dem neuen Regler erfolgt die durch die beiden Flügel selbständig bewirkte Verengung des Strömungsquerschnitts symmetrisch zu seiner Mittelebene von den beiden Rändern her, wodurch die symmetrische Lage der Strömung in dem sie führenden Kanal bei jeder Oeffnung des Reglers erhalten bleibt. Die Verbindung der beiden Schwenkachsen gewährleistet, dass die beiden Flügel sich bei jeder Verstellung immer möglichst weitgehend um den gleichen \ Winkel gegenläufig zueinander verdrehen, so dass jeder Stellung \ des einen Flügels eine und immer nur eine Stellung des anderen Flügels zugeordnet ist, die den - von der in der Nitte gelegenen Symmetrie-Ebene aus gesehen - hälftigen Strömungsquerschnitt um

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jj den gleichen Betrag verengt bzw. erweitert wie der erste

Flügel.

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Ein weiterer wesentlicher Vorteil des neuen Reglers gegenüber

der bekannten Konstruktion besteht darin, dass - gleiche Länge ^ines einfachen und eines zweiflügeligen Drosselorgans Vorausgesetz die von der erwähnten Druckdifferenz ausgelöste Stellkraft wegen §ij der grösseren Fläche zweier Flügel erheblich vergrössert wird, was sich bei geringen herrschenden Druckdifferenzen günstig auswirkt.

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Durch die symmetrische Ausbildung der beiden Flügel und die gegenläufige Beweglichkeit kompensieren sich darüberhinaus die auf Grund des eigenen Gewichts der Flügel auftretenden Kräfte

bei horizontaler Einbaulage der Flügel, so dass die Grosse der Rückstellkraft, die vorteilhafterweise durch ein Rückstellgewicht oder eine Rückstellfeder aufgebracht'wird, unabhängig von der EinbaüTage aus zweifIügeii5en Organs wird. Be"i einteiligen Organe muss das Eigengewicht von der Rückstellkraft kompensiert werden, so dass diese - sowohl als Feder als auch als Gewicht - von der Einbaulage abhängig ist.

Für die Erfüllung der geschilderten Aufgabe bezüglich der Verbindung der Flügel hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Verbindung der Schwenkachsen aus einem über Rollen geführten Seilsug besteht, der über Hebel mit den Schwenkachsen verbunden ist, oder wenn die Schwenkachsen über kreissegmentförmige Zahn-

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kränze schwenkbar miteinander verbunden sind; alternativ dazu können die Schwenkachsen auch über zwei Hebel miteinander verbunden sein, von denen der eine eine Gleitführung und der ande're einen in diese eingreifenden Gleitkopf trägt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen Abschnitt eines

Strömungskanals, in den der neue Regler eingebaut ist;

Fig. 2 zeigt in einer Ansicht des gleichen Kanalstücks eine Verbindung der Klappenflügel über einen Seilzug und Rollen; in

Fig. 3 besteht diese Verbindung aus Zahnkranzsegmenten, während

Fig. 4 eine weitere Form dieser Verbindung wiedergibt.

Der neue Volumenstromregler, der in erster Linie in der Klima- und Lüftungstechnik angewendet wird, aber auch auf anderen Gebiete; für die Regelung von Volumenströmen gasförmiger Medien eingesetzt werden kann, ist in einem vorzugsweise rechteckigen Kanalstück eines Strömungskanals untergebracht, das über Flanschen 2 und 3 zwischen zwei Abschnitten eines nicht weiter dargestellten Kanals eingesetzt werden kann= Die Strömung des Gases_f vorzugsweise also der Luft, erfolgt in Richtung des Pfeiles a von links nach rechts.

Die zunächst auf der ganzen Kanalbreite anströmende Luft trifft am stromaufwärtigen Ende des Kanalstücks 1 auf ein mit einem Einlauftrichter 4 versehenes Einlaufelement 5. Durch dieses wird aus der ankommenden Strömung ein in der Kanalmitte über die ganze Breite verlaufender, zentraler, durch den Regler geregelter, weiterführender Volumenstrom von den äusseren Bereichen der Ströme abgetrennt. Diese laufen sich in dem oberen und unteren Kanalbereich des Kanals 1 in Stauräumen 6 tot, die am stromabwärtigen Ende des Kanalstücks 1 durch leicht bogenförmig ausgestaltete Stirnwände 7 abgeschlossen sind.

