DE102007019231B3 - Elektronischer Volumenstromregler - Google Patents

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Abstract

Volumenstromregler mit einem schwenkbar in einer Strömungsleitung (10) angeordneten Klappenblatt (14), einer Drucksensoreinrichtung (32) mit zwei im Einflussbereich des Klappenblattes angeordneten Druckmessstellen (20, 22) zur Bestimmung des Volumenstroms durch die Strömungsleitung (10), einem motorischen Antrieb (34) zur Schwenkverstellung des Klappenblattes (14), und einer elektronischen Regeleinheit (38) zur Ansteuerung des Antriebs (34) in Abhängigkeit von einem Signal der Drucksensoreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Druckmessstellen (22) am Klappenblatt (14) angeordnet ist und die andere Druckmessstelle (20) fest in der Strömungsleitung (10) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Volumenstromregler mit einem schwenkbar in einer Strömungsleitung angeordneten Klappenblatt, einer Drucksensoreinrichtung mit zwei im Einflußbereich des Klappenblattes angeordneten Druckmeßstellen zur Bestimmung des Volumenstroms durch die Strömungsleitung, einem motorischen Antrieb zur Schwenkverstellung des Klappenblattes, und einer elektronischen Regeleinheit zur Ansteuerung des Antriebs in Abhängigkeit von einem Signal der Drucksensoreinrichtung.
  • Volumenstromregler werden beispielsweise in lüftungstechnischen Anlagen dazu eingesetzt, den Volumenstrom der durch eine Strömungsleitung strömenden Luft auf einem annähernd konstanten Wert zu halten.
  • Es sind mechanisch selbsttätige Volumenstromregler bekannt, bei denen das Klappenblatt elastisch in eine Öffnungsstellung vorgespannt ist. Wenn das schräg in der Strömungsleitung stehende Klappenblatt von der Luft umströmt wird, entsteht aufgrund aerodynamischer Effekte ein Schließmoment, das die Tendenz hat, das Klappenblatt in die Schließstellung zu verschwenken, in der es senkrecht zur Strömungsrichtung steht und die Strömungsleitung im wesentlichen absperrt. Aufgrund der elastischen Vorspannung stellt sich dann bei einer bestimmten Winkelstellung des Klappenblattes und damit bei einem bestimmten Volumenstrom ein Gleichgewicht ein. Die Gleichgewichtsstellung und damit der Sollwert des Volumenstroms ist durch geeignete Dimensionierung der elastischen Rückstellkraft einstellbar.
  • Mit mechanisch selbsttätigen Volumenstromreglern ist es nicht möglich, die Strömungsleitung dicht abzusperren, weil die Schwenkachse mittig durch das Klappenblatt verläuft und deshalb das Schließmoment bei Erreichen der Schließstellung auf null abnimmt und somit kein ausreichendes Drehmoment zur Verfügung steht, die durch die Dichtung verursachte Reibung zu überwinden und das Klappenblatt vollständig in die Absperrstellung zu bringen.
  • Elektronische Volumenstromregler der hier betrachteten Art haben den Vorteil, daß sich der Sollwert für den Volumenstrom einfach mit Hilfe eines elektronischen Signals einstellen läßt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Sensor eine Rückmeldung des Istwertes des Volumenstroms erlaubt. Dies erleichtert eine Fernüberwachung und -steuerung des Lüftungssystems.
  • Vorteilhaft ist auch, daß der Volumenstromregler als Absperrelement zum Absperren der Strömungsleitung verwendet werden kann. Dazu wird das Klappenblatt am Rand mit einer umlaufenden Dichtung versehen, die in der Schließstellung an der Wand der Strömungsleitung abdichtet.
