SE520294C2 - Ventil för varierbar strypning av flöden - Google Patents

Description

25 30 35 520 294 2 Om ett konventionellt tilluftsdon, som är avsett fór fasta flöden, används tillsammans med trottelspj äll fór att åstadkomma behovsanpassad ventilation med undertempererad luft skulle lufthastigheten i donet bli så låg vid små flöden att kallras uppkommer, dvs att luft "rinner" ut från ventilationssystemet utan att spridas på ett adekvat sätt i rummet. Det är ett problem i t.ex. vissa konferensanläggningar där konferensdeltagare som sitter i närheten av ventilationsanordningen upplever att det blåser kalluft på dem, medan deltagare som befinner sig på ett avstånd från anordningen inte upplever att det sker någon ventilation alls. Detta är således en konsekvens av att luften inte sprids på ett optimalt sätt.

Ett annat exempel på känd teknik visas i fig. 1. Ventilen i denna anordning innefattar en rörledning 1 med en kanal 2 fór matning av luft, företrädesvis anordnad med en utmatningsmynning 3 vid ett tak 4. Ett stryporgan 5 är vidare anordnat med en yta 6 mot rörledningens mynning 3. Tillflödet av luft genom rörlediiingen 1 sker huvudsakligen i pilama Azs och Bzs riktning. Luftflödet regleras genom att stryporganet 5 höjs eller sänks, vilket illustreras av den dubbelriktade pilen i figuren, fór öppning av spalten mellan ytan 6 och mynningen 3. I figuren illustrerar en streckad linje att stryporganet 5 på något vis är infást mot rörledningen l eller taket 4, och inställbait i olika höjdlägen. Ställdon för reglering av luftflödet kan realiseras med någon drivanordning, varvid läget företrädesvis regleras medelst pneumatik under styrning av en mekanisk temperaturgivare. I en enklare utfóringsfonn kan ställdonet vara manuellt inställbait, och t ex utgöras av en skruv i ett avlångt hål.

En nackdel med lösningen enligt figur 1A är att i likhet med ett trottelspjäll, eller fór den delen ett irisspj äll, sker strypningen i en punkt, eller rättare sagt vid randen av mynningen 3. Detta medför en ökad ljudnivå på grund av den turbulens som bildas utmed mynningens 3 kanter vid den kraftiga trycktörändringen, i synnerhet vid hård strypning fór mycket små luftflöden, dvs då plattan är upphöjd.

För att undvika detta brukar avståndet mellan rörorganet 1 och stryporganet 3 begränsas med distanser, varvid luftflödet ej kan strypas helt. Således kan inte luftflödet regleras fullständigt utifrån ventilationsbehovet, varvid det är svårt att uppnå de besparingseffekter som är önskvärda.

En annan nackdel med anordningen enligt figur 1A är att flödesregleringen sker med ett tryck från tilluften mot det reglerbara stryporganet 5. Vid strypning av flödet, dvs när stryporganet 5 fórs mot mynningen 3, kommer man således arbeta mot det lufttryck som råder i luftkanalen 2 i rörledningen l, fórorsakat av såväl statiskt som dynamiskt tryck. Detta betyder att en viss kraft kommer att behövas fór strypning av flödet, och att det fór dynamisk reglering krävs en motor som är så beskaffad att den kan utöva erforderligt arbete. Det är emellertid önskvärt att nämnda motor skall vara så tyst som möjligt, då den är placerad inne i en 10 15 20 25 30 35 520 294 3 kontorslokal eller liknande, och regleras dynamiskt i beroende av givna parametrar.

Samtidigt inses det att ju större arbete motorn måste utöva, desto mer ljud genereras.

Föreliggande uppfinning avser en ventil som uppfyller ovannämnda krav och som inte uppvisar nackdelarna med känd teknik.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen avser därvid en fluidventil för variabla flöden av exempelvis luft, innefattande en rörledning med en inmatningsöppning och en utmatningsöppning, ett stryporgan som uppvisar en strypyta mot nämnda utmatningsöppning för reglering av luftflödet genom nämnda rörledning, och ett ställdon för variabel inställning av avståndet mellan stryporganets strypyta och nämnda utmatningsöppning. En utvändig strypfläns skjuter ut från nämnda utmatningsöppning och uppvisar en flänsyta som utsträcker sig mellan randen av rörledníngens utmatningsöppning och strypflänsens ytterkant, så att en utdragen flödessträcka ut ur ventilen bildas med en given varierbar totalhöj d mellan de begränsningsytor nämnda flänsyta och nämnda strypyta utgör. Ventilen är kännetecknad av att en strypskiva, begränsad av ett centralt urtag och motsatta strypytor som sträcker sig mellan nämnda urtag och en yttre diameter, är huvudsakligen parallellt anordnad mellan flänsen och stryporganet för att avgränsa delöppningar däremellan, och att medel är anordnade för att begränsa delhöj den för vardera av nämnda delöppningar till en förbestämd maxhöj d vid reglering av nämnda totalhöj d, varvid nämnda strypytor avgränsar separata utdragna flödessträckor ut ur ventilen via nämnda delöppningar.

I en utföringsforrn uppvisar nämnda strypskiva en inre diameter vid nämnda urtag som motsvarar eller överstiger diametern för randen av rörledníngens utrnatningsöppning, och där strypskivans ytterdiarneter huvudsakligen överensstämmer med strypflänsens ytterkant.

Nämnda flänsyta och nämnda strypyta är företrädesvis väsentligen parallella.

I en utföringsform minskar avståndet mellan nämnda flänsyta och nämnda strypyta från randen av utmatningsöppningen till nämnda ytterkant.

I en utföringsforrn är nämnda strypskiva, vid en flödesinställning när nämnda givna höjd är mindre än nänmda maxhöj d, placerad invid en av nämnda begränsningsytor.

I en utföringsform är nämnda strypskiva, vid en flödesinställning när nämnda givna höjd är större än nämnda maxhöj d, placerad på nämnda maxhöjd från nämnda en av nämnda begränsningsytor.

