NO139302B - Regulatoranordning for opprettholdelse av en hovedsakelig konstant massestroem i en stroemningsbane - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en reguiator-anordning for det formål og av den art som er angitt i inn-ledningen til det etterfølgende hovedkrav.

Fluidumstrømningsbanen, i hvilken regulatoranordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse er beregnet til å bli plassert, kan f.eks. bestå av en strømningskanal anordnet i et lufttilførsels- eller -utslippssystem. Strømningsbanen kan også være en kanal eller passasje i en pneumatisk føringsenhet eller lignende.

■ Hensikten med oppfinnelsen er primært å tilveiebringe

en regulatoranordning med hvilken en hovedsakelig konstant massestrøm kan opprettholdes nedstrøms i forhold til regulatoranordningen uavhengig av de herskende trykk i fluidumsstrøm-ningsbanen oppstrøms i forhold til regulatoranordningen. Regulatoranordningen ifølge oppfinnelsen skal herved ha kapa-sitet til å holde nedstrømstrykket hovedsakelig konstant innenfor i det minste et begrenset variasjonsområde for trykket i strømningsbanen oppstrøms i forhold til regulatoranordningen.

En øket eller minsket strømningsmotstand i strømningsbanen ned-strøms i forhold til regulatoranordningen skal også bevirke slik regulering av regulatoranordningen at de ønskede strøm-ningstilstander i det minste blir'vesentlig opprettholdt.

Ovennevnte oppnås ifølge den foreliggende oppfinnelse ved hjelp av ovennevnte regulatoranordning med de karakter-istiske trekk som er angitt i det etterfølgende hovedkravs karakteristikk.

Regulatoranordningen ifølge oppfinnelsen er således utstyrt med to eller flere spjeld eller demperblad i sitt kasseformede reguleringshus for regulering av tverrsnitts-arealet tii gjennomløpspassasjen. De fremre partier av demperbladene er de som fluidumstrømmen gjennom reguleringshusets innløp først møter på sin vei mot reguleringshusets utløp.

Ved at reguleringshuset har form av en kasse eller en kasselignende konstruksjon, får gjennomløpspassasjen for strøm-ningen gjennom huset en hovedsakelig rektahgulær eller kvadratisk ytre begrensning. Husets strømningsinnløp opptar hensiktsmessig hoveddelen av husets fremre ende og fluidumut-løpet opptar tilsvarende hoveddelen av husets bakre ende. For å oppnå en synkron bevegelse av demperbladene, er disse forbundet ved hjelp av en forbindelsesarm, hengselforbundet til .bladene. Forbindelsesarmen er arrangert på tvers av strøm-ningsretningen i reguleringshuset og er hensiktsmessig plassert ved en side av passasjen.

Hvert demperblad samvirker med en avskjermingsskive eller ledeplate festet på tvers i passasjen, hvilken plate bevirker at hvert demperblad får sin egen gjennomløpspassasje i huset. Ledeplaten strekker seg hensiktsmessig på tvers i huset mellom dets parallelle sidevegger og har i lengdesnitt i strømningsretningen gjennom huset, en vinkelform slik at den strekker seg med et plant fremre parti fra området ved demperbladakselen ned til en linje parallell med denne aksel under og nedstrøms i forhold til akselen, fra hvilken linje platen fortsetter med et plant bakre parti parallelt med passasjens øvre og nedre vegger, ut mot husets fluidumutløp.

En av demperbladakslene har en fra husets utside utragende motvektsakseltapp som bærer et innstillbart masselegemesystem.

