DE1604168A1 - Automatisches Regelventil fuer Belueftungs- oder Klimaanlagen od.dgl. - Google Patents

Automatisches Regelventil fuer Belueftungs- oder Klimaanlagen od.dgl.

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    • Y10T137/7784—Responsive to change in rate of fluid flow
    • Y10T137/7786—Turbine or swinging vane type reactor

Description

DR.-INQ. DIPL.-INQ. M.SC. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART
23. Juni 1966
Herr Olav Fahre
Oslo 1, Norwegen
Automatisches Regelventil für Belüftungen oder Klimaanlagen oder dergleichen
Die Erfindung betrifft eineautomatisches Regelventil für Belüftunge- und Xllmaanlagen oder dergl·, das unabhängig vom Luftdruck in einer Zufuhrleitung einen konstanten Luftdurchsatz pro Zeiteinheit aufrecht erhält} es eignet sich besonders für solche Systeme, in welchen von einer.gemeinsamen
ι Zufuhrleitung Leitungen in einzelne Räume abzweigen, wobei * dann in jede dieser abzweigenden Leitungen eine solches' Regelventil eingesetzt ist. Der Druok in der Zufuhrleitung kann erheblich schwanken, wenn eine schwankende Anzahl von Zweigleitungen verschlossen wird; so kann der Druok beispielsweise swisohen 30 und 60 mn Wassersäule variieren.
Verschiedene !Typen solcher Regelventile sind für diesen Zweck bereits bekannt. Sie weisen eine Membran öler dergl· aus Gummi
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auf, die, wenn die zuzuführende Luft während der kalten JahreCBeit erwärmt wird, oft zu einen merklichen Gummigeruoh führtι außerdem weist sie infolge des leizungsbetriebs eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer auf.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein im Aufbau einfaches, automatisches Regelventil für den genannten Zweck zu schaffen, das eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer aufweistο
Bei einem Regelventil der eingangs erwähnten Art, das eine Regelklappe aufweist, die in einem Ventilgehäuse um eine horizontale Achse drehbar -gelagert ist und mit einem Steuerorgan zusammenwirkt, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Steuerorgan ein an einem im Gebrauch oberen Teilatüok der Klappe befestigter Flügel ist, der mit dem anderen Teilstüok einen stumpfen Winkel solcher Größe bildet, daß der Flügel bei steigendem Luftdruck kurz vor dem Schließen der Klappe nahezu parallel zur Längsachse des Ventil* gehäuses ist.
Wird nun ein Luftstrom duroh das Ventilgehäuse geleitet, so streicht dieser über und unter der teilweise geöffneten Klappe vorbei und übt auf den Flügel eine sribhe Kraft aus, daß dieser nach oben gtsohwenkt wird und dabei die Klappe dreht, um den Luftstrom allmählich ua so mehr abzudrosseln, je höher der Flügel geschwenkt wird und je mehr sr sich der Horizontalen
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nähert· Die ^ Bndlage des Flügels und somit die Drosselung des Luftstromes hängt von den durohgelassenen Luft strom ab, und bei entsprechender Wahl der Länge, der Breite, des Gewichts und des Winkels mit der Ebene der Klappe kann auf der Austrittsseite des Ventiles ein praktisch konstanter Luftstrom unabhängig von den Druckänderungen auf der Singangeseite erzielt werden. Torgenommene Messungen zeigten, daß eich der,Luftdurchsatz bei einem für 200 nr Luft pro Stunde ausgelegten Ventil auf der Ausgangsseelte nur um 2 # änderte, wenn der Druck in der Luftzufuhrleitung zwischen 25 und 65 mm Wassersäule schwankte·
TTm Schwingungen der Klappe zu verhindern, 1st es zweckmäßig, wenn eine mit der Klappe fest verbundene Welle mit einem vorzugsweise pneumatischen Schwingungsdämpfer gekoppelt ist, der an der Außenseite des Ventllgehäuses angeordnet sein kann.
Weitere, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung darstellende Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung, die der Erläuterung in der Zeichnung dargestellter Ausftthrungsbeisplele dient; es zeigern ·
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Fig· 1 einen längeeehnitt durch eis erflndungegemäSee Ventil; I1Ig* 2 eine Aneidht dee Ventils von der Ausgangsseite her; Fig. 3 eine erste Ausführungsform eines Flügels für das erfindungsgemäße Ventil;
Fig· 4 eine zweite Aueführungsform eines Flügels} Fig. 5 ein Diagramm, in dem Messungen der Strömungsgeschwindigfceit an der Austrittsseite des Ventils bei wechselndem
Druck in der Luftzuführleitung festgehalten sind; Fig· 6 einen pneumatischen Schwingungsdämpfer für de Klappe des erfindungsgemäßen Ventils in einer Seitenansicht»
und
Fig. 7 eine Ansicht des mit dem Schwingungsdämpfer versehenen
Ventils von der Austrittsseite her.