  • Der Volumenstrom wird bei elektronischen Volumenstromreglern zumeist nicht direkt gemessen, sondern indirekt über eine Messung einer zu dem Volumenstrom proportionalen Größe. Zumeist wird an einem Stauelement eine statische, dynamische oder totale Druckdifferenz abgegriffen, die eine möglichst gute Proportionalität zu dem Volumenstrom aufweisen sollte. Bei einigen herkömmlichen elektronischen Volumenstromreglern sind die Meßelemente für den Abgriff der Druckdifferenz in Abstand stromaufwärts und/oder stromabwärts des Klappenblattes angeordnet, damit die Messung nicht durch Störungen der Luftströmung verfälscht wird, die durch das Klappenblatt verursacht werden.
  • Allgemein besteht bei elektronischen Volumenstromreglern das Problem, daß sich bei kleinen Volumenströmen nur eine begrenzte Meß- und Regelgenauigkeit erreichen läßt. Der Grund besteht vor allem darin, daß die bisher verwendeten volumenstromabhängigen Meßsignale eine hohe Spreizung zwischen den maximalen und den minimalen Meßwerten aufweisen. Da der gemessene Druck vom Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit abhängig ist, können die höchsten Meßwerte um einen Faktor von 100 bis 140 größer sein als die niedrigsten. Da die Genauigkeit des Meßgerätes auf den maximalen Meßwert bezogen ist, ergibt sich insbesondere bei kleinen Volumenströmen eine hohe prozentuale Meßungenauigkeit. Durch eine notwendige Hysterese bei der Ansteuerung des Stellmotors wird dieses Problem noch verschärft.
  • Aus DE 44 24 652 A1 ist ein elektronischer Volumenstromregler der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Meßelemente für den Abgriff der Druckdifferenz so an der Wand der Strömungsleitung angeordnet sind, daß sich bei geschlossenem Klappenblatt eine von ihnen stromaufwärts und die andere Stromabwärts des Klappenblattes befindet. Da sich die Meßstellen im Einflußbereich des Klappenblattes befinden, also dort, wo die Strömung des Me diums durch das Klappenblatt gestört wird, muß die Regeleinheit muß so konfiguriert sein, daß sie den Einfluß der unterschiedlichen Klappenstellungen auf die Druckdifferenz berücksichtigt, Aus DE 20 2005 014 277 U1 ist ein Volumenstromregler dieser Art bekannt, bei dem beide Druckmeßelemente unmittelbar auf dem Klappenblatt angeordnet sind, beispielsweise auf der Anströmseite des Klappenblattes. Die Meßelemente werden durch Öffnungen von zwei Fühlerleitungen gebildet, die durch die Luft unter unterschiedlichen Winkeln angeströmt werden, so daß mit Hilfe eines an die Fühlerleitungen angeschlossenen Drucksensors ein Differenzdruck abgegriffen werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektronischen Volumenstromregler mit weiter verbesserter Regelgenauigkeit zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der Druckmeßstellen am Klappenblatt angeordnet ist und die andere Druckmeßstelle fest in der Strömungsleitung angeordnet ist.
  • Meßreihen, bei denen für unterschiedliche Volumenströme die von der Drucksensoreinrichtung gemessene Druckdifferenz in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Klappenblattes gemessen wurde, haben gezeigt, daß sich bei dieser Anordnung für die Abhängigkeit der Druckdifferenz von der Klappenstellung in einem weiten Bereich von Volumenströmen stetige Kennlinien mit sehr kleiner Progression und mit geringer Spreizung zwischen den maximalen und den minimalen Werten ergeben, so daß über den gesamten Volumenstrombereich hinweg eine hohe Meßgenauigkeit erreicht werden kann. Wenn das Klappenblatt weiter in die Schließstellung verschwenkt wird, um den Volumenstrom zu verringern, so ändert sich der Winkel, unter dem die auf dem Klappenblatt angeordnete Meßstelle angeströmt wird, und gleichzeitig erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit an der fest in der Strömungsleitung angeordneten Meßstelle. Die Kombination dieser beiden Effekte führt dazu, daß die Drucksensoreinrichtung auch bei kleinen Volumenströmen noch ein deutliches Signal liefert und die Spreizung zwischen den maximalen und minimalen Meßsignalen verringert wird. Für die Druckdifferenz in Abhängigkeit vom Klappenwinkel erhält man dabei für konstante Volumenströme nahezu lineare Kennlinien.