Når regulatoranordningen ifølge en andre utførelses-form av oppfinnelsen, har minst tre identisk formede demperblad i huset, hvor bladene er forbundet ved hjelp av den felles forbindelsesarm anordnet på tvers i passasjen, er det øvre demperblads bakkantspalte avgrenset av husets øvre vegg og bladets bakre parti mens bakkantspaltene for de øvrige demperblad (som ligger nedenfor det første) avgrenses av undersiden av det bakre parti av ledeplaten som er forbundet med det overliggende demperblad, og det respektive demperblads bakre bladparti, og hvor videre fremkantspaiten til det nederste demperblad er avgrenset av husets nedre vegg og den fremre kant til det fremre parti av bladet mens fremkantspaltene til de resterende demperblad (som ligger ovenfor) er avgrenset av den fremre kant til det fremre parti av det respektive blad og det nedenforliggende demperblad.

I en slik utførelsesform vil hvert demperblad således regulere strømningen gjennom nedstrømspartiet i sin gjennomløps-passasje ved hjelp av det bakre bladparti, mens det fremre parti av bladet påvirker innstrømning av fluidum på den øvre side av demperbladet (det neste eller underliggende) i apparatet. Ut-førte prøver har vist at vinkelen mellom det fremre og bakre bladparti av demperbladet skal være i størrelsesorden 100°-li<0<o>. En vinkel på 120° kan være fordelaktig i mange tilfeller. For

å tilveiebringe en enkel motvektsbalanse på demperbladene er det i mange tilfeller hensiktsmessig at bladakseien er anbragt nær den fremre del av bladets bakre parti.

I en utførelsesform rager akselen til et demperblad

ut på utsiden av huset med den ene av dens opplagrede ender ut-formet som en tapp som danner akselen for apparatets motvekt. Masselegemesystemet, som virker på nevnte motvektaksel, omfatter en arm som rager ut i rett vinkel til akselen og som kan være festet i den ønskede radielle retning i forhold til akselen idet det på armen er anordnet en motvekt som kan låses til denne i forskjellige stillinger. På grunn av masselegemesystemets regulerbarhet, dvs. muligheten for regulering av armens retning i forhold til akselen, og/eller motvektens innstilling på armen, muliggjøres ønskede forandringer av masse-strømmens størrelse og nedstrømstrykket. Med den valgte utforming av masselegemesystemet, kan apparatet også nyttes helt uavhengig av enhver spesiell retning av strømningsbanen, dvs. uavhengig av reguleringshusets anbringelsessted.

Demperbladenes innstillingsstilling bestemmes således av dels det dreiemoment som påvirker den respektive aksel på grunn av fluidumstrømningskreftene på det tilhørende demperblads fremre og bakre bladpartier, dels masselegemesystemets påvirkning av de respektive blad, samt at passasjenes regulerte gjennomstrømningstverrsnitt bestemmes av demperbladenes innstillingsstilling i forhold til hverandre, til husets indre flater, og til avskjermningsskivene.

Det er hensiktsmessig at demperbladenes bevegelsesom-råde begrenses ved hjelp av en eller annen form for stoppeorganer. Disse stoppeorganer kan f.eks. ha form av settskruer festet til huset for samvirke med i det minste et av demperbladene, og en andre settskrue eller en stopper for det samme eller for noen andre demperblad i regulatoranordnineen.

Oppfinnelsen skal forklares og beskrives nærmere i det etterfølgende med henvisning til en ut førelsesform - i tegnings-beskrivelsen kalt apparat - som er vist i de etterfølgende tegninger, hvor

fig. 1 viser et strømningsbilde i et lengdesnitt (parallelt med strømningen) gjennom apparatets hus,

fig. 2 viser apparatet sett i retning mot husets fluiduminnløp (dvs. huset sett fra venstre i fig. 1),

fig. 3 viser huset sett fra siden (huset sett fra venstre i fig. 2), og

fig. 4 viser et lengdesnitt tilsvarende fig. 1 av apparatet med demperbladene svingt til maksimal strupestilling.

