FI64995C - Automatisk regleringsventil - Google Patents

Description

AUTOMAATTINEN SÄÄTÖVENTTIILI - AUTOMATISK REGLERINGSVENTIL 6 4 9 9 5 /

Keksinnön kohteena on automaattinen säätöventtiili ilman-vaihtolaitteisiin, joka on tarkoitettu päästämään läpi olennaisesti vakion ilmatilavuuden aikayksikössä ilmansyöttöpuolen ja ilmanpoistopuolen välisellä vaihtelevalla paine-erolla ja joka käsittää säätöläpän, joka on kääntyvästä laakeroitu vent-tiilipesässä vaakasuoraan akseliin, sekä elimet säätöläpän sulkemisasentoa kohti tapahtuvan liikkeen vastustamiseksi, jolloin säätöläpän akselin yläpuolella oleva läppäosa on järjestetty sulkeutumisliikkeen yhteydessä kääntymään ilmavirtauksen suuntaa vastaan kohti pystysuoraa tasoa.

Eräs ongelma tällaisissa venttiileissä on se, että ilmavirran aiheuttama resultoiva sulkeutumismomentti lisääntyy hyvin voimakkaasti, kun läppä lähenee sulkeutumisasentoa, ja tämä aiheuttaa sen, että läpän liike pysähtyy äkkinäisesti. Tällaisten äkkinäisten sulkeutumisten ehkäisemiseksi on ehdotettu läpän kääntymisliikkeen vastustamista jousielimellä, jonka vastavoima asteettaan lisääntyy sulkeutumismomentin lisäystä vastaavasti. Epävarmuus tulee kuitenkin suureksi, ja läppää käytettäessä jousen ominaisuudet muuttuvat ajan myötä, ja niin vähitellen alkaa esiintyä nopeita sulkeutumisia,jotka aiheuttavat suurempaa ääntä ja huonontavat säätöä.

Edelleen on yritetty välttää mainittua haittaa asettamalla läppälevyn kieli, joka on ilmavirrassa ja joka lisää sulkeu-tumismomenttia, kun läppä on avoin, ja vähitellen vähentää tätä momenttia, kun läppä liikkuu kohti sulkeutumisasentoaan. Tällainen laite, jota kuvataan esimerkiksi ruotsalaisessa pa-tettijulkaisussa 302677, toimii mainiosti, mutta on kallis valmistaa, ja kieli tulee asettaa paikalleen tarkasti tasaiseen läppälevyyn nähden.

Siksi keksinnön päätarkoitus on saada aikaan johdannossa mainittua tyyppiä oleva säätöventtiili, joka on halpa ja jolla on yhtä hyvät ominaisuudet kuin tunnetulla venttiilillä f jossa on läppälevyssä oleva ohjaava kieli. Tunnusomaista keksinnön mukaiselle säätöventtiilille on se, että säätöläpän reunojen ääriviivat on kääntöakselin sijainnista venttiilipesässä riippuen muotoiltu siten, että läpän ollessa suljettuna sen läp- τ 2 64995 päpinnan ja venttiilipesän seinämän väliin muodostuu rakomai-nen aukko, joka poikkeaa oleellisesti tasaleveästä aukosta, ja/tai säätöläpällä on lävistetty aukkopinta, jolloin säätö-läpän sulkualueella vakiollisella ilman läpivirtauksella saavutetaan suhteellisesti suurempi läpivirtaavan ilmamäärän lisäys akselin alapuolella olevassa säätöläpän osassa kuin akselin yläpuolella olevassa säätöläpän osassa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuva 1 on aksiaalinen leikkaus tunnetun tyyppisestä säätövent-tiilistä läppälevyssä esiintyvien voimien havainnollistamiseksi,

Kuva 2 vastaa kuvaa 1, mutta esittää keksinnön mukaista läppä-levyä,

Kuva 3 esittää kuvan 2 mukaista laitetta katsottuna poistosuun-taan,

Kuva 4 esittää kuvien 2 ja 3 mukaisen laitteen läppälevyä sul-kuasennossa.

Kuva 5 esittää kuvien 2 ja 3 mukaisen laitteen muunnettua läppälevyä,

Kuvat 6 ja 7 esittävät muita keksinnön mukaisia läppäleyyjä.