Innerhalb des Einlaufelements 6 ist ein einstellbares Sollvertorgan angeordnet, das im vorliegenden Pail als eine um eine Achse 8 drehbare Klappe 9 ausgebildet ist. Dieses Organ dient in bekannter Weise als Sollwert-Einstellorgan für den Sollwert des mit dem Regler konstant zu haltenden Volumenstroms.

In Strömungsrichtung folgen auf das Einlaufelement 5 symmetrisch zur Kanalmitte angeordnete Flügel 10 und 11, die im gezeigten Beispiel in horizontaler Lage eingebaut und um je eine das Kanalstüc!< 1 in horizontaler Lage quer durchsetzende Schwenkachse 12 und 13 schwenkbar sind.

Die Flügel 10 und 11 sind im gezeigten Beispiel als flache, zur Luftströmung hin offene Schalen geformt, können jedoch auch andere Formen haben, beispielsweise in bekannter Weise als Winkelflügel ausgebildet seivn. Ihre mindestens annähernd rechtwinklig zum "Schalenboden" abgewinkelten Schalenränder 14 sind kreisförmig

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mit einem Radius gebogen, der der- Länge des Flügels 10 bzw. 11 von der Schwenkachse 12 bzw. 13 aus entspricht. Dieser Radius hat auch die Wölbung der im Kanalstück 1 feststehender. Stirnwände zwischen denen sich die von den Flügeln 10 und 11 regelbar verschliessbare Durchströmöffnung 15 für die Luftströmung befindet.

Die freien Enden der Schalenränder 14 tragen Versteifungen 16; in ähnlicher Weise sind die freien Ende der Stirnwände 7 in Strömungsrichtung umgebogen, um ihre Steifigkeit zu erhöhen.

In bekannter «eise erfolgt die Regelung des Volumenstroms durch Verändern des Oeffnungsquerschnitts zwischen den Flügeln 10 und selbsttätig, wobei als ein Schwenken der Flügel bewirkende Kraft - unabhängig vom durch die Klappe 9 eingestellten Sollwert die Druckdifferenz der zu beiden Seiten des Schalenbodens 14 der Flügel 10 und 11 herrschende Drücke wirkt. Diese Druckdifferenz entsteht durch den in den Stauräumen 6 herrschenden Staudruck der abgebremsten Strömung, gegen den auf der anderen Seite der niedrigere, statische Druck in der zentralen Luftströmung wirkt. Befinden sich die Flügel 10 und 11 nicht im Kräftegleichgewicht, so werden sie verschwenkt, wodurch der Oeffnungsquerschnitt zwischen ihren Randstücken 14 verkleinert oder vergrössert und damit die dort erfolgende Entspannung erhöht oder erniedrigt wird, bis sich die auf die Flügel 10 und 11 wirkenden Kraftmomente bezüglich der Schwenkachse 12 und 13 wieder das Gleichgewicht halter

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Die Rückstellkraft für die Rückstellung der Flügel 10 und 11 gegen den Staudruck in den Räumen 6 kann in einfacher Weise durch ein Gewicht 16 erzeugt werden, das ausserhalb des Kanalstücks 11 über einen Hebel 17 an einer der beiden Schwenkachsen 12 oder 13 angreift (Fig. 2). Es ist jedoch unter Umtänden auch vorteilhaft, das Gewicht 16 durch eine Feder 18 zu ersetzen, die unter Vorspannung zwischen dem Hebel 17 und einem Fixpunkt 19 eingesetzt ist (Fig. 3) .

