FI80340B

FI80340B - Flow regulator

Info

Publication number: FI80340B
Application number: FI880044A
Authority: FI
Inventors: Sigfrid Bostroem
Original assignee: Sigfrid Bostroem
Priority date: 1988-01-06
Filing date: 1988-01-06
Publication date: 1990-01-31
Also published as: FI880044A; FI80340C; FI880044A0

Description

1 803401 80340

VIRTAUSSÄÄDIN - STRÖMNINGSREGULATORFLOW REGULATOR - STRÖMNINGSREGULATOR

Keksinnön kohteena on virtauskanavaan asetettava virtaussäädin virtauksen määrän säätämiseksi.The invention relates to a flow regulator to be placed in the flow channel to control the amount of flow.

5 Julkaisuista FI-30542 ja CH-588048 tunnetaan virtauksen mukaan automaattisesti toimivat virtaussää-timet. Näissä on olennaisesti pallomaiset säätöelimet, jotka olennaisesti poikkileikkaukseltaan ympyrämäisessä ja toiseen suuntaan kapenevassa kanavassa liikkuvat 10 painovoiman vaikutuksesta alaspäin mahdollistaen suuremman virtauksen ja virtauksen nopeuden kasvaessa kulkevat virtauksen mukana kohti virtauskanavan kapeampaa osaa kuristaen näin virtausta. Epäkohtana tällaisissa säätimissä on kuitenkin, että laitteet ovat 15 monimutkaisia ja hankalia asentaa varsinkin jo käytössä oleviin kanaviin kuten tuuletusilmakanaviin.5 Automatic flow controllers according to flow are known from FI-30542 and CH-588048. These have substantially spherical control members which move downwards by gravity in a channel of substantially circular cross-section and tapering in the other direction, allowing a higher flow and increasing the flow velocity with the flow towards the narrower part of the flow channel, thus restricting the flow. However, the disadvantage of such controllers is that the devices are complicated and difficult to install, especially in ducts already in use, such as ventilation air ducts.

Julkaisussa FI-54742 on esitetty kaasumaisten virtausten säädin eli eräänlainen kanavaan asennettava käsikäyttöinen säätöpelti, jota säätämällä virtausmää-20 rät voidaan saada halutulle tasolle.FI-54742 discloses a gaseous flow controller, i.e. a kind of manual control damper to be installed in a duct, by adjusting which the flow rates can be brought to the desired level.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen, virtauskanavan muodosta riippumaton, kanavaan asennettavissa oleva automaattisesti virtausnopeuden mukaan virtausta säätävä laite, joka on helposti ja 25 edullisesti asennettavissa sekä jo käytössä oleviin että uusiin virtauskanaviin.The object of the invention is to provide a new type of flow rate-adjusting device which is independent of the shape of the flow channel and which can be installed in the channel automatically according to the flow rate and which can be easily and advantageously installed in both existing and new flow channels.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.With regard to the features characteristic of the invention, reference is made to the claims.

Keksinnön mukaiseen erääseen virtaussäätimeen 30 kuuluu useita levymäisiä, virtauskanavan poikkipinnan osittain peittäviä, virtauskanavan pituussuunnassa liikkuvia säätöelimiä, jotka liikkuvat ala- ja yläasentojen välillä virtauksen vaikutuksesta toiseen suuntaan ja painovoiman vaikutuksesta toiseen suuntaan. Levymäiset 35 säätöelimet voivat olla pyöreitä, kulmikkaita tms. aivan vapaasti muodoltaan valittavissa olevia edullisesti 2 80340 virtauskanavan poikki pinnan muodon mukaan.One flow controller 30 according to the invention comprises a plurality of plate-like control members which partially cover the cross-section of the flow channel and move in the longitudinal direction of the flow channel, moving between the lower and upper positions by the flow in one direction and by gravity in the other direction. The plate-like adjusting members 35 can be round, angular or the like, freely selectable in shape, preferably across the flow channel, depending on the shape of the surface.

