SE458802B - Regleranordning foer instaellning av ett spjaell i en ventilationskanal - Google Patents

Description

458 802 Ändamålet med uppfinningen är därför att åstadkomma en regleringsanordning, som eliminerar problemen vid de kända anordningarna och som trots en enkel uppbyggnad ger en synner- ligen noggrann regleringsfunktion och som lätt kan anpassas till ventilationsbehovet i varje enskilt rum eller enskildi lokal. Detta ändamål förverkligas helt med den anordning, som definieras i'patentkraven och som beskrives nedan genom olika utföringsexempel.

På ritningen visar figur l en som exempel vald anordning enligt uppfin- ningen med pneumatisk drivning av spjället i övertryckssystem, figur 2 visar en modifierad kolv för regleranordningen i figur 1, figur 3 visar en anordning av samma typ som i figur l men med pneumatisk-elektrisk drivning av spjället, figur H visar en regleranordníng, i vilken det tryck- avkännande organet är av membrantyp och figur 5 visar en regleringsanordning för undertryck.

Figur l visar en reglercylinder l med en i cylindern vertikalt rörlig kolv 2. Denna i cylindern mycket lättrörliga kolv 2 är i det visade utföringsexemplet uppbyggd av två med varandra fast förenade men på ett visst axiellt avstånd från varandra belägna, cylindriska och koaxiella delkolvar 2' och 2". Den övre kolven har åtminstone en utströmningsöppning och i det visade fallet två utströmningsöppningar 3 och H, vilka är förbundna med det ringformade, mot kolvens 2 cylindriska mantelyta fria utrymme 2. I cylinderns l cylindervägg finns en första öppning 6 och en andra öppning 7, vilka båda öppningar är förbindbara med de båda genomströmningskanaler, som bildas av utrymmet 5 och de båda öppningarna 3 och H. Kolven 2 har- en massa som motsvarar ett önskat tryck i en utloppskanal B, som exempelvis leder till ett kontorsrum. 458 802 I denna kanal är ett spjäll 9 för reglering av luftströmmen från en icke visad luftkanal anordnad, som försörjer ett flertal rumskanaler 8 med luft via en icke visad fläkt och i vilken huvudkanal normalt upprätthålles ett konstant eller åtminstone väsentligen konstant tryck. Spjället 9 visas på ' figur l i ett obetydligt öppnat läge och genomströmningen av luft till rumskanalen 8 motsvarar den önskade luftmängden, dvs trycket i kanalen 8 är det avsedda. I kanalen 8 är i det visade utföringsexemplet anbringat ett spjällregleringsorgan 10 som i det visade utförandet består av ett cylindriskt hus ll, i vilket är anbringad en mot husets ll inre vägg tätande eller åtminstone väsentligen tätande kolv 12, som är fast anbringad på en genom husets båda gavlar l3 och lü utskjutande, ihålig axel 15. Axeln 15 är med sin vänstra ände förenad med och uppbär spjället 9, vilket i sitt längst till vänster förda läge anlígger mot ett säte 16. Den ihåliga axelns 15 inre kommuni- cerar med kanaldelen till vänster om spjället 9, dvs med den nämnda icke visade försörjningskanalen.

Axeln 15 är försedd med ventilationsöppningar, exempel- vis ventilationsöppningen 17 på ömse sidor om den icke-1uft- genomsläppliga kolven 12 och därmed kommer de båda cylinder- utrymmenà, som definieras av kolven 12 att båda ligga på samma tryck, då systemet, såsom senare förklaras, befinner sig i balanstillstånd och givetvis på det tryck, som råder till vänster om spjället 9 i figur 1. Den av kolven 12 och cylin- dern ll definierade vänstra kammaren l8'kommunicerar över en ledning 19 med öppningen 6 i cylindern 1 och den av kolven l2 och cylindern ll definierade högra kammaren 20 kommunicerar över en ledning 21 med öppningen 7 i cylindern l. Det av kolven 2 och cylindern l begränsade, undre cylinderutrymmet 22 är över en ledning 23 förbundet med rumskanalen 8 och trycket mot den "vägda" kolvens två mot utrymmet 22 vända ytor kommer sålunda att motsvara trycket i kanalen 8. 458 802 I figur 1 antages ventilationssystemet vara i balans, dvs trycket i rumskanalen 8 och därmed volymen av den luft som per tidsenhet strömmar in i den ventilerade lokalen eller rummet är den önskade. Detta tryck bestämmes i sin tur, såsom nämnts av massan hos kolven 2. Detta önskade tryck i kanalen 8 överföres genom ledningen 23 till cylínderutrymmet 22 och pâ- verkar kolvens 2 undre yta med en kraft, som bestäms av trycket och kolvarean och som medför att kolven hålles flytande på en luftkudde. Såsom visas på figur 1 hålles i balanstillstàndet öppningen 6 delvis öppen av delkolven 2"och öppningen 7 är likaledes delvis öppen, dvs den från den luftmatande huvudkanalen till axelns 15 inre matade luften, som strömmar in i kamrarna eller utrymmena 17 och 18 leds via ledningarna 19 och 21, det ringformade utrymmet 5 och öppningarna 3 och H, till omgivningen och därför kommer normalt atmosfärstryck att råda på ömse sidor om kolven 12 och spjället 9 står kvar i inställt läge.