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Bevorzugt sind die Druckmeßstellen so angeordnet, daß sie bei vollständig geschlossenem Klappenblatt beide auf derselben Seite des Klappenblattes liegen, vorzugsweise auf der stromaufwärtigen Seite. Diese Anordnung ermöglicht es, das Klappenblatt als Absperrorgan zu verwenden, mit dem sich die Strömungsleitung dicht absperren läßt. Dabei kann zur Messung der Druckdifferenz auch ein handelsüblicher Differenzdrucksensor eingesetzt werden, der nicht direkt den Druck mißt, sondern vielmehr die durch das Druckgefälle an einer definierten Engstelle hervorgerufene Strömung. Wenn die beiden Druckmeßstellen auf verschiedenen Seiten des Klappenblattes lägen, so würde diese Engstelle einen Bypaß darstellen, durch den auch bei geschlossenem Klappenblatt ein gewisser Leckstrom von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite gelangen könnte. Wenn sich jedoch beide Meßstellen auf derselben Seite des Klappenblattes befinden, wird dieser Leckstrom vermieden, so daß sich die Strömungsleitung dicht absperren läßt.
  • Wahlweise kann die fest in der Strömungsleitung angeordnete Meßstelle zugleich einen Anschlag für das Klappenblatt in der geschlossenen Stellung bilden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die feste Druckmeßstelle so angeordnet, daß ihre Meßöffnung zur stromabwärtigen Seite weist. Vorzugsweise liegt diese Meßstelle am Innenumfang des Strömungskanals in der Nähe der Stelle, auf die sich der Scheitel des Klappenblattes entgegen der Strömungsrichtung zu bewegt, wenn das Klappenblatt in die geschlossene Stellung geschwenkt wird. Das Klappenblatt lenkt dann die Strömung so um, daß an der Druckmeßstelle eine hohe Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird, die mit zunehmender Drosselung durch ein weiteres Verschließen des Querschnittes durch das Klappenblatt weiter zunimmt.
  • Die am Klappenblatt befestigte Meßstelle ist dagegen vorzugsweise so angeordnet, daß ihr Öffnungsquerschnitt etwa rechtwinklig zum Klappenblatt orientiert ist und zur stromaufwärtigen Seite des Klappenblattes weist. Wenn das Klappenblatt weit geöffnet ist und somit nahezu parallel zur Achse der Strömungsleitung steht, mißt diese Meßstelle folglich einen dynamischen Druck, mit dem das Medium gegen die Meßstelle anströmt. Je weiter das Klappenblatt in die Schließstellung verschwenkt wird, desto kleiner wird der Winkel zwischen der Achse der Strömungsleitung und der Öffnungsebene der Meßstelle.
  • Die Meßstelle befindet sich vorzugsweise in der Nähe des stromaufwärtigen Randes des Klappenblattes, kann jedoch gegenüber diesem Rand etwas zur Mitte des Klappenblattes versetzt sein. Die Meßstelle wird sich dann in der Nähe eines Staupunktes befinden, der sich in der Strömung auf der Klappenblattvorderseite vor der Oberfläche des Klappenblattes bildet. Dieser Staupunkt ändert jedoch seine Lage je nach Winkelstellung der Klappe und Anströmbedingungen des Mediums. Bei kleinem Anstellwinkel, d. h. bei weit geöffneter Klappe, wird die Meßstelle so angeströmt, daß das Meßsignal einen hohen dynamischen Anteil haben wird. Bei mittleren Anstellwinkeln liegt die Meßstelle nahe am Staupunkt, so daß man im wesentlichen einen statischen Druck-Anteil mißt, und bei weiter zunehmendem Anstellwinkel, also bei nahezu geschlossener Klappe, wandert der Staupunkt in Richtung der Mitte des Klappenblattes, bis bei ganz geschlossenem Klappenblatt kein Volumenstrom mehr fließt.
