CH663645A5 - Vorrichtung zum drosseln eines medienstromes. - Google Patents

Description

663 645

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Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Drosseln eines Medienstromes mittels einer in einem vom Medienstrom durchflossenen Gehäuse

( I ) schwenk- oder drehbar gelagerten Klappe (3), dadurch gekennzeichnet, dass ortsfest in dem Gehäuse (1) mindestens ein gebogenes Leitblech (5) vorgesehen ist, das entlang einer von einer der beiden Kanten (4) der Klappe (3) beschriebenen Bahn verläuft, wobei das Leitblech (5) in Richtung seiner Breite mindestens eine parabelförmige Einbuchtung (6) aufweist, die den freien Strömungsquerschnitt in Abhängigkeit von einem jeweiligen Drosselwinkel der Klappe (3) verändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der um eine Mittelachse (2) schwenk- oder drehbar gelagerten Klappe (3) zwei gebogene Leitbleche (5) zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Leitbleche (5) je viertelkreisförmig gebogen sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drosseln eines Medienstromes mittels einer in einem vom Medienstrom durchflossenen Gehäuse schwenk- oder drehbar gelagerten Klappe.

Derartige Vorrichtungen werden in lufttechnischen Anlagen zu Regelungszwecken eingesetzt. Die dabei benutzten Drosselklappen erlauben jedoch kein optimales Regelverhalten, weil ihre Charakteristik zu sehr von einer linearen Charakteristik abweicht, die für das Regelverhalten als ideal anzusehen ist. Statt dessen besitzen die bekannten eingliedrigen Drosselklappen einen Widerstandsbeiwert y, der nach einer sehr ausgeprägten Exponentialfunktion verläuft.

Die Erfindung bezweckt eine Vorrichtung zum Drosseln eines Medienstromes zu schaffen, deren Widerstandsbeiwert y sich durch eine möglichst lineare Charakteristik auszeichnet.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die durch die Klappe bewirkte Querschnittsverminderung bei Vergrösserung des Drosselwinkels <p wird durch die erfindungsgemässe winkelabhängige Querschnittsreduzierung aufgrund mindestens einem gebogenen Leitblech überlagert. Die aus dieser Überlagerung resultierende Querschnittsänderung über den Drosselwinkel <p erzeugt eine nahezu lineare Widerstandscharakteristik.

Dieser Widerstandsbeiwert y berechnet sich nach der mathematischen Gleichung y = k° + ki • <p wobei:

y = dimensionsloser Widerstandsbeiwert k° = konst. = Widerstandsbeiwert bei voll geöffneter Klappe ki = konst. [qjjj] = Steigung der Charakteristik cp = Klappenwinkel [Grad]

Um die erfindungsgemässe Drosselvorrichtung mit der linearen Charakteristik des Widerstandsbeiwertes in lufttechnischen Anlagen sinnvoll einsetzen zu können, ist darauf zu achten, dass der Widerstandsbeiwert bei voll geöff-5 neter Klappe nicht zu hoch ist, damit nicht zuviel Energie vernichtet wird. Weiterhin soll die Steigerung der Geraden in einer bestimmten Grössenordnung liegen. Die Untergrenze wird durch die praktischen Erfordernisse für eine solche Drosselvorrichtung festgelegt und beträgt Ki>0. Anderer-10 seits nimmt mit wachsender Steigung auch die Empfindlichkeit des Regelinstruments zu. Diese Empfindlichkeit muss aus fertigungstechnischen Gründen klein gehalten werden. Daraus ergibt sich die Forderung, dass ki<5 sein soll. Es ist besonders sinnvoll, einen Widerstandsbeiwert bei voll geöff-15 neter Klappe <5 und eine Steigung der Geraden von 0,5^kl^l,5 anzustreben. Diese angestrebten Ziele lassen sich mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erreichen.

Da die Definition der so linearisierten Widerstandscharakteristik die ursprüngliche exponentielle Widerstandscha-20 rakteristik bei einem Klappenwinkel von (pG schneidet, werden die gebogenen Leitbleche so angeordnet, dass sie bei einem Winkel <p><pG nicht mehr wirksam sind und daher die lineare Widerstandscharakteristik bei (p = q>G in den expon-entiellen Funktionsverlauf übergeht. Dies bedeutet natürlich 25 eine Einschränkung des Regelbereiches auf Winkel 0°^<p^<pG. Sinnvoll ist ein Grenzwinkel (pG von 55% ^ <pG d, 75% des Klappenschliesswinkels (p0.

Nach Anspruch 2 sind der um eine Mittelachse schwenk-oder drehbar gelagerten Klappe zwei gebogene Leitbleche 30 zugeordnet.

Nach Anspruch 3 sind die beiden Leitbleche je viertelkreisförmig gebogen.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer 35 um eine Mittelachse drehbar gelagerten Klappe beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Klappe mit zwei Leitblechen in Ansicht;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 ;

Fig. 3 zeigt in gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrössertem 40 Massstab ein Leitblech und

Fig. 4 zeigt je eine Kurve für den Widerstandsbeiwert y in Abhängigkeit vom Klappenwinkel <p einer konventionellen und einer erfindungsgemässen Drosselvorrichtung.

45 In einem Gehäuse 1 ist auf einer Mittelachse 2 eine Klappe 3 drehbar gelagert.

Entlang einer von Kanten der Klappe 3 beschriebenen Bahn sind im Gehäuse 1 Leitbleche 5 angeordnet, deren Krümmungsradius dem Bahnverlauf der Kanten 4 angepasst so ist.

Die Leitbleche 5 besitzen mindestens eine parabelförmige Einbuchtung 6 die so verläuft, dass eine durch die Klappe 3 bewirkte Querschnittsverminderung bei Vergrösserung des Klappenwinkels (p durch die winkelabhängige Querschnitts-55 reduzierung aufgrund der Leitbleche 5 überlagert wird.

Wie Fig. 4 zeigt, ergibt sich aufgrund dieser Überlagerung ein Widerstandsbeiwert y mit einer linearen Charakteristik (gestrichelte Linie) gegenüber einer konventionellen Drosselvorrichtung, die einen ausgeprägten exponentiellen Ver-60 lauf aufweist (ausgezogene Kurve).

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2 Blatt Zeichnungen