Wie eingangs erwähnt, ist es für die Wirkungsweise des erfindungs-"süässsn Reglers von "rosser Wichtigkeit/ dass die ^/"^re^rrenlciufi^rrs Verstellung der Flügel 10 und 11 eindeutig ist. Bei einer dies gewährleistenden Verbindung der Flügel (Fig. 2) ist beispielsweise ausserhalb d^s Kanalstücks 1 auf den Schwenkachsen 12 und 13 mittels eines Klenunstücks 20, das von einer nicht dargestellten Schraube zusammengezogen wird, je ein Hebel 21 befestigt. Das freie Ende jedes Hebels 21 ist mit einem Seilzug 23 verbunden, der Über Rollen 24 ausgespannt ist und beide Hebel 21 miteinander spielfrei so verbindet, dass jede Bewegung des einen Flügels eine gleich grosse, gegenläufige Bewegung des anderen Flügels bewirkt.

Die Verbindung der Flügel 10 und 11 ist in Fig. 3 durch miteinande über Zähne 26 in Eingriff stehende Kreissegmente 27 hergestellt, die starr auf den Schwenkachsen 12 und 13 befestigt sind; diese Kreissegmente 27 walzen sich bei einer Verstellung bzw. Schwenkung der Flügel ebenfalls weitgehend spielfrei aufeinander ab und stellen auf diese Weise die gewünschte Relation zwischen den

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Schwenkbewegungen der beiden Flügel 10 und 11 sicher.

Aehnlich wie in Fig. 2 sind auf den Schwenkachsen 12 und 13 bei der Verbindung nach Fig. 4 Hebel 30 und 31 befestigt, von denen der eine einen Gleitkopf 32 trägt, während der andere in einer im Querschnitt gabelförmigen Gleitöffnung 33 endet; in diese greift der Gleitkopf 32 ebenfalls möglichst weitgehend ohne Spiel ein. Bei einer Schwenkung des einen Flügels -ierschiebt sich der Gleitkopf 32 in der Gleitführung 33 und bewirkt so die gewünschte gegenläufige Bewegung des anderen Flügels. Die Gleitbahn und Führung 33 können gegebenenfalls mit einem selbstschmierenden Material belegt sein, um das Gleiten des Kopfes 32 zu erleichtern. Eine weitere Möglichkeit ist, den Gleitkopf als Wälzlager auszuführen.

Claims

·■■· • ■ Schutzansprüche

1. Volumenstromregler für Gasströmungen, insbesondere

für Klimaanlagen, durch den der Volumenstrom eines Gases unabhängig vom Druck auf der Anströmseite und/oder auf der Abströmseite des Reglers durch ein verstellbares Drosselorgan konstant gehalten wird, wobei die Druckdifferenz zwischen einem entgegen der Strömungsrichtung offenen Stauraum und dem Gasstrom das Drosselorgan gegen die Wirkung einer Rückstellkraft um eine quer zur Strömungsrichtung verlaufende feste Achse verschwenkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan aus zwei symmetrisch zur Gasströmung angeordneten, um getrennte Achten (12, 13) verschwenkbaren Flügeln (1o, 11) besteht, deren S^hwenkachsen (12, 13) so miteinander verbunden und bei einer Verstellung so geführt sind, daß die Flügel (1o, 11) gegenläufig in eindeutiger Relation zueinander ververschwenkt werden.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schwenkachsen (12, 13) über einen Hebel (17) mit einem Gegengewicht (16) verbunden ist.

3. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schwenkachsen (12, 13) mit einer Rückstellfeder (18) verbunden ist.

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4. Regler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Schwenkachsen (12, 13) aus einem über Rollen (24) geführten Seilzug (23) besteht, der über Hebel (21) mit den Schwenkachsen (12, 13) verbunden ist.

5. Regler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (12, 13) über kreissegipontförmige Zahnkränze (27) schwenkbar miteinander verbunden sind.

6. Regler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (12, 13) über zwei Hebel (3o, 31) miteinander verbunden sind, von denen der eine eine Gleitführung (33) und der andere einen in diese eingreifenden Gleitkopf⁽öäer ein Wälzlager trägt.

7. Regler nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor den schwenkbaren Flügeln (1o, 11) ein Vordrosselorgan (5) vorgesehen ist, in dem zur Einstellung des Volumenstrom-Sollwertes ein Sollwert-Einstellc-gan (9) vorhanden ist.