NO131058B - - Google Patents

Description

Reguleringsventil for ventilasjonsanlegg.

Ved mengderegulering av ventilasjonsluft på tradisjonell måte ved hjelp av regu-leringsspjell i en kanal, åpning eller lignende, strupes kanalen eller åpningen i større eller mindre grad i avhengighet av den ønskede regulering. Gjennom det gjen-værende fri areal strømmer luften uten hindring. En slik spellregulering er basert på en likevektstilstand mellom på den ene side trykkforskjellen av luften på begge sider av spj ellet og på den annen side trykk-tapene som følge av luftens strømning til, gjennom og etter spj ellet, hvilke tap om-trent tilsvarer luftens maksimale hastig-hetstrykk ved spjellgjennomstrømningen.

En betigelse for god reguleringsvirk-ning i forbindeles hermed er at luftens be-vegelsesenergi etter spj ellet i hovedsaken overføres til strømningstap. Jo mere taps-fri luftens hastighetsnedsettelse etter spj ellet er, desto dårligere blir spjellets reguleringsevne. Ved hastighetsnedsettelse med derav følgende strømningstap går luftens strømningsenergi for den største dels vedkommende over i varmeenergi. En mindre del går over i lydenergi, men selv om energimengdene i form av lyd er meget små, kan den dermed følgende lyd være forstyrrende. Som eksempel kan nevnes at lufthastigheten må gå opp til ca. 6 m/s for å tilsvare et trykkfall på 2 mm vannsøyle, hvilket er en meget lav verdi. En luf thastig-het på 6 m/s kan dog gi anledning til forstyrrende lyd. For en god luftfordeling som ikke påvirkes av forekommende trykk-variasjoner i lokaler og luftkanaler, bør trykkfallet i et reguleringsspell være bety-delig større enn 2 mm vannsøyle, hvilket imidlertid medfører betydelige vanskelig-heter på grunn av forstyrrende lyd. Også spjellets reguleringskarakteristikk blir i og for seg forbedret med øket trykkfall gjennom spj ellet, men lydproblemene blir desto vanskeligere å mestre jo større trykkfallet er.

Med en reguleringsventil ifølge oppfinnelsen er disse problemer eliminert. Noen lydproblemer behøver ikke å oppstå selv ved så høye trykk som 10 mm vannsøyle eller mere, og ventilens reguleringskarakteristikk kan innen vide grenser på enkelt vis formes etter ønske.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er av den art som består av et luftgjennomtrengelig motstandslegeme som er anbragt i luftens strømningsvei og dekker hele strøm-ningsarealet, og et strupeorgan; oppfinnelsen utmerker seg ved at strupeorganet ut-gjøres av en på mediets inn- og/eller ut-strømningsside anordnet avskjermning som ligger tett an mot motstandslegemet og er forskyvbar og ved hvis forstilling motstandslegemets effektive gjennomstrøm-ningsareal kan økes eller minskes i større eller mindre ustrekning; motstandslegemet oppviser en i hovedsaken ved friksjon oppstående strømningsmotstand som er vesentlig større enn hastighetstrykket for den tilsvarende volumstrøm i kanalen henholdsvis åpningen. Motstandslegemet ut-gjøres hensiktsmessig av en plan skive eller av en hul sylinder eller en eller flere sektorer av sådanne av porøst materiale. Det kan imidlertid også bestå av et porøst fyllmateriale mellom to perforerte plater eller lignende, elller av faste korn eller legemer av tett materiale, slik at porene dannes av hulrommene eller mellomrommene mellom legemene.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen og egenskaper ved gjenstanden for oppfinnelsen fremgår av følgende beskrivelse av tegningene, hvor fig. 1 viser i vertikalsnitt en innblåsningsventil med regulerings-spjell av konvensjonell utførelse, fig. 2 et diagram over forskjellige reguleringskarak-teristikker, fig. 3 og 4 snitt av to noe forskjellige ventilutførelser til forklaring av oppfinnelsens prinsipp, fig. 5 i vertikalsnitt en ventil med kjedemanøvrering og fig. 6 et horisontaltsnitt av samme ventil; fig. 7 viser en modifisert utførelse i forhold til fig. 5 og tilsikter en karakteristikk ifølge kurve III på fig. 2, fig. 8 sett fra enden en ventil med et motstandslegeme i form av en rund skive, fig. 9—-12 i lengde, hhv. tverrsnitt to forskjellige ventilutførelser med motstandslegeme i form av en sylinder (fig. 9 og 10) hhv. i form av sylindersektorer (fig. 11 og 12). Ventiler ifølge oppfinnelsen kan anvendes både i forbindelse med innblåsning og utsugning av ventilasjonsluft. Dette er også tilfelle med de på tegningen viste utførelser, ved hvilke luftens strøm-ningsretning er antydet med piler.