  • Die Meßstellen können jeweils so gestaltet sein, daß sie den Druck an einem bestimmten Punkt in der Strömungsleitung erfassen. In einer modifizierten Ausführungsform können die Meßstellen jedoch auch ausgedehnt sein, so daß sie jeweils den mittleren Druck an mehreren über den Querschnitt der Strömungsleitung verteilten Punkten erfassen. Beispielsweise können die Meßstellen durch Meßleisten gebildet werden, die dem Innenumfang der Strömungsleitung bzw. dem Rand des Klappenblattes folgen oder geradlinig, parallel zur Schwenkachse des Klappenblattes verlaufen.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 einen schematischen axialen Schnitt durch eine Strömungsleitung mit einem erfindungsgemäßen Volumenstromregler in einer Absperrstellung;
  • 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in 1;
  • 3 eine Schnittdarstellung analog zu 1 für eine geöffnete Stellung des Volumenstromreglers;
  • 4 ein Druck/Winkel-Diagramm für den Volumenstromregler gemäß 1 bis 3; und
  • 5 einen Schnitt analog zu 2, für einen Volumenstromregler gemäß modifizierten Ausführungsformen der Erfindung.
  • In 1 ist einem axialen Schnitt ein Abschnitt einer Strömungsleitung 10 dargestellt, der in der durch einen Pfeil A angegebenen Richtung von einem Medium, insbesondere einem gasförmigen Medium wie beispielsweise Luft durchströmt wird. In der Strömungsleitung 10 ist ein Volumenstromregler 12 angeordnet. Dieser Volumenstromregler weist ein starres, kreisscheibenförmiges Klappenblatt 14 auf, das schwenkbar auf einer längs eines Durchmessers der Kreisscheibe und durch die Mitte der Strömungsleitung 10 verlaufenden Achse 16 angeordnet ist.
  • 1 zeigt den Volumenstromregler 12 in einer Sperrstellung, in der das Klappenblatt 14 rechtwinklig zur Strömungsrichtung orientiert ist und die Strömungsleitung 10 vollständig absperrt. Zu diesem Zweck ist am Umfangsrand des Klappenblattes 14 eine umlaufende elastische Dichtung 18 vorgesehen, die an der Innenfläche der Strömungsleitung 10 abdichtet.
  • Eine Drucksensoreinrichtung ist dazu vorgesehen, die Druckdifferenz zwischen zwei Druckmeßstellen 20 und 22 in der Strömungsleitung 10 zu messen. Jede Druckmeßstelle hat im gezeigten Beispiel die Form eine Röhrchens, das an einem Ende eine Meßöffnung 24 bzw. 26 bildet und dessen anderes Ende über eine in 1 nur angedeutete flexible, aus der Strömungsleitung 10 heraus führende Leitung 28 bzw. 30 mit einem Differenzdrucksensor 32 (2) verbunden ist.
  • Die Druckmeßstelle 20 ist in einer gegenüber der Achse 16 um 90° winkelversetzten Position (oben in 1) fest an der Innenfläche der Strömungsleitung 10 angebracht, und ihre Meßöffnung 24 weist zur stromabwärtigen Seite. In dem in 1 gezeigten Zustand liegt die Dichtung 18 an der Meßöffnung 24 an, so daß diese Druckmeßstelle zugleich einen Anschlag für das Klappenblatt 14 bildet. Wahlweise kann der Anschlag auch so ausgebildet sein, daß die Meßöffnung 24 auch bei vollständig geschlossenem Klappenblatt offen bleibt.
  • Die Druckmeßstelle 22 ist auf der stromaufwärtigen Seite des schwenkbaren Klappenblattes 14 angeordnet und befindet sich im gezeigten Beispiel in einer Position am Rand des Klappenblattes 14, die dem Punkt des Klappenblattes, der an der Druckmeßstelle 20 anschlägt, diametral gegenüberliegt. Die Meßöffnung 26 der Druckmeßstelle 22 ist rechtwinklig zur Ebene des Klappenblattes 14 orientiert, liegt also in dem in 1 gezeigten Zustand parallel zur Achse der Strömungsleitung.