I en föredragen utföringsform är ett flertal strypskivor är parallellt anordnade mellan flänsen och stryporganet för att avgränsa ett flertal delöppningar däremellan, 10 15 20 25 30 35 520 294 4 och medel är anordnade fór att begränsa höj den fór vardera delöppning till nämnda fórbestämda maxhöj d.

Företrädesvis är nämnda strypskiva upphängd med upphängningsorgan i nämnda fläns, så att strypskivan fritt hängande från strypflänsen intar ett läge på ett avstånd därifrån motsvarande nämnda maxhöj d, medan strypskivan vid ökad strypning är anordnad att direkt eller indirekt påverkas mekaniskt underifrån av nämnda stryporgan så att strypskivan fórs närmare strypflänsen.

I en föredragen utfóringsform innefattar rörledningen ett dynamiskt rörorgan med öppna ändar, skjutbart anordnat koncentriskt med ett statiskt rörorgan, varvid nämnda ställdon är anordnat att fórskjuta nämnda dynamiska rörorgan längs det statiska rörorganet fór inställning av avståndet mellan nämnda utmatningsöppning och nämnda strypyta.

Företrädesvis är nämnda stryporgan anordnat medelst distansstag på ett fixt avstånd från nämnda statiska rörorgan.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas i mer detalj med hänvisning till bifogad ritningar, i vilka Fig. 1 visar en ventil fór variabla flöden enligt känd teknik; Fig. 2A visar en utfóringsfonn av en ventil fór variabla flöden på vilken föreliggande uppfinning kan appliceras; Fig. 2B visar en annan utfóringsfonn av en ventil fór variabla flöden på vilken föreliggande uppfmning kan appliceras; Fig. 3 visar en annan utíöringsforrn av en ventil fór Variable flöden på vilken föreliggande uppfinning kan appliceras; Fig. 4 visar en uttöringsform av en ventil med trattforrnad utmatningsöppning, på vilken föreliggande uppfinning kan appliceras; Fig. 5 visar en uttöringsforrn av en ventil, anpassad fór montering mellan två rörledningar, på vilken föreliggande uppfinning kan appliceras; Fig. 6 visar en utfóringsfonn av en ventil, anordnad med ett statiskt tryckbegränsningselement fór nominell begränsning av luftflödet, på vilken föreliggande uppfinning kan appliceras; och Fig. 7 visar en utfóringsforrn av uppfinningen, varvid ventilens totalöppning är uppdelad i delöppningar i beroende av flöde.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Föreliggande uppfinningen avser en ventil fór variabla luftflöden som klarar av att reglera luftflödet med minimal ljudalstring. 10 15 20 25 30 35 . - 1 . , . 520 294 5 I fig. 2A visas en ventil, innefattande en rörledning ll anordnad t.ex. vid taket 4 till ett rum, vilken rörledning 11 bildar en kanal 13 för flöde av luft.

Rörledningen innefattar ett första statiskt rörorgan 11, företrädesvis fast anordnat mot nämnda tak 4 vid rörorganets första ände 14. Det statiska rörorganet ll uppvisar en fri utmatningsöppning 17 vid den forsta änden 14. I rörorganets 11 andra ände är en fn' inmatningsöppning 15 anordnad för anslutning till ett ventilationssystem (visas ej) för försörjning av luft. Ventilen är således anordnad för flöde av luft från nämnda inmatningsöppning 15, genom kanalen 13, och ut genom nämnda utmatningsöppning 17. Vidare innefattar ventilen ett stryporgan 18 för reglering av luftflödet ut 'från rörledningen 11. Nämnda stryporgan 18 uppvisar en yta 19 mot nämnda utmatningsöppning 17 hos rörledningen 11. Således kommer ytan 19 att bringa luft från rörledningen 11 att flöda utåt sidorna i pilarna Azs och Bis riktningar, varvid ventilationsluften kommer att ledas ut och spridas i rummet.

Det bör inses att rörledningen ll och stryporganet 18 i ventilen enligt föreliggande uppfinning vardera har ett visst tvärsnitt som inte framgår av figuren, och att ventilen kan vara anordnad för utmatning av luft runt hela Omkretsen av nämnda utmatningsöppning 17. Tvärsnittet är företrädesvis cirkulärt, men kan givetvis likaledes vara triangulärt, kvadratiskt eller av annan form. Stryporganet 18 och rörledningens ll utmatningsöppning 17 är Skjutbara mot och från varandra, dvs i höjdled såsom ventilen är illustrerad i figurerna, för reglering av luftflödet. Detta kan realiseras på olika sätt. Ett sätt är att anordna ett icke ställbart, dvs statiskt, rörorgan ll i rörledningen, varvid Stryporganet är anordnat att vara rörligt för inställning på olika avstånd till rörorganet 11. Ett alternativ är att Stryporganet 18 är fast anordnat i förhållande till taket 4, och att ett dynamiskt rörorgan 12 är skjutbart mot eller från Stryporganet 18. Ytterligare ett sätt är att anordna ett parti av rörledningen 11 som ett veckat rör av bälgtyp, så att nämnda parti kan dras ut och tryckas ihop för att förskjuta utrnatningsöppningen 17 mot stryporganet 18. Ett sådant veckat parti kan vara anordnat mellan ett statiskt 11 och ett dynamiskt 12 rörorgan, eller ansluten med dess ena ände vid utrnatningsänden 14 änden av en statisk rörledning 1 1, så att det veckade partiets andra ände bildar utmatningsöppningen 17. Olika alternativ kommer att diskuteras nedan, och de kan givetvis kombineras också.