Säätöelimet on järjestetty liikkumaan ylä- ja ala-asentojensa välillä vapaana kiinteästä kosketuksesta ympäristöönsä eli niitä ei ole kiinnitetty mihinkään, 5 vaan ne ilmavirtauksen tai muun virtauksen mukana tai painovoiman vaikutuksesta liikkuvat määrätyssä, rajoitetussa tilassa. Edullisesti tähän tilaan kuuluu johteet kuten piikit, urat, tangot tai vastaavat ylä- ja ala-asentojen välillä siten, että ne ohjaavat säätöelimiä 10 pitäen ne olennaisesti suunnassaan ja järjestyksessä. Näin säätöelimet pääsevät vapaasti liukumaan johteita pitkin ylä- ja ala-asentojen välillä.The adjusting members are arranged to move between their upper and lower positions free from fixed contact with their surroundings, i.e. they are not attached to anything, 5 but move with air or other flow or under the influence of gravity in a certain, limited space. Preferably, this space includes guides such as spikes, grooves, rods or the like between the upper and lower positions so as to guide the adjusting members 10 while keeping them substantially in their direction and order. This allows the adjusting members to slide freely along the guides between the upper and lower positions.

Säätöelimet muodostavat päällekkäin ala- tai yläasennossa ollessaan toistensa päälle lomittuvan 15 säätöelinnipun niin, että aina kaksi vierekkäistä säätö-elintä osittain on toistensa päällä. Näin jokainen säätöelin muodostaa osan venttiilikanavan poikkipintaa pienentävästä säätöpinnasta.The control members, when superimposed in the lower or upper position, form an overlapping set of control elements 15 so that always two adjacent control elements are partially on top of each other. Thus, each control member forms part of a control surface which reduces the cross-sectional area of the valve channel.

Säätöelimet ovat kevyttä materiaalia, kuten 20 sopivaa muovia, paperia, pahvia, kartonkia tai jotain muuta materiaalia, jonka paino on riittävän vähäinen, jotta virtauskanavassa liikkuva virtaus pystyy niitä liikuttamaan.The adjusting members are made of a light material, such as 20 suitable plastics, paper, cardboard, cardboard or some other material, which is sufficiently low in weight to be able to be moved by the flow moving in the flow channel.

Edullisesti päällekkäin pinottujen säätöelinten 25 teholliset pinta-alat eli ne pinta-alat, joihin virtauksen voima aina säätöelimessä kohdistuu muuttuvat portaittain pienentyen ylemmästä säätöelimestä alempaan niin, että virtauksen kasvaessa säätöelin kerrallaan siirtyy ala-asennosta yläasentoon kuristaen näin vir-30 tausta virtausnopeuden kasvaessa. Sama säätö voidaan myös toteuttaa olennaisesti saman tehollisen pinta-alan omaavilla säätöelimillä käyttämällä sopivasti eri painoisia säätöelimiä kevyimmän ollessa ylimpänä ja paina-vimman alimpana säätöelinnipussa. Edullisesti nämä 35 molemmat säätötavat on yhdistetty, jolloin sekä paino että tehollinen pinta-ala jokaisessa säätöelimessä vaikuttaa sen siirtymiseen ala-asennosta yläasentoon 3 80340 ja takaisin.Preferably, the effective areas of the stacked control members 25, i.e., the areas to which the flow force is always applied in the control member, change gradually from the upper control member to the lower member so that as the flow increases, the control member moves from the lower position to the upper position. The same adjustment can also be realized with adjusting members having substantially the same effective surface area by suitably using adjusting members of different weights, the lightest being at the top and the heaviest at the lowest in the adjustment member bundle. Preferably, the two control modes are combined, with both the weight and the effective surface area in each control member affecting its transition from the lower position to the upper position 3 80340 and back.

Eräässä keksinnön sovellutuksessa yhteen tai useampaan säätöelimeen kuuluu lisäaukkoja, jotka on sovitettu niin, että kaikkien säätöelinten ollessa 5 yläasennossaan olennaisen tiiviisti toisiaan vasten näiden aukkojen kautta virtaus pääsee jossain määrin kulkemaan. Tällä tavoin estetään tietyissä sovellutuksissa virtauksen täydellinen katkeaminen.In one embodiment of the invention, the one or more control elements comprise additional openings which are arranged so that when all the control elements are in their upper position substantially tightly against each other, the flow can pass to some extent through these openings. In this way, complete interruption of the flow is prevented in certain applications.