I tegningen er det vist en utførelsesform av apparatet forsynt med tre synkront virkende demperblader. Reguleringshuset 1 er fremstilt som en parallellepipedisk kasse hvis ene ende opptar apparatets fluiduminnløp 2 og den motsatte ende opptar fluidumutløpet 3- Apparatets gjennomløpspassasje løper fra innløpet 2 til utløpet 3j hvilken passasje ved sidene er avgrenset av husets sidevegger 4 og hvis øvre og nedre side er avgrenset av husets topp 5 og bunn 6. De tre svingbare demperblader anordnet på tvers i apparatets gjennomløpspassasje er like og betegnes med 7 i tegningen. Ved apparatets innløps- og utløpssider har huset 1 kantflenser 8 som løper rundt kantene.

De langsgående kanter ved husets topp 5 og bunn 6 har også tilsvarende kantflenser 8. Som vist i fig. 2, er husets gjennomløpspassasje rektangulært i tverrsnitt.

Hvert demperelement har form av et demperblad 7 som er vinkelformet i tverrsnitt slik som vist i fig. 1 og 4. Demperbladet omfatter et hovedsakelig plant fremre partii 9 og et hovedsakelig plant bakre parti 10 forbundet med dette. Vinkelen a (se.fig. 1) mellom bladpartiene 9 og 10 er ca. 120° i den viste utførelsesform. Hvert demperblad 7 er festet til og bæres av en demperaksel 11 som strekker seg på tvers gjennom passasjen og er svingbart lagret i huset idet akselens motsatte ender danner lagertapper 12 i hull i husets sidevegger 4. Lager-tappen 12 til det øvre demperblad 7 fortsetter på husets 1 utside med en forlengelse som danner apparatets motvektsakseltapp 13. Denne motvektsakseltapp bærer det regulerbare masselegemesystem betegnet med 14 i fig. 2 og 3.

Både huset 1 og demperbladene 7 kan hensiktsmessig fremstilles av blikkflater. Demperbladet 7 kan herved hensiktsmessig fremstilles ved at to plater forbindes ved hjelp av punktsveising idet akselen 11 er plassert mellom disse før sveisingen finner sted. Som tydeligst fremgår av fig. 1 , er hvert demperblad 7 samordnet med en ledeplate 15 montert i huset på tvers av gjennomløpspassasjen. De tre vanligvis parallelle ledeplater 15 strekker seg sideveis mellom passasjens parallelle sidevegger 4, Hver ledeplate 15 er festet til hver sidevegg ved hjelp av en skrue gjennom et øre 16 bøyd opp fra det fremre skråstilte flate parti 17 og ved hjelp av to eller flere skruer gjennom en kantflens 19 bøyd opp fra det horison-talt anordnede bakre plateparti 18 av platen. Lede<p>laten 15

for hvert demperblad strekker seg fra et punkt rett foran og nær demperbladakselen 11 nedstrøms til et sted i området for husets utløp 3. Akselen 11 for hvert demperblad 7 er anbragt umiddelbart bak bladets knekklinje 20. Som det fremgår av fig. 2, er demperbladene 7 anordnet slik i husets gjennomløps-passasje at det er en viss arbeidsåpning 21 mellom bladenes sidekanter 22 og sideveggene 4. I arbeidsåpningene 21 ved en side av bladene 7 er det anordnet som vist i fig. 2, en vertikalt rettet forbindelsesarm 23 ved hjelp av hvilken demperbladenes 7 bakre bladpartier er forbundet med hverandre for synkron bevegelse av demperbladene. Forbindelsesarmen 23 er koplet til bladpartiene 10 via aksler eller holter festet til visse partier idet de fri ender av nevnte aksler eller bolter er anordnet i gjennomgående hull i forbindelsesarmen og kan bestå av stenger sveiset til undersiden av bladpartiene 10. Når bladpartiene 10 består av to plater anordnet ovenpå hverandre, kan akselendene forbundet med forbindelsesarmen, ut-gjøres av de fri ender av forsterkningsstenger eller tråder plassert mellom platene. De således dannede lagertapper mellom demperbladene 7 og forbindelsesarmen 23 er betegnet med 24.