I figur 2A visas en utföringsfonn där rörledningen 11 utgörs av ett statiskt rörorgan 11, fast förankrat i taket 4 på något icke visat sätt. Ett ställdon för reglering av luftflödet är i dess enklaste utföringsfonn ett organ anordnat att reglera stïyporganets 18 avstånd till utmatningsöppningen 17 i rörledningen 1 1. Detta kan på ett enkelt sätt åstadkommas genom att anordna Stryporganet 18 med utskjutande element (ej visat) på strypytan 19, som med passning ingriper- mot rörledningens 11 insida med viss friktion, exempelvis förorsakad av en gurnmibeläggning på de 10 15 20 25 30 35 , , . . i v 520 294 6 utskjutande elementen eller rörledningens ll insida. Stryporganet 18 kan då föras ut eller in i det statiska rörorganet ll, exempelvis manuellt, och sedan kvarhâllas i vald position med hjälp av nämnda friktion.

I en utiöringsform av ventilen , som dessutom illustreras i figur 2A, är ställdonet automatiserat och anordnat med en drivanordning 22 vid stryporganet 18.

Nämnda drivanordning 22 är anordnad att med låg hastighet åstadkomma ett stort vridmoment, och utgörs exempelvis av en likströmsmotor, men någon annan drivanordning, t.ex. stegmotor eller pneumatisk motor kan också förekomma. I utföringsformen som illustreras i figur 2A är ställdonets drivanordning 22 anordnad att med lämplig transmission 23,24,25 förskjuta stryporganet 18 i förhållande till rörledningen 11 för reglering av flödet genom ventilen. I den illustrerade uttöringsforrnen innefattar ställdonets transmission en utvändigt gängad stång 23 som utsträcker sig inuti kanalen 13 längs dess utsträckningsaxel, företrädesvis centralt i kanalen 13. Nämnda stång 23 är roterbar medelst nämnda drivanordning 22. En invändigt gängad mutterdel 24 är vidare fast anordnad centralt i det dynamiska rörorganet 12, företrädesvis ansluten till det dynamiska rörorganet 12 medelst ett eller flera fixeringsstag 25 som inte nämnvärt påverkar luftströmmen genom kanalen 13. Stången 23 är anordnad genom mutterdelen 24 i gängad förening. Transmissionen 23,24,25 är så beskaffad att drivning av drivorganet 22 föranleder rotation av stången 23 i förhållande till mutterdelen 24, snarare än rotation av stryporganet 18 i förhållande till rörledningen l 1. Rotation av stryporganet kan exempelvis förhindras med tidigare nämnda utskjutande element som ingriper med friktion med rörledningens ll insida. Genom rotation av stången 23, medelst ställdonets drivanordning 22, bringas därvid stryporganet 18, via törflyttningskrafter på mutterdelens 24 gängor, att skjutas mot eller från det statiska rörorganet ll. På detta vis är strypningen, dvs avståndet mellan utmatningsöppningen 17 och strypytan 19, styrbar.

I figuren 2A visas vidare hur ventilen är anordnad med en utvändig strypfläns 30, utskjutande från rörledningen 11 väsentligen parallellt med stryporganets 18 yta 19, vilken strypfläns 30 bildar en vinge ytterst vid rörledningens ll utmatningsöppning 17. Då rörorganet ll och stryporganet 18 skjuts mot varandra, förblir vinkeln mellan den flänsyta 31 flänsen 30 uppvisar mot stryporganets 18 strypyta 19, och nämnda strypyta 19, konstant oavsett flödesinställning.

Utföringsforrnen med en strypfläns 30 som skjuter ut väsentligen parallellt med strypytan 19 har sin grund i uppfinnarens övertygelse om att en optimal flödesbegränsning med minimal ljudalstring förorsakas av en utdragen strypning, likt i den smala passagen i en slang. I en sådan smal passage ger den ständiga friktionen mot slangens väggar upphov till ett tryckfall mellan inmatningsöppning och utmatningsöppning, där trycket faller jämnt mellan nämnda ändar. Skarpa 10 15 20 25 30 35 520 294 ¿¿¿¿ 7 . kanter där ett plötsligt tryckfall genereras, som vid ett trottelspj äll exempelvis, leder emellertid till kraftig turbulens som både förorsakar oljud och ett undertryck som motverkar den kraft som måste appliceras på spj ället vid strypning. Genom arrangemanget med en utskjutande fläns erhålls en utdragen flödessträcka ut ur ventilen, vilken flödessträcka huvudsakligen definieras av avståndet mellan randen 32 av rörledningens ll inre diameter vid utmatningsöppningen 17 ,och flänsens 30 yttre kant 33, altemativt stryporganets 18 yttre kant om flänsen 30 sträcker sig längre ut än stryporganet 18. För ventiler där rördiametern för rörledningen 11 uppvisar standardmått i intervallet 10-40 cm, uppvisar nämnda flödessträcka exempelvis en längd i intervallet 1-20 cm, och företrädesvis mellan 4 och 10 cm, exempelvis 7 cm. Lämpliga dimensioner på flänsen 30 är förstås beroende av det lufttryck som ventilen skall anpassas för.

Tack vare att avståndet mellan begränsningsytoma 31 och 19 är väsentligen parallellt, eller något avsmalnande mot ytterkanten 33, sker under nämnda flödessträcka en successiv ändring av lufttrycket varvid luftmotståndet eller turbulensen fördelas jämt längs hela flödessträckan med minimal ljudalstringen som följd. Detta gäller även vid kraftig strypning och minimalt flöde. Uttöringsfonnen med avsmalnande flödessträcka, dvs där avståndet mellan flänsens 30 yta 31 och stryporganets 18 yta 19 minskar utåt kanten 33, är anpassad att motverka flödesområdets radiella volymexpansion, där nämnda flödesområde således avser hela området mellan ytorna 31 och 19 i tre dimensioner. Eftersom flödesområdets yta mellan 31 och 19 ökar kvadratiskt i takt med ökad radie ut mot kanten 33, gör också dess volym det om begränsningsytorna 31 och 19 är parallella. Detta skulle betyda att tryckfallet inte skulle bli helt jämnt fördelat mellan den inre randen 32 och den yttre kanten 33, utan vara kraftigare mot den inre randen 32.