In einem Ventilgehäuse 1, das an seiner Singangsseltes einen Befestigungsflansch 6 aufweist, ist eine um eine horizontale Mittelachse drehbare Klappe 2 vorgesehen« Zwei Lagerzapfen 4· dieser Klappe sind in selbstsohmierenden Lagern 5 oder Kugellagern gelagert, die reibungsarm und wartungsfrei sind. Die Richtung des das Ventil durchsetzenden Luftstromes ist durch einen Pfeil angedeutet, und in dieser Sichtung hinter der Klappe 1st ein an dieser befestigter Flügel 3 angeordnet, der mit einem Lappen V an einer im Gebrauch oberen Hälfte der Klappe 2 befestigt ist und mit dem Hauptteil der Klappe einen Winkel β einschließt. Ih seiner tiefsten Stellung
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- in Abwesenheit eines das Ventil durchströmenden Luftatromee bildet dor Flügel 3 einen Winkel·^ mit der Horizontalen, der zwischen 30° und 40° liegt ( HLg* 1 ) und je naoh den Druck-▼erhältnisaen und gewünschten Luftmengen geändert wird» In gestrichelten Linien ist die lage der Klappe und dee Flügela bei ungefähr maximalem Druckunterschied vor und hinter der Klappe angedeutet; bei geringeren Druekunterschieden nehmen Klappe und Flügel eine dem Druckunterschied entsprechende Zwischenlage ein« die jedoch denselben Luftdurchsatz durch das Ventil ergibt, da der eingangsseitige Brück einen entsprechend kleineren Wert hat.
Um Schwingungen der Klappe 2 au dämpfen ist bei diesem AusfUhrungsbeisplel auf einem der Lagerzapfen 4 ein Schwungrad 4» befestigt.
Der in TIg. 2 dargestellte Flügel 3 hat eine gleichbleibende Breite» die jedoch längs des Flügels auch variiert werden kann» wie dies die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Fltlgelformen seigen* die bei verschiedenen Ventilgrö Ben zu guten Resultaten fuhren.
Dtr Flügel braucht nicht eben zu sein, sondern kann in der Querrichtung oder in der Längsrichtung gebogen sein. Die obige Angabe r dafl der FLttgel einen gewissen Winkel mit der Klapp» bildet, bedeutet bei einem abgewinkelten Flügel, bei»
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spielsweise bei dem Flügel 3b in Fig» 4, daB der Winkel «wischen der Verbindungslinie 8 der beiden Enden des Flügels und der Klappe 2 den angegebenen Wert aufweist.
Bei der in Fig. 3 geaelgten Ausführung eines Flügels hat der eigentliche Flügel 3a die Form eines langgestreckten Sechsecke, bei dem das freie Bnde, das in der Buhestellung gegen den unteren Seil des Gehäuses anliegt, etwas gekrümmt ist. Der in Fig· 4 dargestellte Flügel 3b setzt sich aus einem oberen, schmaleren rechteckigen Teilstück, an das sich ein lappen 3b· zur Befestigung der Klappe anschließt, und einem etwas breiteren rechteckigen Teilstüok mit einer unteren, geraden Kante 7' eusammen. Dabei bilden die beiden rechteckigen !feile einen stumpfen Winkel miteinander«
Das in Fig· 5 dargestellte Diagramm wurde mit einem erfindungagemäSen Ventil aufgenommen, das einen Innendurchmesser τοπ 95 mm hatte, Der Luftdruck auf der Elngangsaeite des Ventils wurde zwischen 20 und 70 mm Wassersäule variiert, und die Strömungsgeschwindigkeit des abgehenden Iiuftstromes schwankte im Bereich »wischen 4,2 und 4,3 m pro Sekunde bal einem eingangsseitigen Luftdruck zv/Lgohon 25 und 65 aus Wassersäule; diese Strömungsgeschwindigkeit dan abgehenden Luft stromes entsprachen einem IiUf tdurohsata -zwlaolum 210 und 215 m^ pro Stunde, d, h.t der
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Luftdurchsatz schwankte ua 2,3 ^.
Die Regulierfahigkeit des Ventilee let begrenzt, weshalb sowohl der Durchmesser des Yentilgehauses ale auoh die Form, das Gewicht und die Winkellage des Flügels des gewünschten Luftdurchsatz und den eingangsseitigen Luftdruck angepasst werden müssen. So hat es ei oh gezeigt, daß es für eine abglichst genaue Eegelung günstig ist, für den normalen Durchsatzbereich Bwischen 150 und 500 nr pro Stunde für jeden, eine Durchsatsschwaiücangebreite von 100 nr pro Stunde aufweisenden Bereich ein besonderes Ventil herzustellen·
Wie die Fig. 1 und 2 selgen, steht der Fitigel yen der Klappe an einer Stelle ab, die unter der oberen Kante der-Xlappe liegt» Dies ist Ton Bedeutung» da der Flügel, wenn er von der unter der Klappe hindurchströaeaiden und auf seine Unterseite auf treffenden luft angehoben wird, auf seiner Oberseite van Luftwirbeln beeinflusst wird, die sich hinter der Oberkante der Klappe bilden. Diese Beeinflussung nimmt au, wenn das erfindungegenSBe Tentil starker drosselt, wobei gleichseitig die Wirkung des Luftstroaee an der Unterseite des Flügels abnimmt. . .