Om trycket skulle sjunka i den icke visade matningskanalen, dvs till vänster om spjället i figur l, kommer givetvis trycket även att sjunka på-spjällets högra sida. Trycket i cylinder- utrymmet 22 sjunker också och därmed minskar lyftkraften på kolven 2, som sjunker nedåt. Då kolven 2 rör sig nedåt kommer den slutligen attstänga öppningen 6 och det vänstra utrymmet- 18 i cylindern ll avluftas icke längre, vilket innebär, att trycket i detta utrymme stiger. Eftersom öppningen 7 fortfarande är öppen och sålunda utrymmet 17 är ventilerat mot omgivningen kommer kolven 12 att förflyttas àt höger i figur l och spjället 9 kommer likaledes att förflyttas åt höger. Luftströmmen in i kanalen 8 ökar med ökande fria area mellan spjället 9 och sätet 16 och därmed åstadkommas en tryckstegring i rums- kanalen 8 till höger om spjället 9. Denna tryckökning över- föres via ledningen 23 till kammaren 22 och kolven 2 rör sig uppåt. Delkolven 2' frilägger delvis öppningen 6 och därmed kommer en tryckjämvikt att åstadkommas på båda sidor om kolven 12 och spjällrörelsen upphör. Systemet har sålunda bring- ats i nytt jämviktstillstånd odidet önskade trycket i kanalen 8 458 802 återställts trots det minskande trycket i den icke visade matningskanalen. En tryckminskning kan givetvis också upp- träda i rumskanalen 8 exempelvis beroende på att ett fönster öppnas, men jämvikten återställes även i detta fall på be- skrivet sätt.

Skulle "flyttrycket" i kammaren öka, dvs trycket i rums- kanalen öka utöver ett önskat värde, kommer kolven 2 att för- flyttas uppåt och delkolven 2' kommer att börja stänga öpp- ningen I. Då denna öppning är helt stängd eller åtminstone kraf- tigt strypt så att genomströmningen i ledningen 21 är noll eller betydligt mindre än den obehindrade genomströmningen i ledningen 19 kommer trycket i den vänstra kammaren 18 i cylin- dern ll att understiga trycket i den högra kammaren 20 och kolven 12 förflyttas ät höger i figur l och därmed kommer också spjället 9 att förflyttas närmare sitt säte 16 och minska volymen hos den till kanalen 8 ínströmmande luften. Trycket i kanalen 8 kommer sålunda att sjunka och kolven 2 rör sig därmed nedåt och börjar successivt stänga öppningen 6 och öppna öpp- ningen 7 till dess det önskade jämvikts- eller balanstill- ståndet nåtts. I För att, då fläkten till huvudmatningsstystemet vid exempelvis en brand i byggnaden automatiskt stoppas även få_en stängning av spjället 9 kan man exempelvis anordna en tryck- fjäder mellan spjället 9 och huset ll. Då trycket upphör i samband med att fläkten slås från och sålunda lufttrycket i kanalen går ner till atmosfärstryck kommer fjädern att pressa spjället 9 mot sätet l6.