Eräässä toisessa keksinnön mukaisessa virtaus-10 säätimessä säätöelimen muodostaa kevyttä levymäistä materiaalia kuten esim. paperia oleva spiraalimainen suikale, joka on järjestetty virtauskanavaan pystysuunnassa siten, että se yläpäästään riippuu sopivassa virtauskanavan osassa spiraalin kiertyessä alaspäin 15 tasaisesti. Ilmavirtauksen kiihtyessä kanavassa spiraali alkaa virtauksen mukana nousta ja muodostaa säätötilan yläpäähän sitä suuremman sulkevan esteen virtaukselle mitä suuremmaksi virtauksen voima kasvaa. On huomattava, että spiraali voi olla kiinnitettynä yläasemaan joko 20 spiraalin keskeltä tai reunasta. Myös on mahdollista, että spiraali ei ole kiinnitettynä mihinkään, vaan se lepoasennossa on levymäisenä säätötilan ala-asemassa ja virtauksen kiihtyessä kierteisenä nousee kohti ylä-asentoa kuristaen virtausta portaattomasti virtauksen 25 voimakkuuden kasvun mukaan.In another flow controller 10 according to the invention, the control member is formed by a helical strip of light plate-like material such as e.g. paper arranged in the flow channel vertically so that it hangs at its upper end in a suitable part of the flow channel as the spiral rotates downwards evenly. As the air flow in the duct accelerates, the spiral begins to rise with the flow and forms a larger closing barrier to the flow at the upper end of the control space, the higher the force of the flow increases. It should be noted that the spiral may be attached to the upper position either at the center or at the edge of the spiral. It is also possible that the spiral is not attached to anything, but in the rest position it is in the form of a plate in the lower position of the control space and as the flow accelerates helically rises towards the upper position, throttling the flow steplessly according to the increase in flow intensity.

Keksinnön etuna tunnettuun tekniikkaan verrattuna on erittäin yksinkertainen ja käyttövarma, täysin automaattisesti säätyvä virtaussäädin, joka on helposti asennettavissa sekä käytössä oleviin venttiileihin, 30 kuten tuuletusventtiileihin ja uusiin asennettaviin venttiileihin ja vastaaviin.An advantage of the invention over the prior art is a very simple and reliable, fully automatically adjustable flow regulator that is easy to install on both existing valves, such as vent valves, and new valves to be installed, and the like.

On myös huomattava, että vaikka keksintö on kehitetty pääasiassa ilmanvaihtokanavissa käytettäväksi virtaussäätimeksi ja sielläkin pääasiassa luonnolliseen 35 ilmankiertoon perustuviin tuuletusjärjestelmiin, keksintöä voidaan myös soveltaa muunlaisten kaasuvirtausten säädössä sekä myös nestemäisten virtauksien ohjauksessa.It should also be noted that although the invention has been developed mainly as a flow controller for use in ventilation ducts and even there mainly for ventilation systems based on natural air circulation, the invention can also be applied to other types of gas flow control as well as liquid flow control.

4 803404,80340

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää keksinnön erään sovellutuksen rakennetta aukaistussa muodossa, ja 5 kuva 2 vastaavaa kuvaa keksinnön toisesta sovellutuksesta.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows the structure of an embodiment of the invention in an open form, and Figure 2 shows a corresponding view of another embodiment of the invention.

Kuvassa 1 keksinnön mukainen virtaussäädin on asetettuna tavallisen lautasventtiilin 3 yhteyteen.In Figure 1, the flow regulator according to the invention is placed in connection with a normal poppet valve 3.