Vinkelställningen av flänsen 30 mot stryporganet 18 motverkar således detta fenomen. Flänsens 30 vinkel mot strypytan 19 är emellertid relativt spetsig, företrädesvis inom intervallet 0-20°. Givetvis är det också möjligt att utforma flänsen 30 något krökt i förhållande till strypytan 19, så att vinkeln dem emellan minskar från den inre randen 32 till den yttre kanten 33, samtidigt som avståndet mellan flänsen 30 och strypytan 19 minskar.

I figur 2B visas en utföringsforrn där stryporganet 18 är anordnat på ett fast avstånd från taket 4, och i stället rörledningens ll utmatningsöppning 17 skjuts mot eller från stryporganet 18. I ventilen enligt denna utföringsform innefattar nämnda rörledníng ett första statiskt rörorgan 11, fast förankrat i förhållande till taket 4, samt vidare ett andra, dynamiskt rörorgan 12, axiellt skjutbart anordnat vid det första rörorganet 11. Stryporganet 18 är företrädesvis fast anordnat vid det statiska rörorganet ll medelst distansstag 21, vilka distansstag 21 definierar det maximala avståndet d som det andra Skjutbara rörorganet 12 kan skjutas ut ur det statiska 10 15 20 25 30 35 520 294 8 rörorganet ll. Såsom framgår av pilarna A och B skall stagen 21 inte uppfattas som híndrande av luftflödet, utan bildar endast diskreta fästorgan.

Företrädesvis är det dynamiska rörorganet 12 anordnat invändigt det första rörorganet ll, vilket framgår av figur 2B, och har således en yttre diameter som inte överstiger den inre diametern för det statiska rörorganet 1 1. I en alternativ utföringsforrn kan emellertid det dynamiska rörorganet 12 vara anordnat utvändigt det statiska rörorganet 1 1. Nämnda dynamiska rörorgan 12 innefattar likaledes en inmatningsöppning 16, vänd mot samma riktning som det statiska rörorganets inmatningsöppning 15, respektive en utmatningsöppning 17 vänd mot det statiska rörorganets utmatningsände 14. Det dynamiska rörorganets 12 utmatningsöppning 17, som dessutom utgör nämnda rörlednings 11,12 utmatningsöppning, skjuter ut utanför det statiska rörorganets 1 utmatningsände 14 i olika grad beroende på ventilens strypning. Det statiska rörorganets ll utmatningsände 14 är i en utföringsfonn anpassad för fast montering i taket, eller i en vägg. lutföringsforrn av ventilen, varvid det dynamiska rörorganet 12 är anordnat invändigt det statiska rörorganet 1 1, är nämnda utmatningsände 14 anordnat med en utvändig monteringsfläns 20, anpassad för montering mot taket eller väggen med lämpligt fästelement såsom skruv, nit, lim e.d.

I figurerna 2B - 7 är det dynamiska rörorganet 12 ritat på ett avstånd innanför det statiska rörorganet 11 för att förtydliga figuren. Det radiella avståndet mellan rörorganen ll och 12 är emellertid som regel tillräckligt litet för att förhindra luftpassage mellan rörorganen ll och 12, samtidigt som det är stort nog för att det dynamiska rörorganet 12 enkelt skall kunna skjutas i båda riktningarna i det första rörorganet 11 på ett sätt som tillhandahåller minimal friktion, såvida inte friktionen är ett syfte i sig i enlighet med tidigare beskriven utföringsform. Utföringsforrnen enligt figur 2B är vidare anordnad med lämpligt ställdon enligt vad som tidigare angivits.

F länsen 30, som i likhet med vad som beskrivits i samband med figur 2A är anordnad vid utmatningsöppningen 17, kan utföras med en yttre diameter 33 som löper utanför distansstagen 21, varvid lämpliga urtag är utformade i flänsen 30, i vilka urtag distansstagen 21 är anordnade att löpa vid flödesreglering.

I ventilen enligt utföringsforrnen med ett dynamiskt rörorgan 12, regleras luftflödet alltså genom att medelst ett ställdon variera avståndet mellan det dynamiska rörorganets 12 utmatningsöppning 17 och stryporganets 18 yta 19, varvid ett linjärt samband erhålls mellan ställdonsläget och luftflödet ut ur ventilen.

Det befintliga lufttrycket i kanalen 13 verkar radiellt utåt mot det dynamiska rörorganets 12 väggar. Men, bortsett från viss friktionen verkar vare sig det statiska trycket förorsakat av övertryck i tillufien genom inmatningsöppningen 16, eller det dynamiska trycket förorsakat av sj älva luftflödet, med någon kraft på det dynamiska 10 15 20 25 30 35 520 294 9 rörorganet 12 i axiell led. Detta medför att styrning av strypningen kan göras med mycket liten krafi, vilket i sin tur medför att både den effekt som en för ställdonet anordnad drivanordníng 22 kräver, samt det ljud den alstrar, kan minimeras.