Ehuru icke visat på figur l är kolven 2 lämpligen försedd med en metallskruv, som bildar en tareringsvikt för att man genom val av lämplig skruv skall nå en totalmassa hos kolven, som motsvarar det för den kanal som skall regleras, önskade trycket. Självfallet kan också andra typer av tarerings- x vikter användas. 458 802 Det är också möjligt att med den beskrivna anordningen åstadkomma ett s.k. variabelflödessystem, innebärande att luft- flödet till ett rum eller en lokal från ett s.k. hygienluft- flöde skall ökas till ett kylande flöde. Ett sådant kylande flöde är nödvändigt att åstadkomma då rummet värms upp för mycket genom att exempelvis ett stort antal personer befinner sig i rummet. För att åstadkomma en sådan funk- tion kan man anordna exempelvis en elektromagnet 2U, som styrs av enïrumstermostat 25. Kolven eller flytkroppen 2 är försedd med en ferromagnetisk kropp, som, då elektromagneten 25 magnetiseras från rumstermostaten 25, drar flytkroppen 2 uppåt till ett slutläge, i vilket spjället 12 stannar i nästan stängt läge och endast ur hygienisk synpunkt lämpligt luftflöde tillföres rummet. Termostaten 25, vilken inställts på en önskad maximal temperatur, bryter då denna temperatur uppnåtts strömmen till elektromagneten 2H och flytkroppen 2 börjar arbeta och inställer det av flytkroppens 2 massa bestämda trycket och ett maximalt luftflöde tillföres rummet.

Figur 2 visar en flytkropp 2, vilkens massa kan varieras medelst en utbytbar tareringsskruv 26. Genomströmningskanaler 5-3 i figur l bildas i detta fall av en borrning 27, som venti- leras genpm en kanal 28 och genomströmningskanaler 5-U i figur l bildas av en borrning 29 och en kanal 30. I motsats till vad- som är fallet vid kolven eller flytkroppen enligt figur l krävs vid användning av flytkroppen enligt figur 2, att styrningar anordnas för att hindra kroppen från att_vrida sig runt den vertikala axeln. En sådan vridning medför att öppningarna B och 7 i figur 1 kan blockeras. 4 Figur 3 visar en utföringsform vid vilken den spjället drivande motorn ll,l2,l8,20 i figur l ersatts med en över tryckströmställare 31 och 32 kontrollerad elektrisk motor 33.

Motorn 33 är över en antydd transmission eller axel 3H koppïad till en spjällaxel 35, inrättad att vrida spjället 9' i kanalen 8 för inställning av luftflödet. 458 802 Regleranordningen är principiellt identisk med regler- anordningen enligt figur 1 och har sålunda en flytkropp 2 i en cylinder 1 och en runtomgående ringkanal 5. Trycket i kanalen 8 bakom spjället 9' tillföres liksom tidigare till flytkroppens 2 undre yta över en ledning 23 och styrtryck överföres via den ovan beskrivna ledningen l9 till en tryckstyrd strömställare 19, som vid påverkan sluter en strömkrets till motorn 33 och bringar denna att vrida spjället 9' moturs från det i figur 3 visade läget för att minska genomströmningen i kanalen 8 och därmed minska trycket efter spjället 9' och tillåta flytkroppen 2 att sjunka och stänga ledningen 19. Om trycket i kanalen 8 efter Spjället 9', räknat i strömningsriktníngen sjunker till ett värde understigande det av flytkroppens 2 massa bestämda värdet kommer flytkroppen att sjunka till en lägsta nivâ och ledningens 2l öppning i cylinderväggen öppnas samtidigt som ledningen 19 stängs och därmed kommer den tryckkänsliga strömställaren 32 att påverkas och starta motorn 33 i öppningsriktningen, dvs spjället 9' svängs medurs runt sin axel 35 till dess trycket i kanalen 8 efter spjället 9' àterställts till det av flyt- kroppens 2 massa bestämda värdet. Drivtrycket till de båda strömställarna 31 och 32 erhålles över en ledning 36, som tillför ringkammaren 5 luft med ett tryck, som utgöres av lufttrycket före spjället 9' räknat i luftströmmens riktning. Det inses att denna drivluft även kan uttagas efter spjället 9'.

Flytkroppen 2 skall givetvis ha minsta möjliga friktion mot cylinderns l vägg, men bör också täta gott mot denna för att den tryckindikerandeluften,som tillföras via ledningen 23 inte skall störas av luftflöde via exempelvis ledningen 36.