Det ovenfor nevnte masselegemesystem 14 som under-støttes av motvektakseltappen 13j omfatter tre hoveddeler, nemlig en reguleringsplate 25 fast festet til akselen 13, en motvekts-arm 26 som rager radielt og hovedsakelig rettvinklet ut fra akseltappen 13, og en motvekt 28 som kan festes tii armen i forskjellige stillinger ved hjelp av en skrue 27. Armen 26 er festet til et hovedsakelig flatt hode 29 forsynt med et hull for opptagelse av den ytre gjengede ende av motvektsakseltappen 13-Hodet 29 og derved også armen 26 blir holdt fast på den gjengede ytre ende av akseltappen 13 ved hjelp av en. vingemutter 30. På den side av hodet 29 som vender mot huset 1, er det en frem-springende bolt 31 som passer inn i reguleringshull 32 anordnet langsmed platens 25 periferi. Når armen 26 skal re-guleres til en ønsket radiell stilling i forhold til akselen 11, gjøres dette ved å skru løs vingemutteren 30 slik at hodet 29 kan beveges vekk fra platen 25 slik at bolten 31 festet til dette kan trekkes ut av det hull 32 i hvilket den var innført og bli flyttet til et nytt hull 32 som representerer den nye, ønskede stilling. Vingemutteren blir deretter trukket til. Regulering av masselegemesystemet 14 fullføres deretter ved å løsne skruen 27 slik at motvekten .28 kan beveges til ønsket stilling på armen 26 hvoretter skruen 27 atter strammes for å feste motvekten 28 i dens nye stilling.

Stillingen for minimum struping i dette systemet om-fattende de tre demperblader 27 bestemmes av bolter eller fremspring 33 (se fig. 1 og 3) som begrenser den nederste svinge-stilling for det bakre parti 10 av det øvre bladet 7. Den andre ekstreme stilling av apparatet tilsvarende maksimal strømnings-effekt av demperbladene (og derved strupeeffekt i apparatet) fremgår av fig. 4. I dette tilfellet har virkningen av fluidum-strømtrykket på demperbladene 7 bragt disse til å svinge slik at det bakre bladparti 10 til det øvre blad 7, med sin bakre kant 34 er bragt i kontakt med toppen 5 av gjennomløpspassasjen. I fig. 4 er det vist med strekprikkede linjer, stillingen til demperbladet 7 tilsvarende en innstilt likevektstilstand mellom de beskrevne ekstreme stillinger ifølge fig. 1 og 4. I demper-bladstillingen indikert med strekprikkede linjer, strømmer fluidumet gjennom apparatet via åpningene 35 mellom den bakre kant av demperbladenes bakre bladpartier 10 og henholdsvis taket og undersiden av de bakre partier 18 av ledeplatene 15, og gjennom de sjalusi-lignende åpninger 36 mellom de fremre kanter av bladpartiene 9 og den øvre side av det underliggende -demperblad eller (for det nederste demperblad) strømningspassasjens bunn 6.

Som et resultat av demperbladenes 7 spesielle utforming og tilstedeværelsen av masselegemesystemet 14, opptrer det for enhver massestrømning gjennom apparatet (innenfor dets funksjo-nelle område) en likevektsstilling bestemt av dreiemomentlike-vekten på demperakselene 11 som et resultat av fluidumkreftene som den nevnte massestrøm frembringer på de respektive fremre og bakre bladpartier til hvert blad og dreiemomentet som frembringes av masselegemesystemet 14 og som påvirker'den respektive demperaksel (direkte eller indirekte). Det sistnevnte dreiemoment frembringes direkte via motvektakseltappen 13 for det øvre demperblad 7 og indirekte via forbindelsesarmen 23 for de resterende underliggende demperblader.

Driften av apparatet som en strømningsregulator skal beskrives i det følgende.