I figur 3 visas också en utföringsform av ett statiskt tryckbegränsningselement 34, anordnat vid det dynamiska rörorganets 12 inre mantelyta. Då det år fast monterat vid det dynamiska rörorganet 12 år det i någon mening rörligt, men inte så att dess påverkan på tryckfallet varieras till följd av det dynamiska rörorganets 12 position i förhållande till stryporganet 18. I en utföringsform där det dynamiska rörorganet 12 år anordnat att löpa utvändigt det statiska rörorganet 11, är det statiska tryckbegränsningselementet 34 förstås företrädesvis anordnat på det statiska rörorganet 11. Kärmetecknande för det statiska tryckbegränsningselementet 34 är att det definierar en förbestämd förträngning av den inre tvärsnittsarean för kanalen 13, eller kanalens 13 innerdiameter i det fall rörledningeri 1 1,12 är cylindrisk, under en utdragen sträcka i nämnda kanal 13, varvid ”slangeffekten” enligt ovan erhålls. I en utföringsform anpassad för ventilationsrör av standarddimension i intervallet 10-40 cm diameter, uppvisar det statiska tryckbegränsningselementet 34 en inre tvärsnittsarea som år förminskad gentemot rörledningens 11,12 inre tvärsnittsarea. Företrädesvis uppgår tvärsnittsarean för det statiska tryckbegränsningselementet 34 till 10-80 % av rörledningens 11,12 inre tvårsnittsarea, under en sträcka av 5-50 cm. Vilka dimensioner som väljs är beroende av vilket lufttryck till ventilen inkommande luft har, samt vilket maxtryck man vill ha ut i den lokal ventilen förser med luft. Det statiska tryckbegränsningselementet 34 är vidare företrädesvis avrundat vid det dynamiska rörorganets 12 fläns 30, på ett sådant sätt att det dynamiska rörorganets 12 öppning 17 mot stryporganet 18 successivt ökar. Företrådesvis uppvisar närrmda avrundning en radie som är lika stor som det statiska tryckbegränsningselements 34 tjocklek. I denna utföringsforrn är vidare stryporganet 18 utformat så att ytan 19 uppvisar en företrädesvis symmetrisk förhöjning 35, varvid förhöjningens 35 symmetriaxel sammanfaller med det dynamiska rörorganets 12 utsträckningsaxel.

Det statiska tryckbegränsningselement 34 är företrädesvis utformat av ett ljudisolerande material, t ex skurnplast.

I en utföringsforrn år också en ljudisolerande matta 36 anordnad vid ytan 19 av stryporganet 18. Nämnda matta innefattar i en utföringsfonn nämnda förhöjning 35 , som dels är anpassad att innesluta ställdonets drivorgan 22, dels är utformad med lämplig avsmalnande topp anpassad efter det statiska tryckbegränsningselements 34 avrundning. Företrädesvis har mattan 36 en radiell utsträckning som huvudsakligen överensstämmer med flänsens 30 yttre kant 33.

I en utföringsforrn, illustrerad i figur 6, är det statiska tryckbegränsningselement 34 istället anordnat mot stryporganet 18, utskjutande 10 15 20 25 30 35 520 294 10 centralt i kanalen 13 och väsentligen omslutande drivorganet 22 och stången 23.

Transmissionens mutterdel 24 kan i denna utföringsforrn vara anordnad ovan tryckbegränsningselementet 34, eller, såsom illustrerat i figuren 6, inuti. Detta kan åstadkommas genom att utforma tryckbegränsningselementet 34 i skumplast eller liknande, och utforma en slits för vardera fixeringsstag 25 som möjliggör för mutterdelen 24 att löpa i en kanal (ej visad) under tryckbegränsningselementet 34.

Företrädesvis är det statiska tryckbegränsningselementet 34 utformat med avrundade ändar enligt figuren 6, och kan vara integrerad med den isolerande mattan 36. I denna utföringsform bildar det statiska tryckbegränsningselementet 34 även den förhöjning som täcker drivorganet 22, motsvarande förhöjningen 35 enligt tidigare beskrivna utföringsforrner. Också tryckbegränsningselementet 34 enligt utföringsformen i figur 6 definierar en förträngd inre tvärsnittsarea i kanalen i ett utdraget parti av kanalen 13, och förorsakar därför nämnda slangeffekt.

Tryckbegränsningselementet 34 är således den statiska motsvarigheten till flödessträckan mellan ytorna 19 och 31. Vid stor öppning i ventilen, dvs när det dynamiska rörorganet 12 är skjutet långt in i det statiska rörorganet ll, kommer den utdragna flödesbegränsning som tryckbegränsningselementet 34 utgör att förorsaka ett nominellt tryckfall. Vid ökad strypning kommer vingens 30 bidrag till flödesbegränsning, genom dess närmande mot stryporganet 18, att öka och till slut ta över. Är det statiska tryckbegränsningselement 34 utformat enligt utföringsformen i figur 6, och är dessutom relativt kort i förhållande till avståndet mellan stryporganet 18 och det statiska rörorganet ll, kommer den strypande effekt som det statiska tiyckbegränsningselement 34 har i vis mån att vara beroende av strypläge för det dynamiska rörorganet 12. Det inses dock att för ett mer utdraget tryckbegränsningselement 34, exempelvis där tryckbegränsningselement 34 är ca dubbelt så långt som avståndet mellan stryporganet 18 och det statiska rörorganet ll såsom illustreras i figuren, kommer den strypning som förorsakas därav inte att vara beroende av strypläget för det dynamiska rörorganet 12 i någon betydande utsträckning, utan kommer endast att ge upphov till nämnda nominella strypning. I enlighet med ovan diskuterade utföringsforin kommer den flödesbegränsning som förorsakas av det dynamiska rörorganets 12 strypning mot stryporganet 18 att dominera vid liten ventilöppning.

De utdragna flödesbegränsningarna, innefattande en dynamisk flödesbegränsare 30 och en statisk flödesbegränsare 34, är förstås användbara var för sig, och är båda utformade för att alstra minimalt med oljud. I en utföringsforrn där båda dessa innefattas, såsom i figuren 3, verkar de för att definiera randvillkor för ventilen. Den statiska flödesbegränsaren 34 definierar max flöde genom ventilen vid förbestämt lufttryck vid den i ventilen inmatade luften. Detta definieras både av flödesbegränsarens 34 längd saint den inre tvärsnittsarea den definierar i kanalen 13, 10 15 20 25 30 35 520 294 . . . . » ~ I * ' “ ' ll och kan således konstrueras efter behov. Den dynamiska flödesbegränsaren 30 definierar flödesbegränsningen vid strypning, och dess inverkan på flödesbegränsningen vid given ventilöppning, dvs position för det dynamiska rörorganet 12 i förhållande till stryporganet 18, styrs främst av flänsens 30 längd fiån innerkant 32 till ytterkant 33.

I figur 6 visas också en detalj som likaledes kan kombineras med någon av de utföringsfonner som illustreras i figurema 3-5, nämligen ett isoleringsorgan 43 anordnat vi flänsen 30. Detta isoleringsorgan 43 kan användas i kombination med mattan 36, eller fór sig själv, och är anpassad att tillhandahålla ljudisolering för flödet.