  • In 2 sind der kreisförmige Querschnitt der Strömungsleitung 10 und der kreisförmige Grundriß des Klappenblattes 14 zu erkennen. Die Achse 16 ist drehbar durch die Wand der Strömungsleitung 10 hindurchgeführt und an einem Ende mit einem außen an der Strömungsleitung angebrachten Antrieb verbunden, der hier durch einen elektrischen Stellmotor 34 gebildet wird. Dem Stellmotor 34 ist ein Winkelgeber 36 zugeordnet, mit dem die Winkelstellung des Klappenblattes gemessen wird. Ein entsprechendes Winkelsignal wird an eine elektronische Regeleinheit 38 übermittelt, die den Stellmotor 34 ansteuert.
  • In der Regeleinheit 38 ist ein Regelalgorithmus gespeichert, der auf einer mathematischen Formel oder einer Tabelle basiert, die eine vorab empirisch ermittelte Beziehung zwischen dem Volumenstrom Q durch die Strömungsleitung 10 (bei nicht ganz geschlossenem Klappenblatt), der Winkelstellung α des Klappenblattes, und der vom Differenzdrucksensor 32 gemessenen Druckdifferenz ΔP repräsentiert. Anhand dieser Beziehung berechnet die Regeleinheit 38 dann einen Istwert Qist für den Volumenstrom Q, vergleicht diesen mit einem an der Regeleinheit einstellbaren Sollwert Qsoll und steuert den Stellmotor 34 (vorzugsweise mit einer gewissen Hysterese) so an, daß der Volumenstrom auf den Sollwert eingeregelt wird. Der Istwert kann an eine zentrale Steuereinheit gemeldet werden, von der auch der Sollwert empfangen wird.
  • Da beide Druckmeßstellen 20, 22 auf derselben Seite des Klappenblattes 14 angeordnet sind, läßt sich die Dichtung 18 so an dem Klappenblatt anbringen, daß sie in der in 1 und 2 gezeigten geschlossenen Stellung ringsum an der Innenwand der Strömungsleitung 10 abdichtet. Die Dichtung 18 wird dabei geringfügig komprimiert bzw. angepreßt, so daß eine hohe Dichtheit und eine gewisse Druckfestigkeit erreicht wird. Auch wenn die Leitungen 28 und 30 innerhalb des Differenzdrucksensors 32 durch eine Engstelle miteinander verbunden sind, entsteht kein Bypass, der das Klappenblatt umgehen könnte. Die zwischen der Dichtung 18 und der Wand der Strömungsleitung 10 auftretenden Reibungskräfte können durch den Stellmotor 34 überwunden werden, wenn das Klappenblatt 14 aus der geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung überführt werden soll.
  • In 3 ist der Volumenstromregler 12 in einer relativ weit geöffneten Stellung gezeigt. Hier ist auch der Winkel α eingezeichnet, den das Klappenblatt 14 mit der Längsachse der Strömungsleitung 10 bildet.
  • Durch Pfeile ist in 3 illustriert, wie die durch die Strömungsleitung 10 strömende Luft das Klappenblatt 14 umströmt. Aufgrund der Schrägstellung des Klappenblattes wird die Meßöffnung 26 der Druckmeßstelle 22 so angeströmt, daß der hier aufgenommene Druck P1 eine relativ große, von der Winkelstellung des Klappenblattes abhängige dynamische Komponente hat. Die Meßöffnung 24 der Druckmeßstelle 20 erfaßt dagegen vor allem den statischen Druck an der Stelle, an der die Strömungsgeschwindigkeit der das Klappenblatt umströmenden Luft am größten ist. Auch diese Strömungsgeschwindigkeit, und damit der gemessene Druck P2, ist von der Klappenstellung abhängig. Der Differenzdrucksensor 32 mißt nun die Druckdifferenz ΔP = P1 – P2, die ebenfalls von der Klappenstellung abhängig ist. Es zeigt sich jedoch, daß man für alle in der Praxis in Betracht kommenden Volumenströme für die Abhängigkeit der Druckdifferenz ΔP vom Winkel α eine Beziehung erhält, die eine einfache und genaue Bestimmung des Volumenstroms erlaubt.