Det forutsettes at apparatet er koplet inn i en fluidum-strømningsbane slik at apparatets fluiduminnløp er oppstrøms og dets fluidumutløp er nedstrøms i forhold til strømningsretningen. Massestrømmen i passasjen kommer først i kontakt med demperbladenes 7 fremre bladpartier 9 når den kommer inn gjennom apparatets innløp og søker derved å svinge demperbladene 7 som er koplet til hverandre ved hjelp av forbindelsesarmen 23, mot urviserens retning (ifølge fig. 1) slik at bladenes bakre ende-partier 10 blir svingt opp henholdsvis mot taket og undersiden av det bakre parti 18 av ledeplatene. På grunn av demperbladenes vinkelform, vil strømmen møte de bakre bladpartier 10 som nå er svingt opp over horisontalplanet etter å ha passert de fremre platepartier 9, og utøve en kraft på partiene 10 som søker å svinge demperbladene i motsatt retning (i urviserens retning) i forhold til retningen i hvilken virkningen av strømmen på partiene 9 søker å svinge dem. En likevektsstilling vil herved fremkomme i hvilken strømkreftene på partiene 9 og 10 vil bli avbalansert mot masselegemesystemets lh kraft-virkning på demperbladene. Åpningene 35 som fremkommer ved de bakre kanter til demperbladenes bakre bladpartier 10 vil regulering av likevekten, vil herved helt bestemme den strømning som kan passere gjennom apparatet som tjener som regulator. Åpningen 36 ved den fremre kant av det fremre bladparti 9 til det nederste demperbladet 7 påvirker også den totale strømning gjennom apparatet i en noe mindre grad. Hvis en større masse-strøm forsøker å passere gjennom apparatets gjennomløpspassasje etter at en likevektstilstand er etablert i dette, vil dette bli forhindret ved den økede strømningskraft som virker på demperbladenes 7 fremre partier Q slik at det oppstår en åpning 35 som er mindre enn den i den foregående likevektstilstand.

Til tross for at det totale gjennomløps tverrsnittsareal således er blitt minsket, vil en uforandret strømning være i stand til å passere gjennom apparatet ettersom mengden av fluidum som strømmer gjennom apparatets innløp pr. tverrsnittsarealenhet og tidsenhet, er større enn før. En ny likevektstilstand er således oppstått som et resultat av den nye strømningsvirkning på demperbladenes partier 9 og 10- Hvis en mindre strømning pr. tverrsnittsarealenhet tilføres apparatet, finner en motsatt regulering av demperbladene sted hvorved åpningenes 35 størrelse økes.

Størrelsen av strømningen som kan passere gjennom apparatets gjennomløpspassasje og det aktuelle fluidumtrykk, bestemmes av det regulerbare masselegemesystem 14. Hvis det er ønskelig å øke strømningen gjennom apparatet, blir motvekten 28 beveget utover armen 26 hvilket betyr at det trenges større strømningskrefter for å svinge demperbladene 7 inn i en likevektsstilling hvilket uttalt på en annen måte betyr at regu-latorens innstilling mot øket struping blir motvirket. Det finnes en videre mulig for forandring av apparatets regulerings-virkning hvilket oppnås ved å bringe bolten 31 i masselegemesystemets 14 hode 29 til et annet hull 32 enn det som allerede er i bruk. Den sistnevnte mulighet for forandring av armens 26 radielle retning i forhold til motvektakseltappen 33

(og derved i forhold til demperbladene) er også viktig ettersom denne konstruksjonsutformning av masselegemesystemet muliggjør montering av apparatet slik at en likevektstilstand kan bli innstilt uavhengig av om strømningsbanen i hvilken apparatet er innsatt, er horisontal, vertikal eller i en mellomliggende stilling mellom disse to ekstreme retninger.

Det skal tilslutt påpekes at utførelsesformen av oppfinnelsen som er beskrevet i det foregående og vist i tegningen kun representerer en av et antall utførelsesformer som ligger innenfor oppfinnelsens ramme. Oppfinnelsens ramme fremgår således ikke fra beskrivelsen, men er angitt i de etterfølgende patentkrav.