I figur 4 visas en alternativ utföringsforrn, som uppvisar stora likheter med utföringsformen enligt figur 3. Lösningen enligt figur 4 skiljer sig emellertid åt på det sättet att den flödesbegränsande flänsen 30 är anordnad med en öppningsvinkel mot det dynamiska rörorganet 12, vilken öppningsvinkel skiljer sig från 90 grader, så att utmatningsöppningen 17 bildar en tratt med successivt ökande öppning.

Förhöjningen 35 på stryporganet 18 är vidare utformad på motsvarande sätt, så att det alltjämt råder parallellitet, eller en viss vinkel enligt med vad som beskrivits med hänvisning till figur 3, mellan stryporganets 18 strypyta 19 och flänsens 30 flänsyta 31.

Ventilen enligt figurema 2-4 anordnas med fördel i taket i ett rum. Ventilen anordnas då så att det statiska rörorganet ll anordnas i ett hål i taket, så att monteringsflänsen 20 anordnas parallellt med och på insidan av taket. En ventil enligt föreliggande uppfinning kan emellertid även användas för flödesreglering i rörledningar, varvid ingen eller en mycket låg ljudalstring sker. I fig. 5 visas en ventil där en andra rörledning 40 är anordnad tättslutande vid det statiska rörorganets 11 utmatningsände 14. I deni figur 5 visade utföringsformen uppvisar Stryporganet 18 en yta 19 parallell, eller anordnad med en viss vinkel på tidigare redogjort vis, med det dynamiska rörorganets 12 fläns 30. Stryporganet 18 uppvisar också samt en andra yta 41 vänd bort från det dynamiska rörorganet 12. I figur 5 är den andra ytan 41 av stryporganet 18 koniskt avsmalnande i riktning bort från det dynamiska rörorganet 12. Denna yta 41 kan dock utfonnas på något annat sätt lämpligt för att passa till den andra rörledningen 40. Om rörledningen 40 är rak istället för avsmalnande kan stryporganets 18 andra yta 41 t.ex. uppvisa en cylindrisk form. Såsom antyds av figuren är stryporganet företrädesvis monterat vid den andra rörledningen 40 med en upphängningsanordning 42 som innefattar ett par diskreta upphängningselement anpassade att inte hindra eller störa luftflödet.

Arrangemanget av flänsen 30 och Stryporganet 18 är i utföringsforrnen enligt figur 5 liknande den i figur 4, med en trattfonnad ökande utmatningsöppning 17.

Det inses dock att arrangemang enligt figur 3 skulle kunna utnyttjas. Vidare är det 10 15 20 25 30 35 520 294 .i -H 12 möjligt att anpassa utföringsforrnen enligt figur 5 till det renodlade utförandet enligt figur 2, dvs utan den utskjutande flänsen 30. Alltjämt erhåller man då fördelen med att flödesreglering inte behöver ske under utövande av ett arbete mot lufttrycket.

Vidare kan naturligtvis konstruktionen enligt figur 5 kompletteras med den statiska flödesbegränsaren 34, eller användas utan den.

I en alternativ utföiingsform till den i figur 5, realiseras rörledningsövergången i vinkel. 1 en sådan vinklad utföringsforrn utgör ytan 19 i princip ändytan av rörledningens 11,12 kanal 13. Den till rörledningen 11,12 anslutna andra rörledningen 40 är i denna utföringsform anordnad att löpa ut åt sidan från ventilens öppning 17. Med hänvisning till figur 5 skulle rörledningen 40 då löpa väsentligen horisontellt, eller med någon annan vinkel, ut åt ena eller bägge riktningarria från ventilen. Rörledningen 40 ansluter då till ventilen vid det statiska rörorganets nedre ände 14, och vid strypytan 19, exempelvis där det i figur 5 är illustrerat en upphängningsanordning 42. Ställdonets drivanordning kan i en dylik utföringsforin vara anordnad på insidan av kanalens 13 ändyta 19, eller på utsidan, med ett urtag bildat i ändytan 19 för transmissionsstången 23.

I figur 7 visas en utföringsfonn av föreliggande uppfinning, där särdraget med en utdragen strypande flödessträcka ut ur ventilen drivits ett steg längre. I enlighet med vad som tidigare beskrivits ger en långsmal strypning fördelen att inbromsning av luften sker längs ett utdraget parti med spridd turbulensbildning, en sk ”slangeffekt”. Detta ger en mjuk inbromsning med avsevärt mindre ljudalstring än exempelvis ett trottelspjäll eller irisspjäll, där strypningen endast sker vid spjällets rand. Om man exempelvis betraktar flödessträckan för pilen A i figur 2B, inser man att flödeshastigheten i passagen mellan ytorna 19 och 31 är störst mitt mellan dessa ytor, då inbromsningen sker mot nämnda ytor. Vidare inser fackmannen att inbromsningen ökar ju kortare avståndet är mellan ytorna 19 och 31.

Detta får till följd att vid ökat avstånd mellan ytorna kommer slangeffekten att minska i betydelse, för att till slut i princip försvinna vid någon given ventilöppning.

Detta medför ökad ljudalstring, då tryckfallet huvudsakligen hamnar över utinatningsöppningen 17 vid randen 32, eller vid den yttre öppningen vid kanten 33.

I figur 7 visas en lösning på detta problem. I denna utföringsforrn är en eller flera strypskivor 70,71 anordnade mellan flänsen 30 och stryporganet 18. Vardera strypskivorna 70,71 utgörs företrädesvis av en ringformad plan skiva, anordnad huvudsakligen parallellt med ytorna 31 och 19, eller om en liten vinkel föreligger mellan stryporganet 18 och flänsen 30, i huvudsakligen i medianen av denna vinkel.