Det kan därför vara lämpligt att innesluta tryckkammaren 22 (figurerna l och 3) med en till kolvens eller flytkroppens 2 undre, tryckupptagande yta och till cylinderns l botten tätande ansluten bälg 37 e.d. av mycket tunt gummi e.d., som icke i-_ nämnvärd mån påverkar kroppens 2 massa eller orsakar krafter, som påverkar kroppens rörelser. 458 802 Figur N visar en modíferad regleringsanordning, vilken omfattar en cylinder l, i vilken en tryckavkännande kropp 38 är anordnad. Kroppen 38, som exempelvis består av en plast eller metallskiva är över en väsentligen friktionslös och lätt bälg 39 tätande förenad med cylinderns l inre vägg och kan röra sig väsentligen friktionslöst inom cylindern och utan att påverkas av rörelsehindrande krafter från hälgen eller membranet 39. Skivan 38 är försedd med en central stång eller tara H0, som är utbytbar och som tillsammans med skivan 38 bestämmer;flytorganets massa. Under skivan 38 och membranet 39 bildas sålunda en lufttät tryckkammare, som över den tidigare angivna ledningen kommunicerar med kanalen 8 i en punkt efter spjället 9", räknat i luftströmmens riktning. Det i kanalen 8 efter spjället 9" rådande trycket kommer sålunda att härska i kammaren 22 och i flytkroppens jämviktstillstånd kommer flyt- kroppen att intaga ett bestämt läge. I detta läge balanserar flytkroppens massa, i vilket taran H0 inräknas den uppåtriktade kraft, som bestäms av trycket i kammaren 22 och arean, dvs den tryckupptagande ytan hos skivan 38. Vid exempelvis en ökning av trycket i kanalen 8 efter spjället 9" kommer den nämnda uppåt- rktade kraften att överväga den nedåtriktade kraften, som bestäms av massan hos skivan och taran och flytkroppen lyftes uppåt. En elektronisk kännare H2 är inrättad att avkänna riktningen på och storleken av den uppåtgående rörelsen hos stången eller taran UU genom avkänning av exempelvis en skala ul på stången H0 och att i beroende av denna avkänning alstra styrsignaler till den elektriska motorn 33, som exempelvis utgöres av en stegmotor. Såsom tidigare beskrivits i anslutning till figur 3 kommer motorn 33 att i detta fall driva spjället 9" moturs i figur H för att därmed minska trycket i kanalen 8 efter spjället 9" och tillåta flytkroppen att intaga det av dess massa och givetvis också dess tryckupptagande yta bestämda läge. Eftersom massan ändras genom utbyte av tara H0 och skivans 38 tryckupp- tagande yta är oförändrad kan varje tara eller stång H0 märkas med det tryck den medför. Den beskrivna avsökningen av kolvens eller den tryckavkännande kroppens rörelse kan även tillämpas på exempelvis den i figur l visade "flytande" kolven 2. 458 802 Det är även möjligt att använda den beskrivna regler- anordningen i undertryckssystem. Figur 5 visar en sådan anord- ning, avsedd att mäta undetrycket relativt atmosfärstrycket i en evakueringskanal. Detaljer, som återfinns i figur 1 har betecknats på samma sätt i figur 5.

Cylindern 1 är försedd med en undre perforerad botten eller nät H3, vilkets enda uppgift är att hindra flytkroppen 2 från att falla ur cylindern l, om det av en evakueringsfläkt RH i kanalen 8 alstrade undertrycket försvinner genom att fläk- ten HH stännar, varvid trycket i kanalen 8 kommer att ligga på atmosfärstryck. Kanalen 8 utsuger med hjälp av fläkten HH förbrukad luft från ett till vänster på figuren liggande rum eller annan lokal. Spjället 9, som samverkar med sätet 16 upp- bäres av en ihålig axel 15 med öppningar 17 på ömse sidor om en kolv 12. Axeln 15 är i detta fall öppen mot fläkten HH och då fläkten suger luft genom kanalen 8 skapas sålunda ett undertryck relativt atmosfären. Detta undetryck överföres genom ledningen 23 till utrymmet mellan kolven 2 och cylinderns l slutna ände. Undetrycket skapar en lyftande kraft på kolven, varvid storleken på denna kraft beror av storleken på kolvens 2 mot utrymmet 22 vända yta. Denna lyftkraft kommer då den mot- svarar massan hos kolven 2 att hållan kolven svävande eller flytande i cylindern. Om undetrycket minskar, dvs närmar sig- atmosfärstryck, kommer kolven 2 att sjunka nedåt och öppna led- ningen l9 till utrymmet 22 och till husets ll inre,samtidigt som ledningen 21 är öppen eller öppnas mot huset ll. Ledningen 21, som via öppningarna 3 är öppen mot atmosfären kommer sålunda att bibringa den till höger om kolven liggande kammaren 20 ett högre tryck (atmosfärstryck) än trycket i den till vänster om kolven 12 liggande kammaren l7 och därmed kommer spjället 9 att ytterligare stängas och trycket i kanalen 8 sjunker, varvid kolven 2 sugs uppåt till sitt flytläge och systemet befinner" sig sålunda åter i balans. 458 802 10 Om däremot undertrycket ökar utöver det av kroppens 2 massa bestämda värdet kommer kroppen 2 att sugas uppåt och stänga ledningen 21 och öppna ledningen 19, vilken ledning därvid förbindes med atmosfären över öppningarna 3. Trycket i kammaren 17 bríngas därvid på atmosfärstryck och trycket.i kammaren 26 på det i kanalen 8 rådande undertrycket. Detta innebär, att spjället 9 förskjutes åt höger i figur 5, varvid undertrycket i kanalen 8 minskar och kolven 2 återgår mot och till ett helt balanserat läge. Självfallet kan en undertrycksregleranordning enligt figfir 5 även användas för påverkan av andra typer av drivanordningar, exempelvis sådana som beskrivits i anslutning till figurerna 3 och H.