Kuva 1 havainnollistaa yksinkertaistettuna tunnetun säätövent-tiilin periaatetta, jonka venttiilin läpi ilma virtaa esitetyn nuolen suunnassa ja joka venttiili huolimatta siinä tapahtuvasta paineenpudotuksesta päästää läpi vakion tai olennaisesti vakion ilmamäärän.

Venttiilipesään 1 on järjestetty vaakasuoran akselin 3 ympäri kääntyvä läppä 2. Akseli 3 on kiertyvästi laakeroitu tässä esittämättömiin pienikitkaisiin laakereihin, esimerkiksi 3 64995 kuulalaakereihin. Akseliin 3 tai läppään 2 on lujasti kiinnitetty varsi 4, jonka päässä on vastapaino 5. Vastapainon 5 ja varren 4 päätarkoitus on aikaansaada vääntömomentti M2, joka vaikuttaa läpän sulkeutumisliikettä vastaan, jonka aiheuttaa momentti M^, s.o. venttiilin läpi virtaavan ilman aiheuttama vääntömomentti. Tämä momentti on seuraus siitä, kuten on tunnettua, että virtausnopeus läpän etupuolella ja läpän ylemmässä reunaosassa esitetyssä asennossa suhteessa ilmavirtaan ylittää läpän etupuolella ja alemmassa reunaosassa olevan virtausnopeuden ja että virtausnopeus läpän takapuolella ja alemmassa osassa ylittää virtaunopeuden V2 läpän yläosan takapuolella, mikä staattiselle ilmanpaineelle käytetyin merkinnöin myös voidaan ilmaista niin, että P-j<p4 ja Pi<P2.

Läpän tietyssä asennossa ilmamäärä kanavassa lisääntyy samalla kun paineenpudotus läpän 2 kohdalla kasvaa, Painepudotuk-sen kasvu aiheuttaa puolestaan kasvavan vääntömomentin M^, mikä saa aikaan sen, että läppä asettuu suljetumpaan asentoon. Läpän liikkuessa kohti sulkeutumisasentoa, joka kuvassa 1 on merkitty katkoviivoilla, tulee kuvassa 1 esitetyllä rakenteella tietysti myös vastamomentti M2 kasvamaan, Reunavaikutusten perusteella tulee sulkeutumismomentti kasvamaan enemmän tai vähemmän äkillisesti, kun läppä tulee sulkeutumisasen-non läheisyyteen, samalla kun vastamomentti M2 seuraa sini-funkriota, Tämä aiheuttaa sen, että läppä sulkeutuu nopeasti pysähtyen vasteeseen 13 tai törmäten pesän 1 sisäseinään,

Keksinnön mukaisesti tämän reunailmiön vaikutus, joka esiintyy sulkeutumisasennon läheisyydessä, poistetaan pienentämällä vääntömomenttia ja täten voidaan aikaansaada tasapaino vastamomentin M2 avulla niin, että läpän liike tulee tasaiseksi ja rauhalliseksi koko alueella. Keksintö perustuu siihen, että läpän sulkeutumisalueella ja sen läheisyydessä ilmamäärä, joka ohittaa läpän 2 alapuolen, lisääntyy suhteessa siihen ilmamäärään, joka ohittaa läpän yläpuolen, eli virtausnopeus lisääntyy läpän alapuolella (staattinen paine pienenee) ja läpän 2 yläpuolella virtausnopeus pienenee (staatti- ____ - τ~ 4 64995 nen paine kasvaa). Tämä puolestaan merkitsee sitä, että sul-keutumismomentti pienenee, kun läppä 2 lähestyy sulkeutu-misasentoa, ja vastaanvaikuttava momentti M2 voidaan tällöin sovittaa siten, että painovipu tai jousikuormitettu vipu antaa paineenpudotuksesta riippumattoman ilmamäärän.

Ilmamäärän tietty lisäys läpän alapuolella (kuvan 1 mukaan sulkeutumissuunnalla) voidaan aikaansaada pienentämällä läpän 2 pintaa alapuolella. Kuvat 2, 3 ja 4 esittävät elliptistä tasaista läppää 2, jossa reunaosat 8' ja 9' (kuva 4) taitetaan ylöspäin olennaisesti kohtisuoraan läpän tasoa vastaan ja virtaussuunnassa osein 8 ja 9 muodostamiseksi. Tämä kääntöakselin alapuolella olevan läpän osan pienentäminen aiheuttaa sen, että läpän liikkuessa kohti sulkeutumsiasentoa ko. osan pinta-ala pienenee suhteessa akselin yläpuolella olevan läpän osan pinta-älaan,ja tällöin myös pienentyneen vääntömomentin sulkeutumisasennon läheisyydessä, kuten yllä on kuvattu.