Varje strypskiva 70,71 uppvisar en inre diameter 75, som företrädesvis motsvarar eller överstiger innerdiametem för rörledningens 11,12 kanal 13. Strypskivans 70,71 yttre diameter 72 överensstämmer företrädesvis med flänsens 30 yttre kant 33.

Vardera strypskiva 70,71 är upphängd av ett eller flera upphängningsorgan 73,74 i 10 15 20 25 30 35 , , . - i > 520 294 13 rörledningen 11,12 eller stryporganet 18, eller i ovanliggande strypskivor 70,71. I figuren 7 visas en utföringsform där upphängningsorganen 73,74 är monterade vid flänsen 30 på rörledningen, och utföringsformen i figur 7 är av typen med rörligt rörorgan 12 i förhållande till ett fast anordnat stryporgan 18. Fackinannen inser dock att de för denna utföringsform specifika särdragen likaledes kan appliceras på en utföringsforin enligt figur 2A.

Upphängningsorganen 73,74 är anordnade så att de kan kollapsa, dvs de har en definierad största längd mellan två strypelement, men en odefinierad minsta längd. Med strypelement menas här flänsen 30, stryporganet 18, samt de mellanliggande strypskivoma 70,71. Ett sådant kollapsande upphängningsorgan 73,74 kan exempelvis realiseras som en skruv som åtminstone i ett strypelement löper väsentligen fritt i ett urtag, varvid skruven på den yttre sidan av det strypelementet är försedd med en mutter som inte kan passera genom nämnda urtag, och därvid definierar nämnda största längd. I en enklare utföringsform kan upphängningsorganen 73,74 realiseras som en kedja eller ett snöre, som av naturen kollapsar i fiånvaro av dragkrafier. I den illustrerade utföringsforrnen är samtliga upphängningsorgan 73,74 fästa vid flänsen 30. I praktiken skulle emellertid upphängningsorganet för varje strypskiva 70,71 kunna vara infäst via sitt upphängningsorgan i närmaste överliggande strypelement, vare sig det är en annan strypskiva 70,71 eller flänsen 30. Varje upphängningsorgan 73,74 definierar med sin största längd en största höjd x mellan två ytor. Denna största höjd x är inställbar i beroende på arbetstryck i lufttillförseln, dimensioner på ventilen, mm, genom att skruva ner muttern på skruven 73,74, korta snöret eller kedjan 73,74, eller på annat sätt. Företrädesvis definierar samtliga upphängningsorgan 73,74 samma maximala avstånd x. Samtidigt definierar höj den mellan flänsens 30 yta 31 och stryporganets 18 strypyta 19 den totala öppningen y, under den idealiska förutsättningen att strypskivoma 70,71 är infinitesimalt tunna. I verkligheten blir den totala öppningen y minus strypskivomas 70,71 sammanlagda tjocklek, men i fortsättningen kommer ventilen enligt utföringsformen i figur 7 att beskrivas utan hänsyn till strypskivomas 70,71 tjocklek.

När ventilen är inställd för ett litet luftflöde är också den totala öppningen y liten. För mycket små flöden är y < x, dvs samtliga upphängningsorgan 73,74 är kollapsade, och strypskivorna 70,71 vilar mot stryporganet 18. I detta läge är det den översta strypskivan 70 som med sin övre yta bildar strypytan 76. För ökat flöde skjuts stryporganet 18 och rörledningen ifrån varandra, i den illustrerade utföringsformen genom att det dynamiska rörorganet 12 skjuts in i det statiska rörorganet ll. När y överstiger x kommer det första upphängningsorganet 73 att sträckas och lyfta med sig den övre strypskivan 70. Under förutsättning att öppningen x < y < 2x, kommer den undre strypskivan 71 att ligga kvar på 10 15 20 25 30 35 520 294 14 stryporganet 18. Därvid kommer den totala öppningen y att delas upp i två öppningar: en övre öppning med höj den x, begränsad av flänsytan 31 och den övre strypskivans 70 övre strypyta 76, och en nedre öppning med höj den y - x, begränsad av den övre strypskivans 70 undre strypyta 77 och den nedre strypskivans 71 övre strypyta 78. Önskas ytterligare ökat flöde skjuts rörorganet 12 ännu längre upp så att också den andra strypskivan 71 lyfts av sitt upphängningsorgan 74, vilket är det fall som är illustrerat i figuren 7. Därvid kommer den totala öppningen y att delas upp i tre öppningar, under förutsättning att 2x < y < 3x, där den översta öppningen är oförändrad från fallet x < y < 2x. Den mittersta öppningen kommer att i likhet med den översta ha höj den x, definierad av upphängningsorganet 74. Den understa öppningen kommer att begränsas av den undre strypytan 79 på strypskivan 71, samt strypytan 19 på stryporganet 18, underförutsättning att inte fler strypskivor är anordnade mellan stryporganet 18 och flänsen 30.

Företrädesvis är så många strypskivor anordnade att man för full öppning, dvs när det dynamiska rörorganet 12 i princip är skjutet hela vägen in i det statiska rörorganet ll till dess att flänsen 30 ligger an mot taket 4 eller monteringsflänsen 20, har hela öppningen y uppdelad i delöppningar om vardera max höjden x. Ökad öppning från det scenario som visas i figur 7 kommer därvid att föranleda att en ny strypskiva lyfts upp varje gång öppningen y ökar med höjden x.

Arrangemanget enligt utföringsforrnen i figur 7 medför att man oberoende av öppning y kommer att erhålla ett luftflöde som måste passera en utdragen flödessträcka med en förbestämd största höjd x, varvid en j ämn üyckbegränsriing alltid erhålls. Effekten av detta är minskad ljudalstring i hela flödesintervallet.

Som tidigare påpekat kan detta arrangemang åstadkommas även med ett skjutbait stryporgan enligt figur 2A. Vidare inses det att ställdonet inte behöver utformas med drivorganet 22 med transmissionen 23,24,25, utan att andra typer av flödesreglering är tänkbar. Fackinannen inser också att arrangemanget enligt figur 7 likaledes kan appliceras på utföringsformerna i figurema 3 - 6.