Die Fig. .6 und 7 «eigen ein erfindungBgemößee Ventil mit eines pneumatischen Schwingungsdämpfer für die Klappe 2, der mit
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einen Lagerzapfen 4 der Klappe gekoppelt ist» Dieser Schwingungsdämpfer umfaaet einen Zylinder 13 mit einem Bodenteil 14 und eine einen Kolben 12 tragende Kolbenstange· Der Sehwingungedgmpfer ist zwischen Zapfen 10 und 16 drehbar montiert, die an eines alt des Lagerzapfen 4 verbundenen Kurbelarm 9 bew. an eines gehäusefesten Arm 15 angeordnet sind« Sie Dämpfung wird entweder duroh einen geeigneten Spielraum «wischen Kolben und Zylinderinnenwand oder duroh . eine einstellbare Schraube 20 bewirkt, die einen Luftkanal 19 am oberen Ende des Zylinders 13 mehr oder weniger drosselt·
Der Kurbelarm 9 ist mit einem naoh unten gerichteten Gewindebolzen 17 verbunden» der ein entlang des uewindeboleens einstellbares Gewicht 18 trägt. Dieser Gewindebolzen hängt ungefähr senkrecht nach unten, wenn die Klappe 2 halb Offnet· Eine entsprechende Binregulierung des Gewichtes 18 ermöglicht die Erzielung eines konstanten Luft&urohsatsee innerhalb ziemlich weiter Grenzen für den eingangsseitigen Luftdruck·
Im Ventilgehäuse ist eine Ansohlagsohraube 21 angebracht, die dazu dient, die Drehung der Klappe in Richtung auf ihre
Schließstellung zu begrenzen.
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Pat i&tsssprttohe t
M »J Automatisches Regelventil far Belüftung»- und Klimaanlagen oder dergl.p das unabhängig vom Jtaftdraols in aiaer Zuiuhr» leftung eine» konstanten Iiuftduroheats pro Zeiteinheit aufrecht erhält, und eine Begelklappe.aufweist» die in einem Ventilgehäuse um eine horlsontale Achse drehbar gelagert ist und Bit einem Steuerorgan susammenwirlct, dadurch gekennzeichnet» daß das Steuerorgan ein an eines im Gebrauch oberen Seilstüok der Klappe (2) befestigter Blügel (3) ist, der ait dem anderen Teilatüok einen stumpfen Windel (ß) solcher GrSSe bildet» daß der Flügel bei steigendem Luftdruck kurz Tor dem Schließen der Klappe nahesu parallel sur S&ngsachse des Ventilgehäuse* (1) ist.
2« Ventil naoh Anspruch 1* dadurch gekennseiohnet» das der etuapfe Viak«l (^) svisohen 90° und 130° liegt.
3» Ventil naoh Anspruch 1 und 2» dadurch gekennseiohnet, daft 4er Flügel »0 lang ist» das la Abwesenheit eines Luft stromes der Wink«!- (2) wischen Flügel und Längsachse des Ventilgehäuse^
(1) ungefähr 33° ist.
BAD 109887/03St
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4. Ventil naoh tinea oder aehrercn der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennselohi»ty daS der Tlügel (3) unterhalb der ia Gebrauoh oberen Kante des Ilapp· (2) von dieser absteht·
5· Ventil naoh oinea oder Behrcren der Ansprüche 1 bis 4, dessen Klappe ait einer i» Ventilgehäuse gelagerten Welle fest verbunden latt dadurch gefcennseiohnet, das die Volle (4) alt eines rorengswelse pneumatischen SohwlngnngsdäBpfer (11,12,13) gekoppelt 1st·
6» Ventil naoh Ansprooh 5$ dadurch geieennseiohnet, daß der SohwingnngsdaUpfer als erstes Glied eines Zylinder (13) und als «weites Glied eine einen Kolben (12) tragende Kolbenstange (11) aufweist» und daS das eine Glied an eine» gehäusefesten Seil (15) und das andere Glied an einem Kurbelarm (9) der Welle (4) angelenkt ist·
7* Ventil naoh Anspruoh S oder 6t dadurch gekenzuseiohnetf daß mit der WeUe (4) ein ein Gewicht (18) tragender Arm (17) gekuppelt ist, der bei ungefähr halb geöffneter Klappe -rartikal verläuft.
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