Läpän a leimuan osan sulkemisalueen pienentäminen sulkeutumisasennon läheisyydessä voidaan tietysti aikaansaada myös leikkaamalla pois kuvan 4 mukaisen ellipsin alakärki tai poistamalla kokonaan osat 8' ja 9' niiden taittamisen sijaan. On my:: s mahdollista järjestää kuvan 5 mukaiset läpivirtausaukot, jo-ra saataisiin aikaan ilman nopeuden lisäys sulkeutumisalu-eeila.

Läpivirtausrakojen, s,o, pesän 1 sisäseinämän ja läppälevyn osien välisten, vaakasuoran kääntöakselin 3 ylä- tai alapuolella olevien rakojen ei-suoraviivainen muuttaminen voidaan myös aikaansaada asettamalla kääntöakseli levyn keskiosan alapuolelle tai siirtämällä laakerointipisteet 6, 7 ylöspäin säilyttäen keskeisesti sijoitettu akseli. Tällainen suoritusmuoto, jossa lisäksi läppälevy 2' on pyöreä ja kääntöakseli 3' on levyn keskustan alapuolella, esitetään kuvassa 6, kun taas kuva 7 esittää suoritusmuotoa akselin 3 suhteen siirretyillä laakerointipisteillä.

64995

Vaikka läpän on edellä oletettu muodostuvan tasaisesta levystä, on ilmeistä, että se voi myös muodostua levystä, jossa on yksi tai kaksi mutkaa. Levyn ja johdon muodolla ei myöskään ole merkitystä, ja on siis mahdollista käyttää poikkileikkaukseltaan suorakulmaista venttiilipesää ja siihen sijoitettua suorakulmaista tai neliönmuotoista läppää.

v •ia

Claims (5)

64995

1. Automaattinen säätöventtiili ilmanvaihtolaitteisiin, joka on tarkoitettu päästämään läpi olennaisesti vakion ilmatila-vuuden aikayksikössä ilmansyöttöpuolen ja ilmanpoistopuolen välisellä vaihtelevalla paine-erolla ja joka käsittää säätö-läpän (2), joka on kääntyvästi laakeroitu venttiilipesässä (1) vaakasuoraan akseliin (3), sekä elimet (4, 5) säätöläpän sul-keutumisasentoa kohti tapahtuvan liikkeen vastustamiseksi,jolloin säätöläpän akselin (3) yläpuolella oleva läppäosa on järjestetty sulkeutumisliikken yhteydessä kääntymään ilmavirtauksen suuntaa vastaan kohti pystysuoraa tasoa, tunnet-t u siitä, että säätöläpän (2) reunojen ääriviivat (Fig. 4, Fig. 7) on kääntöakselin (3) sijainnista venttiilipesässä (1) riippuen muotoiltu siten, että läpän ollessa suljettuna sen läppäpinnan (2, 2·) ja venttiilipesän (1) seinämän väliin muodostuu rakomainen aukko, joka poikkeaa oleellisesti tasale-veästä aukosta, ja/tai säätöläpällä on lävistetty aukkopinta (Fig. 5), jolloin säätöläpän sulkualueella vakiollisella ilman läpivirtauksella saavutetaan suhteellisesti suurempi läpi, irtaavan ilmamäärän lisäys akselin (3) alapuolella olevassa säätöläpän osassa kuiri.'akselin yläpuolella olevassa säätö-läpän osassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säätöventtiili, tunnet-t u siitä, että säätöläppä (2) muodostuu akselin (3) suhteen symmetrisestä levystä (2),

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen säätöventtiili, tunnettu siitä, että akselin (3) alapuolella olevassa säätöläpän osassa on taivutetut reunaosat (8, 9).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen säätöventtiili, tunnettu siitä, että akselin (3) alapuolella olevaan säätöläpän osaan on muodostettu yksi tai useampia leikkauksia (8', 9') . 64995

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen säätöventtiili, tunnettu siitä, että akselin (3) alapuolella olevassa säätöläpän osassa on läpimeneviä reikiä (10-12) 64995