På fig. 1 angir 1 en ventilasjonssjakt for innblåsningsluft som er avgrenset fra et lokale ved en vegg 2. I denne finnes en åpning 3 for innblåsning av luft i pilens retning. Åpningen 3 som i foreliggende tilfelle er av liten utstrekning i luftens strøm-ningsretning, kan i andre tilfelle være en avgreningskanal med større lengde. Den skal i det følgende betegnes som «kanal». I kanalens åpning mot lokalet er der anbragt en innblåsningsventil 4 med et front-gitter i form av ledeskinner eller lignende, og bak gitteret to spjellblad 5 for regulering av den gjennomstrømmende luftmengde.

Ved en innblåsningsventil av dette slag får man en karakteristikk med hensyn til volumstrømmen q som funksjon av det fri gjennomstrømningsareal A i spjellåpnin-gen, av den form som er angitt ved kurven 1 på fig. 2. Med økende spjellåpning A fra stengt stilling stiger volumstrømmen q til å begynne med meget hurtig for deretter å øke langsommere og langsommere. Dette innebærer at ventilen har den dårligste reguleringsevne for små volumstrømmer, hvilket er en stor ulempe. I de fleste tilfelle er det tilfredsstillende om man kan få en lineær karakteristikk, dvs. linjen 11 på fig.

2 Dette innebærer at volumstrømmen

øker proporsjonalt med åpningsarealet. Fordelen med en slik ventil er at man kan gradere volumstrømmen direkte etter åp-ningsgraden. I visse tilfelle, særlig ved store ventiler og store trykkforskjeller, kan det være ønskelig at volumstrømmen til å begynne med øker meget sakte med økende

gjennomløpsareal for deretter å øke raskere og raskere. En slik karakteristikk er repre-sentert ved kurven III på fig. 2.

Ved utførelsen ifølge fig. 3 er der i kanalen 3 innsatt en planparallell skive 6 som utgjør et motstandslegeme. Det er an-brag med de planparallelle overflater stort sett loddrett på kanalens 3 lengderetning. Legemet 6 ligger noe innenfor kanalens 3 munning, og dets form antas å være rek-tangulær med en utstrekning både foran og bak billedplanet. Skiven består av en ka-sett med bakvegg 8 og frontvegg 9 og en kantside 10 som løper rundt kasetten. Bak-veggen og frontveggen er perforert og omslutter en innsats 11 som for å gi den til-siktede motstandseffekt kan være utført på mange forskjellige måter. Den kan f. eks. bestå av en fylling av små runde kuler av glass, porselen eller metall, såsom bly-hagel. Den kan utgjøres av små, korte rørstykker av porselen eller lignende blan-det om hverandre. En annen utførelse består av smale rør av glass, porselen eller lignende, hvis lengde er lik skivens tykkelse, og som er lagt tett inntil hverandre. Både rørkanalene og mellomrommene mellom rørene kan danne strømningskanaler. I stedet for rør kan der anvendes runde staver, i hvilket tilfelle mellomrommene mellom stavene danner strømningskanaler.