Tähän venttiiliin kuuluu tavanomainen ilmastointikana-10 vaan kiinteästi liitettävä runko 4, jonka ristikkomai-seen keskitukeen 5 lautasventtiili on kierteisen tappin-sa 6 avulla kierrettävissä eri korkeuksille. Näin vir-tausaukkoa lautasen 3 ja rungon 4 välillä voidaan säätää. Keksinnön mukainen virtaussäädin on asennettu 15 lautasen 3 ja rungon 4 väliin koostuen viidestä rengasmaisesta sekä uiko- että sisähalkaisijoiltaan eri suuruisesta säätölevystä 1 niin, että suurin, päällimmäinen säätöelin peittää rengasmaisen alueen tuuletuskanavan ulkoreunalta ja aina seuraavat säätöelimet peittävät 20 keskelle päin seuraavan pienemmän rengasmaisen alueen painautuessaan edellistä säätöelintä vasten osittain lomittain, viimeisen, alimmaisen säätöelimen peittäessä keskelle jäävän aukon. Näin viimeisessä säätöelimessä on vain pieni reikä keskellä, josta lautasventtiilin 3 25 kierteinen tappi 6 pääsee läpi.This valve comprises a conventional air conditioning duct-10 but a permanently connected body 4, to the lattice-like central support 5 of which a poppet valve can be rotated to different heights by means of a threaded pin 6 sa. In this way, the flow opening between the plate 3 and the body 4 can be adjusted. A flow regulator according to the invention is mounted between the plate 3 and the body 4, consisting of five annular control plates 1 of different outer and inner diameters, so that the largest, uppermost control member covers the annular area at the outer edge of against the adjusting member partially interleaved, the last, lowest adjusting member covering the opening in the middle. Thus, the last control member has only a small hole in the middle through which the 25 threaded pin 6 of the poppet valve 3 passes.

Alimman säätöelimen 7 ja lautasventtiilin 3 väliin kuuluu kolmesta haarasta 8 koostuva symmetrinen johdetuki 9, johon, sen jokaiseen haaraan, on kiinni tetty kolme pystysuoraa piikkimäistä johdetta 2. Jokai-30 sessa säätöelimessä on johteita vastaavat reiät niin, että säätöelimet pääsevät liikkumaan olennaisen vapaasti vain ilmavirtauksen ohjaamina johteita pitkin pystysuorassa suunnassa. Tässä sovellutuksessa kahdella ylimmäisellä säätöelimellä on yhteiset johteet, kahdella seu-35 raavalla säätöelimellä on yhteiset johteet ja alimmalla säätöelimellä on omat kolme johdetta.Between the lowest control member 7 and the poppet valve 3 there is a symmetrical guide support 9 consisting of three branches 8, to each branch of which are attached three vertical spiked guides 2. Each control member has holes corresponding to the guides so that the control members can move substantially freely. guided along the guides in the vertical direction. In this application, the two upper control members have common conductors, the two following control members have common conductors, and the lower control member has its own three conductors.

Piirustuksen esittämä laite toimii seuraavas- 5 80340 ti. Kun virtausta ei kanavassa ole, kaikki säätöelimet ovat ala-asennossaan eli lähellä lautasventtiiliä 3. Venttiilin 3 paikkaa säätämällä voidaan säätää se perus-säätöalue, millä venttiilin halutaan toimivan. Kun 5 virtaus virtauskanavassa kiihtyy, se tempaa mukaansa ensimmäisen eli uloimman säätöelimen, joka liikkuu johteiden varassa yläasentoonsa eli runkoa 4 vasten.The device shown in the drawing operates as follows: 5 80340 ti. When there is no flow in the duct, all control elements are in their lower position, i.e. close to the poppet valve 3. By adjusting the position of the valve 3, the basic control range in which the valve is desired to operate can be adjusted. As the flow in the flow channel accelerates, it attracts the first or outermost adjusting member, which moves on its guides to its upper position, i.e. against the body 4.