  • In 4 ist für den in 1 bis 3 gezeigten Volumenstromregler für drei verschiedene Volumenstromwerte jeweils die vom Differenzdrucksensor 32 gemessene Druckdifferenz ΔP gegen den Winkel α des Klappenblattes aufgetragen. Die Messungen wurden für einen Volumenstromregler für Strömungslei tungen 10 mit der Nennweite DN200 (200 mm Durchmesser) ausgeführt. Die Kurve 40 in 4 entspricht einem Volumenstrom von 340 m3/h, die Kurve 42 einem Volumenstrom von 680 m3/h und die Kurve 44 einem Volumenstrom von 1000 m3/h. Entsprechend läßt sich im Prinzip für jeden Volumenstrom eine Kennlinie aufnehmen, so daß man eine Schar von Kennlinien erhält, die jeweils die Beziehung zwischen Druckdifferenz und Klappenwinkel angibt.
  • Für jedes Paar aus Klappenwinkel und gemessener Druckdifferenz gibt es genau eine Kurve, die durch den betreffenden Punkt in dem Diagramm nach 4 hindurchgeht. Wenn beispielsweise bei einem Winkel α von 35° vom Differenzdrucksensor 32 eine Druckdifferenz von 60 Pa gemessen wird, so ist der zugehörige Volumenstrom durch die Kurve 42 gegeben, d. h., er beträgt 680 m3/h. Auf diese Weise läßt sich in der Regeleinheit 38 für jedes Meßwertepaar ein Istwert für den Volumenstrom bestimmen, der dann für die Berechnung des Steuersignals für den Stellmotor 34 zugrundegelegt wird und wahlweise auch an eine externe Überwachungseinrichtung gemeldet werden kann.
  • Man erkennt in 4, daß die Kennlinien für die verschiedenen Volumenströme einen stetigen und differenzierbaren Verlauf mit geringer Progression haben und sich durch Polynome niedrigen Grades approximieren lassen. Im gezeigten Beispiel ergeben sogar schon Polynome ersten Grades (Geraden) eine gute Approximation. Da sich die Kennlinien für die verschiedenen Volumenströme nirgends überschneiden, läßt sich jedem Meßwertepaar eindeutig ein Volumenstrom zuordnen.
  • Außerdem ist in 4 zu erkennen, daß die vom Differenzdrucksensor 32 gemessenen Druckdifferenzen für die Klappenwinkel, die bei dem jeweiligen Volumenstrom realistisch sind, nur zwischen etwa 16 Pa bei dem kleinsten Volumenstrom und 160 Pa bei dem größten Volumenstrom variieren, d. h., die Spreizung zwischen den Meßwerten entspricht für den gesamten Volumenstrom-Einsatzbereich nur einem Faktor von etwa 10 (im Vergleich zu 100–140 bei dem in der Beschreibungseinleitung erörterten Stand der Technik). Das bedeutet, daß auch mit einem Differenzdrucksensor, der eine übliche Meßgenauigkeit aufweist, im gesamten Volumenstrom-Meßbereich eine relativ genaue Bestimmung des Volumenstroms möglich ist.
  • Würde man in 4 den Volumenstrom auf einer dritten (senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden) Achse auftragen, so würde die Beziehung zwischen dem Volumenstrom Q und den Größen α und ΔP durch eine Fläche im dreidimensionalem Raum repräsentiert, und die Kurven 40, 42, 44 wären "Höhenlinien" dieser Fläche. Diese Beziehung kann in der Regeleinheit 38 mit der gewünschten Genauigkeit durch ein dreidimensionales Kennfeld abgebildet werden. Ebenso ist es auch möglich, die genannte Fläche, die den Volumenstrom Q als Funktion der Variablen α und ΔP angibt, durch ein Polynom niederer Ordnung zu approximieren, so daß sich der Volumenstrom einfach durch Einsetzen der jeweiligen Meßwerte in dieses Polynom berechnen läßt.