Ved siden av skiven 6 (fig. 3) finnes der en nisje 12 som foran er dekket med en plate 13, hvorved der dannes en lomme. I denne lomme er forskyvbart anordnet en hette 14, 15 som er slik dimensjonert at den passer omkring skiven 6. For tetning er der på hettens og på lommens kanter anordnet tetningslister 16. Listene for tetning mot kantsiden 10 er ikke synlige på fig. 3. Jo lenger hetten 14, 15 skyves mot venstre, desto mere omslutter den skiven 6 og desto mindre blir det areal, gjennom hvilket luft kan strømme. Volumstrømmen av den gjennom skiven, dvs. gjennom ventilen passerende luft blir ved en viss trykkforskjell mellom skivens to sider på det nærmeste proporsjonal med skivens fri areal, dvs. det som ikke er omsluttet av hetten 14, 15. Hvis innsatsen 11 er homogen, dvs. at den oppviser samme strømningsmotstand i alle retninger, vil luften ved kanten av hetten strømme i en bue mot høyre. Denne

«lekasjestrøm» blir desto større jo større del av skiven det er som omsluttes av hetten. Den virker til å forandre den rette linjes karakteristikk II (fig. 2) mot linjen I, men har som regel ingen praktisk betyd-ning så lenge avvikelsen er liten.

Lekasjestrømmen kan imidlertid helt elimineres dersom innsatsen består av et stort antall rør eller staver som er stillet inntil hverandre og orientert loddrett på flatene 8 og 9. En slik innsats gir praktisk talt ingen strømning i sideretningen. Også ved homogen innsats kan lekasjestrømmen på det nærmeste elimineres, f. eks. ved hjelp av mellomvegger 11', som vist på fig. 4. Dermed blir det også unødvendig med dobbeltsidig omslutning av skiven. Det er tilstrekkelig at den ene side av skiven er dekket som angitt på fig. 4. Ifølge denne figur er lommen 12 smal og inneholder bare en dekkende skjerm 14 som tilsvarer siden 14 på fig. 3. Ved å føre skjermen 14 mot venstre eller høyre, fåes mindre eller større gjennomstrømmende luftmengde, analogt med anordningen ifølge fig. 3.

Til manøvrering av det dekkende or-gan, hva enten dette er en hette, en skjerm eller lignende, kan mange forskjellige an-ordninger anvendes. Fig. 5 og 6 viser en ut-førelse med trekkjede og skulle ikke kreve noen mere inngående forklaring. De vik-tigste detaljer gjenfinnes fra de foregående figurer. Skjermen 14 er vertikalt be-vegelig styrt i slisser 17 (fig 6). Den trekkes oppad mot dekkende stilling av en trekk-fjær 18. Nedentil er der til skjermen festet en kulekjede 19 som er ført gjennom veggen 2 i et rør 20. En kulekjede er fordelaktig ved at den hindrer ikke ønskelig luftstrøm-ning gjennom røret 20. Med kjeden 19 trekkes skjermen 14 nedad mot virkningen av fjæren 18. Derved kan en større eller mindre del av skiven 6 frilegges og større eller mindre volumstrøm innstilles. På veggen kan der være anbragt et beslag for fast-holdelse av kjeden 19 i visse stillinger. Dette er ikke vist på tegningen. Ved ventiler med enkel trekkjede er det hensiktsmessig å utføre ventilen som beskrevet, slik at den åpnes ved trekk i kjeden. Hvis ventilen utføres slik at den stenges ved trekk i kjeden, er faren større for at den skal bli etterladt i åpen stilling når det ikke be-høves. En ventil kan utføres for manøvre-ring med to kjeder, en for åpning og en for stengning, og forøvrig er enhver egnet ma-nøvreringsanordning tenkelig.

Fig. 7 viser en modifikasjon av oven-stående. Innsatsen 11 er gjort tiynnere nedad ved at veggen 9 skråner innover.

Følgen av dette blir at gjennomstrømnings-motstanden gjennom skiven 6 avtar oven-fra og ned, slik at luftmengden øker pro-gressivt ved avdekking av flaten, og der fåes en karakteristikk av formen III på fig. 2. Foran den skrå side 9 anbringes der hensiktsmessig en vertikal, perforert side 9.