Näin se yläasennossa ollessaan pienentää ilmanvaihtokanavan virtauspoikkipinta-alaa ja estää virtauksen koho-10 amisen haluttua suuremmaksi. Mikäli virtaus kuitenkin tästä suurenee yhä useampi säätöelin yksi kerrallaan nousee ala-asennostaan yläasentoonsa rajoittaen näin virtausta. Mikäli imu virtauskanavassa kasvaa suureksi, kaikki säätöelimet nousevat yläasentoon ja olennaisesti 15 kokonaan sulkevat virtauskanavan. Tällöin siitä pääsee läpi vain tiettyjä vuotovirtoja tai eräissä sovellutuksissa säätöelimiin tai muualle järjestettyjen aukkojen läpi tiettyjä ohivirtauksia.Thus, when in the upper position, it reduces the flow cross-sectional area of the ventilation duct and prevents the flow from rising higher than desired. However, if the flow increases from this, more and more control members rise one by one from their lower position to their upper position, thus limiting the flow. If the suction in the flow channel increases, all the adjusting members rise to the upper position and substantially completely close the flow channel. In this case, only certain leakage currents can pass through it or, in some applications, certain bypass flows through openings arranged in the control elements or elsewhere.

Koska johdintuki 9 on vapaasti pyörivä ja myös 20 pystysuunnassa vapaasti liikkuva kierretapin 6 suhteen, se ei estä lautasventtiilin täydellistä sulkemista, vaan tällöin johteet lautasventtiilin 3 painautuessa runkoa 4 vasten liikkuvat rungossa 4 olevien sektorin muotoisten aukkojen läpi tuuletuskanavaan.Since the guide support 9 is freely rotatable and also vertically free to move with respect to the threaded pin 6, it does not prevent the shut-off valve from closing completely, but the guides move through the sector-shaped openings in the body 4 into the ventilation duct when the poppet valve 3 presses against the body 4.

25 Kuvan 2 esittämässä keksinnön sovellutuksessa virtaussäädin on sijoitettu kuvaa 1 vastaavalla tavalla tavanomaisen lautasventtiilin 3 yhteyteen. Tässä sovellutuksessa säätöelimen muodostaa spiraalimaisesti leikattu kevyestä materiaalista koostuva levy 10, jonka 30 ulkoreuna 11 on kiinnitetty säätötilan yläasemaan 12, runkoon 4. Spiraalin toisessa päässä, keskellä 13, on reikä 14, jolla spiraali on sovitettu venttiilin kierteiseen tappiin 6 tukeutuvaksi. Näin spiraali pääsee vapaasti liikkumaan lautasventtiilin 3 ja rungon 4 välissä 35 ja kuristamaan ja avaamaan virtauskanavaa virtauksen itsensä ohjaamana.In the embodiment of the invention shown in Fig. 2, the flow regulator is arranged in connection with a conventional poppet valve 3 in a manner similar to Fig. 1. In this embodiment, the control member is formed by a helically cut plate 10 of light material, the outer edge 30 of which is fixed to the upper position 12 of the control space, the body 4. At one end of the spiral, in the middle 13, there is a hole 14 for the spiral fitted to the valve threaded pin 6. This allows the spiral to move freely between the poppet valve 3 and the body 4 and to throttle and open the flow channel under the control of the flow itself.

Edellä keksintöä on selostettu sitä mitenkäänThe invention has been described above in no way

Claims

A flow regulator for placement in a flow channel for controlling the amount of flow, which regulator comprises at least one disc-shaped control means (1), which partially covers the cross-section of the flow channel and is movable in the direction of the flow channel by the influence of the flow, characterized in that the control means (1) consists of annular discs of a light material which are arranged to move between their upper and lower positions free from solid contact with the surroundings and which form a bundle of partially laminated control means, whereby the control means when the flow is changed one at a time moves between the lower and the upper position.

Flow controller according to claim 1, characterized in that the controller comprises control means (2) between the upper and lower positions for controlling the movement of the control means.

Flow regulator according to claim 1 or 2, characterized in that the effective content of the regulating means or the flow channel limiting surface is greatest of the upper regulating means and decreases from organ to organ and is least of the lower organ.

Flow regulator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the control means comprises an opening for enabling free passage of the flow.

Flow regulator according to claim 1 or 2, characterized in that the disc-shaped regulator bundle is formed by a disc consisting of a spiral strip (10).

Flow regulator according to claim 5, characterized in that the helical strip (10) is arranged partially laminated in the disk position to form a flow blocking barrier in the flow channel.

Flow regulator according to claim 5 or 6, characterized in that one end (11) of the strip (10) is fixed to the upper position (12) in the control space.