Det kan vara lämpligt att anordna en dämpningsfjäder mellan flytkropp och cylinder, såsom antydes vid H5 i figur 5 för att hindra flytkroppen från att slå mot cylinderbottnen vid abrupta tryckändringar. Företrädesvís utövar denna fjäder - inte någon drag- eller tryckkraft på kroppen i dennas balan- serade läge, flytläget, men en viss inverkan på flytkroppen kan tolereras, varvid lämpligen massan korrigeras i motsvarande grad. " 87 OH 02 Og/ED

Claims (7)

458 802 ll P A T E N T K R A V

1. l. Regleranordning för inställning av ett spjäll (9,9',9") i en ventilationskanal (8) och upprätthålla ett väsentligen konstant tryck i en vald punkt i ventilationskanalen (8) och innefattande en cylinder (1) med vertikal cylinderaxel, i vilken cylinder (1) är anordnad en lättrörlig, tryckavkännande kropp (2338), som tillsammans med cylindern (l) avgränsar ett tryckutrymme_(22), vilket tryckutrymme kommunicerar med ventila- tíonskanalen i nämnda punkt och varvid drivorgan (ll,l2; 31,32,33; Hl,H2,H3) är inrättade att i beroende av kroppen inställa spjället så att det nämnda trycket upprätthålles, k ä n n e t e c k n a d därav, att kroppen (2; 38) har en massa motsvarande ett valt tryck i nämnda punkt i kanalen och är inrättad att i flytande läge i cylindern balansera den på kolvens mot tryckutrymmet (22) vända sida verkande kraften vid nämnda valda tryck samt att drivorganen (ll,l2; 3l,32,33; ul,42,H3) är inrättade att i beroende av ett obalansläge hos kroppen så ställa om spjället (9,9',ä")'att kroppen (2; 38) återgår till det av kroppens massa bestämda balans- läget.

2. Regleranordning enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d därav, att kroppen (2; 38) är försedd med en i mot- svarighet till det önskade trycket i ventilationskanalen ut- bytbar tareringsvikt (26, 40).

3. Regleranordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e_~ t e c k n a d därav, att den tryckavkännande kroppen utgöres av en i cylindern (l) glidbar kolv (2).

4. U. Regleranordning enligt krav l eller 2, k ä n n e -" t e c k n a d därav, att den tryckavkännande kroppen utgöres av ett med cylinderns väggar förenat membran (39) med en central skiva (38) uppbärande tareríngsvikten. 458 802 12

5. Regleranordning enligt krav H, k ä n n e t e c k - n a d därav, att kolven (2) är inrättad att i ett övre änd- läge förbinda en källa för drivluft med nämnda drivorgan (ll, 12; 31) för att påverka spjället (9,9') mot dettas stängnings- läge och att i ett undre ändläge förbinda källan för drivluft med drivorganen för att påverka spjället (9,9') så att dettas genomströmníngsarea ökas.

6. Regleranordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k - n a d daraw, att nämnda källa för drivluft utgöres av luften i ventilationskanalen (8).

7. Regleranordning enligt något av kraven 1-6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att drivorganen för att omställa spjället innefattar elektroniska avkänningsorgan (H2) inrättade att avkänna det tryckavkännande organets (38,H0) läge och att alstra styrsígnaler för drivning av en elektrisk motor (33) för spjället (9").