Fig. 8 viser en utførelse ved rund ventil. Kanalen 3 har sirkulært tverrsnitt og i denne er der anbragt en innsats 6 i form av en sirkulær skive som ligger innenfor en tetningsring 16. I den faste lomme 12 som kan erstattes med en halvsirkelformet, fast skjerm, er en halvsirkelformet skjerm 14 svingbart anordnet på en sentral tapp 21. Ved å dreie skjermen 14 om tappen 21, kan en større eller mindre del av innsatsens 6 fri, halvsirkelformede overflate frilegges og dermed den gjennomgående luftvolum-strøm reguleres. Tappen 21 kan for drei-ning være koblet med to trekkjeder eller en

annen egnet manøvreringsanordning. Den sirkulære flate kan være oppdelt på annen måte enn i to halvsirkelformede deler,

f.eks. i kvadranter eller i sektorer med mindre vinkel. Skjermen 14 kan være sammen-satt av et antall i hinannen innskyvbare sektorer, slik at bare en liten del av skivens overflate behøver å være dekket i åpen stilling. En avskjermningsanordning i form av en irislukker er også anvendbar.

Det er ikke nødvendig at til- hhv. av-dekningen av motstandslegemets overflate skjer ved hjelp av en skjerm eller lignende som er forskyvbar langs flaten. Det kan i stedet skje ved hjelp av dekkende organer som-kan fjernes fra flaten etappevis eller kon-tinuerlig. Ved utførelsen ifølge fig. 8 er det således mulig for tildekning av den sirkulære flate å anvende en oppslisset plate som danner en sammenhengende spiral som i hvilestilling trykker mot flaten og dekker denne. Ved å trekke spiralen ut fra flaten kan en større eller mindre del av flaten frilegges. Det er da gunstig å dimen-sjonere spiralen slik at dens sentrale parti ved trekk først føres utad og deretter suk-sessivt en større og større lengde av spiralen ut mot periferien.

Fig. 9 og 10 viser i lengde- hhv. tverrsnitt en ventil med sylinderformet motstandslegeme 6. Skjermen 14 har form av en sylinder. Motstandslegemets ytterman-tel er forlenget til en festestuss 22 som stik-ker opp fra en frontring 23. Fra et sent-rumnav 24 i denne går der en aksel gjennom ventilen til dens bakre vegg. Denne aksel 25 danner støtte for skjermen 14 som bæres av armer 26 og nav 27, hvilke siste kan gli langs akselen. Dermed er også skjermen 14 forskyvbar langs akslen 25, og for regulering av luftmengden forskyves den sylindriske skjerm inn i luftkanalen 1 ved minskning og ut ved økning. Hvis ventilen ifølge fig. 9 og 10 skal brukes som en inn-stillingsventil, kan skjermen 14 med armer og nav være innstillbare i en viss stilling på akselen 25 ved hjelp av en låseskrue eller lignende. Hvis den er bestemt til regulering med ofte forekommende omstillinger, kan skjermen 14 for forskyvning innad-utad være forbundet med manøverkjeder eller med en annen egnet manøvreringsanord-ning.

Utførelsen ifølge fig. 11 og 12 avviker fra de foregående ved at skjermen 14 for reguleringen er dreibart anordnet om den sentrale aksel 25. Motstandslegemet er oppdelt i to sylindersektorer 6 som er adskilt av to tette mellomsektorer 6. Skjermen 14

er hensiktsmessig fast forbundet med akselen 25 ved armene 26 og navene 27; akslen er dreibart lagret i ringsentret 24 og i en bøssing 29 på ventilens bakside. Ved drei-ning av akslen med skjermen varieres de luftgjennomslippende flaters størrelse og dermed luftmengden. Antallet av sylindersektorer kan være én to eller flere.

Motstandslegemets tykkelse i luftens strømningsretning velges i overensstem-melse med det ønskede trykkfall og inn-satsmaterialets strømningsmotstand pr. lengdeenhet i strømningsretningen. Det er hensiktsmessig å utforme ventilene kon-struktivt sett slik at motstandslegemet eller • -legemene lett kan tas ut, settes inn eller byttes ut.

Por påvirknig av ventilens karakteristikk kan motstandslegemet utføres på mange forskjellige måter med langs overflaten varierende gjennomstrømningsmot-stand. Ovenfor er nevnt at tykkelsen kan varieres, og dette kan skje rettlinjet eller etter en eller annen kurve. Ved en viss kon-stant tykkelse av motstandslegemet kan motstanden varieres langs overflaten ved variasjon av innsatsens egenskaper og sam-mensetning, rettlinjet eller etter en eller annen kurve.