Claims (6)

1. Regulatoranordning beregnet til å inngå i en fluidum-strømningsbane, f.eks. luftstrømningsbane, for å opprettholde en hovedsakelig konstant massestrøm i strømningsbanen nedstrøms i forhold til anordningen uavhengig av trykkforandringer i strømningsbanen oppstrøms i forhold til anordningen, hvilken anordning omfatter et hus (1), i hvis fremre ende det finnes et fluiduminnløp (2) som via passasjer i huset står i for-bindelse med et fluidumutløp (3) i husets bakre ende, og hvor passasjenes gjennomstrømningstverrsnitt er regulerbart ved hjelp av i det minste ett i huset svingbart omstillbart spjeld (7) som oppviser et vesentlig plant, fremre bladparti (9) og et til dette parti under dannelse av en stump vinkel (a) til-sluttet vesentlig plant, bakre bladparti (10), karakterisert ved at huset (1) er kasseformet og opptar i det minste to på atskilte, parallelle, i huset dreibart lagrede bæreaksler (11) festede spjeld (7), hvis bakre bladpartier (10) er sammenkoplet ved hjelp av en felles forbindelsesarm (23) som bevirker synkron omstillingsbevegelse for spjeldene at det for hvert spjeld (7) er anordnet en i huset festet av-skjermningsskive (15) som med et plant, fremre skiveparti (17) strekker seg fra området ved spjeldbladets aksel (11) ned til en med denne aksel parallell linje nedenfor og nedstrøms i forhold til akselen, fra hvilken linje skiven med et plant, bakre skiveparti (18) fortsetter parallelt med husets (i) øvre vegg (5) og nedre vegg (6) ut mot fiuidumutiøpet (3), at en av bære-akselene har en fra husets utside utragende motvektsakseltapp (13) som bærer et omstillbart masselegemesystem (14).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at avskjermingsskivene (15) strekker seg på tvers i huset (1) mellom innsiden av husets innbyrdes parallelle sidevegger (4).

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det i passasjene i huset (1) er anordnet i det minste tre likedannede spjeld (7) som er sammenkoplet for synkron bevegelse ved hjelp av den på tvers i passasjene anordnede, for spjeldene felles forbindelsesarm (23), og hvor det øverste spjelds bakkantspalte (35) begrenses av husets øvre vegg (5) og spjeldets bakre bladparti (10), mens de øvrige (nedenforliggende) spjelds bakkantspalter (35) begrens^-es av undersiden av det ovenforliggende spjelds avskjermings-skives (15) bakre skiveparti (18) og respektive spjelds bakre bladparti (10), og at det nederste spjelds fremkantspalte (36) begrenses av husets nedre vegg (6) og fremkanten av spjeldets fremre bladparti (9), mens de øvrige (ovenforliggende) spjelds tilsvarende fremkantspalter (36) begrenses av spjeld-enes fremre bladpartier (9) og nedenforliggende spjeld.

4. Anordning ifølge hvilke som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at vinkelen (a)mellom hvert spjelds (7) fremre resp. bakre bladparti (9) resp. (10) ligger i området 100° til 140°, og fortrinnsvis på ca. 120°, og at hver spjeldaksel (11) er beliggende inne ved den fremre del av spjeldets bakre bladparti (10).

5. Anordning ifølge hvilke som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at masselegemesystemet (14) omfatter dels en fra motvektakseltappen (13) på tvers utragende arm (26), som er låsbar i ønsket radiell retning i forhold til motvektsakseltappen, dels et på armen i forskjellige stillinger fastlåsbar motvektslegeme (28).

6. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-5, karakterisert ved at hvert spjelds (7) be-vegelsesområde begrenses av på den ene side, et i huset festet stoppeorgan (33) hvorimot et av spjeldene er anordnet til å slå an med sitt bakre bladpartis (10) underside, og på den andre siden, anslaget mellom oversiden av et spjelds bakre bladparti (10) og ovenforliggende faste veggdeler (5 eller 15).