Den utdragna flödesbegränsning enligt föreliggande uppfinning, realiserat med flänsen 30 och eventuellt den statiska begränsaren 34, medför att lufttrycket reduceras successivt, varvid luftmotståndet eller turbulensen fördelas jämt längs hela flödessträckan, varvid ljudalstringen reduceras till ett minimum. Detta medför att ventilen klarar att strypa flöden vid stängning med applicerat lufttryck på mer än 100 Pa. Tack var att flödet ut från ventilen inte är behäftat med samma turbulenseffekter som vid ventiler enligt känd teknik klarar ventilen enligt föreliggande uppfinning att sprida undertempererad luft om ca l6-l7°C längs taket av ett med en kastlängd på upp till 1,5 m. Flödet styrs företrädesvis behovsanpassat fiån endast några få l/s till mer än 70 l/s, exempelvis med hjälp av sensorer anpassade att avkänna temperatur, COz-halt, osv. Uppfinning kan således utformas 10 520 294 gar 15 för att klara en behovsanpassad ventilation för hela det befintliga beståndet av kontorslokaler, skolor mm samt all nyproduktion. Den har därmed förutsättningar för att utgöra en viktig komponent i en systemlösning för att avsevärt reducera energibehovet i framtiden.

Det bör emellertid inses att ventilkonstruktionen enligt föreliggande uppfinning inte är begränsad till reglering av luftflöden, utan är även användbar för annan tänkbar gas. Det är dessutom uppenbart att de exempel på dimensioner som angivits inte skall anses som uteslutande, utan endast som exempel för att tydliggöra beskrivningen. Vidare inser fackmannen att även om det inte illustrerats på ritningarna kan flera utav de beskrivna utföringsforrnerna kombineras på olika sätt inom skyddsomfånget för de vidhängande patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 520 294 lb PATENTKRAV

1. Ventil för variabel strypning av flöden, innefattande en rörledning (1 1,12) med en inmatningsöppning (15) och en utmatningsöppning (17), ett stryporgan (18) som uppvisar en strypyta (19) mot nämnda utmatningsöppning (17) för reglering av luftflödet genom nämnda rörledning (11,12), ett ställdon för variabel inställning av avståndet mellan stryporganets (18) strypyta (19) och nämnda utmatningsöppning (17), varvid en utvändig strypfläns (30) skjuter ut från nämnda utmatningsöppning (17) och uppvisar en flänsyta (31) som utsträcker sig mellan randen (32) av rörledningens (1 1,12) utmatningsöppning (17) och strypflänsens (30) ytterkant (33), så att en utdragen flödessträcka ut ur ventilen bildas med en given varierbar totalhöjd (y) mellan de begränsningsytor nämnda flänsyta (31) och nämnda strypyta (19) utgör, kännetecknad av att en strypskiva (70,7l), begränsad av ett centralt urtag (75) och motsatta strypytor (76,77 resp. 77,78) som sträcker sig mellan nämnda urtag och en yttre diameter (72), är huvudsakligen parallellt anordnad mellan flänsen (30) och stryporganet (18) för att avgränsa delöppningar däremellan, och att medel (73,74) är anordnade för att begränsa delhöjden för vardera av nämnda delöppningar till en förbestämd maxhöjd vid reglering av nämnda totalhöjd, varvid nämnda strypytor avgränsar separata utdragna flödessträckor ut ur ventilen via nämnda delöppningar.

2. Ventilen enligt krav 1, kännetecknad av att närrmda strypskiva uppvisar en inre diameter vid nämnda urtag som motsvarar eller överstiger diametern för randen av rörledningens utmatningsöppning, och där strypskivans ytterdiameter huvudsakligen överensstämmer med strypflänsens ytterkant.

3. Ventilen enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda flänsyta (31) och nämnda strypyta ( 19) är väsentligen parallella.

4. Ventilen enligt krav 1, kännetecknar] av att avståndet mellan nämnda flänsyta (31) och nämnda strypyta (19) minskar från randen (32) av utmatningsöppningen (17) till nämnda ytterkant (33).

5. Ventilen enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda strypskiva (70), vid en flödesinställning när nämnda givna höjd (y) är mindre än nämnda maxhöjd (x), är placerad invid en av nämnda begränsningsytor (19,30).

6. Ventilen enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda strypskiva (70), vid en flödesinställning när nämnda givna höjd (y) större än iiämnda nraxhöjd (x). är 10 15 20 520 294 i?- placerad på nämnda maxhöjd från nämnda en av nämnda begränsningsytor (l9,30).

7. Ventilen enligt krav 1, kännetecknad av att ett flertal strypskivor (70,7l) är parallellt anordnade mellan flänsen (30) och stryporganet (18) för att avgränsa ett flertal delöppníngar däremellan, och medel (73,74) för att begränsa höjden för vardera delöppning till nämnda förbestämda maxhöjd (x).

8. Ventilen enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda strypskiva (70,7l) är upphängd med upphängningsorgan (73,74) i nämnda fläns (30), så att strypskivan fritt hängande från strypflänsen intar ett läge på ett avstånd därifrån motsvarande närrmda maxhöjd, medan strypskivan vid ökad strypning är anordnad att direkt eller indirekt påverkas mekaniskt underifrån av nämnda stryporgan så att strypskivan förs närmare strypflänsen.

9. Ventilen enligt krav 1, kännetecknad av att rörledningen (1 1,12) innefattar ett dynamiskt rörorgan (12) med öppna ändar (16,17), skjutbart anordnat koncentriskt med ett statiskt rörorgan (11), varvid nämnda ställdon är anordnat att förskjuta nämnda dynamiska rörorgan (12) längs det statiska rörorganet (11) för inställning av avståndet mellan nämnda utmatningsöppning (17) och nämnda strypyta (19).

10. Ventilen enligt krav 9, kännetecknad av att nämnda stryporgan (18) är anordnat medelst distansstag (21) på ett fixt avstånd från nämnda statiska rörorgan (11).