Ventilen ifølge fig. 11 og 12 byr som reguleringsventil fra manøvreringssyns-punkt den fordel at omstillingsbevegelsen på enkelt viss kan foretas ved hjelp av et ratt, en arm, en kjede eller lignende. Til dette formål behøver bare enden 28 av akslen 25 på kjent måte forsynes med de nød-vendige organer. For ett og samme gjen-nomstrømningsareal og én og samme mot-standsinnsats må imidlertid anordningen ifølge fig. 11 være lengere enn den ifølge fig. 9, idet bare en del av mantelflaten er luftgjennomslippende ved utførelsen ifølge fig. 11.

Ventiler ifølge oppfinnelsen kan anvendes sammen med ventilasjonssystemer av vidt forskjellig slag, som arbeider med trykk og trykkdifferanser av helt forskjellige størrelsesordener. Som den nedre ytter-lighet med hensyn til anvendelsesområde kan anføres ventilasjonssystemer med selv-trekk, såkalt «naturlig» ventilasjon, ved hvilken trykkdifferansene ofte er av stør-relsesordenen 1 mm vp. Det er imidlertid ved ventilasjonssystemer av den art som arbeider med vesentlig høyere trykk og trykkdifferanser, hvor ventilen byr på de store fordeler sammenlignet med slike av tradisjonell utførelse.

Claims (10)

1. Anordning for regulering av en gjennom en kanal eller åpning passerende volumstrøm av et gassformig medium, fortrinnsvis bestemt for ventilasjonsanlegg, bestående av et luftgjennomtrengelig motstandslegeme som er anbragt i luftens strømningsvei og dekker hele strømnings-arealet, og et strupeorgan, karakterisert ved at strupeorganet utgjøres av en på mediets innstrømningsside og/eller utstrøm-ningsside anordnet avskjermning som ligger tett an mot motstandslegemet og er forskyvbar og ved hvis forstilling motstandslegemets effektive gjennomstrøm-ningsareal kan økes eller minskes, og at motstandslegemet oppviser en i hovedsaken ved friksjon oppstående strømningsmot-stad som er vesentlig større enn hastighetstrykket for den tilsvarende volumstrøm i kanalen henholdsvis åpningen.

2. Ventil ifølge påstand 1, karakterisert ved at motstandslegemet utgjøres av en plan skive av porøst materiale.

3. Ventil ifølge påstand 1, karakterisert ved at motstandslegemet utgjøres av en hul sylinder av porøst materiale eller av en eller flere sektorer av en sådan.

4. Ventil ifølge påstand 2 eller 3, karakterisert ved at motstandslegemet ut-gjøres av et porøst fyllmateriale som er anbragt mellom to perforerte plater eller nett.

5. Venil ifølge påstand 4, karakterisert ved at fyllmaterialet består av faste korn eller legemer av tett materiale og at porøsi-teten dannes ved hulrom eller mellomrom mellom legemene.

6. Ventil ifølge en eller flere av på- standene 1—3, karakterisert ved at motstandslegemet har en lavere strømnings-motstand for strømning på tvers gjennom legemet enn i noen annen retning og at strømningsmotstanden i retning parallelt med overflaten kan være opp til uendelig stor.

7. Ventil ifølge påstand 6, karakterisert ved at motstandslegemet er sammen-satt av et stort antall smale rør eller staver som er anbragt ved siden av hverandre og orientert loddrett på legemets overflate.

8. Ventil ifølge påstand 4, 5 eller 6, karakterisert ved at motstandslegemet er oppdelt i fakk eller celler ved hjelp av ikke luftgjennomslippende vegger som i hovedsaken er parallelle med luftens strømningsretning.

9. Ventil ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at motstandslegemets strømningsmotstand i den normale strømningsretning varierer langs strømningsarealet, enten rettlinjet eller etter en viss kurve.

10. Ventil ifølge en eller flere av på-standene 1—9, karakterisert ved at anordningen for tildekning av en større eller mindre del av motstandslegemets overflate utgjøres av en tetningsmembran som ligger an mot flaten og fortrinnsvis er oppdelt i seksjoner som er innrettet til etter hinannen å bringes til anlegg mot eller fjernes fra overflaten.