  • Mit der in 1 bis 3 gezeigten Anordnung der Druckmeßstellen 20 und 22 wurde ein sehr günstiger Kennlinienverlauf erreicht. Akzeptable Ergebnisse lassen sich jedoch auch mit modifizierten Anordnungen der Druckmeßstellen erreichen. Beispielsweise kann in 1 die Druckmeßstelle 20 in bezug auf die Achse 16 etwas nach stromabwärts verlagert werden, so daß sich der Einfluß der Strömungsgeschwindigkeit noch verstärkt. Wenn das Klappenblatt 14 keinen kreisförmigen, sondern einen elliptischen Grundriß hat, ist es auch bei dieser Position der Druckmeßstelle 20 noch möglich, die Strömungsleitung 10 mit Hilfe des Klappenblattes vollständig abzusperren, da sich dann der Scheitel des Klappenblattes schon bei einem Winkel α, der kleiner ist als 90°, an die Innenwand der Strömungsleitung anlegt.
  • Eine weitere Erhöhung der Genauigkeit läßt sich dadurch erreichen, daß anstelle der "punktuellen" Druckmeßstellen 20 und 22 ausgedehntere Druckmeßstellen 20', 22' verwendet werden, wie in 5 dargestellt ist.
  • In 5 hat die Druckmeßstelle 20' die Form einer gekrümmten Leiste, die der Krümmung der Innenfläche des Strömungskanals 10 folgt, und entsprechend hat die Druckmeßstelle 22' die Form einer gekrümmten Leiste, die mit ihrer Meßöffnung 26' der Krümmung des Umfangsrandes des Klappenblattes 14 folgt. Auf diese Weise werden die aufgenommenen Drücke jeweils über ein größeres Gebiet gemittelt, so daß eine größere Unempfindlichkeit gegenüber Störungen der Luftströmung erreicht wird, wie sie beispielsweise durch Krümmungen oder Hindernisse in der Strömungsleitung 10 verursacht werden können.
  • Alternativ können die Druckmeßstellen 20' und 22' selbstverständlich auch als gerade Leisten ausgebildet sein, beispielsweise als Leisten, die in geeigneter Höhe parallel zu der Achse 16 verlaufen.

Claims (10)

  1. Volumenstromregler mit einem schwenkbar in einer Strömungsleitung (10) angeordneten Klappenblatt (14), einer Drucksensoreinrichtung (32) zur Messung der Druckdifferenz zwischen zwei im Einflußbereich des Klappenblattes angeordneten Druckmeßstellen (20, 22; 20', 22') und zur Bestimmung des Volumenstroms durch die Strömungsleitung (10), einem motorischen Antrieb (34) zur Schwenkverstellung des Klappenblattes (14), und einer elektronischen Regeleinheit (38) zur Ansteuerung des Antriebs (34) in Abhängigkeit von einem Signal der Drucksensoreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Druckmeßstellen (22; 22') am Klappenblatt (14) angeordnet ist und die andere Druckmeßstelle (20, 20') fest in der Strömungsleitung (10) angeordnet ist.
  2. Volumenstromregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckmeßstellen (20, 22; 20, 22') auf derselben Seite des Klappenblattes (14) angeordnet sind.
  3. Volumenstromregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckmeßstellen (20, 22; 20', 22') auf der stromaufwärtigen Seite des Klappenblattes (14) angeordnet sind.
  4. Volumenstromregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fest in der Strömungsleitung angeordnete Druckmeßstelle (20) einen Anschlag für das Klappenblatt (14) in einer die Strömungsleitung (10) absperrenden Stellung bildet.
  5. Volumenstromregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fest in der Strömungsleitung (10) angeordnete Druckmeßstelle (20) eine stromabwärts gerichtete Meßöffnung (24) bildet.
  6. Volumenstromregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fest in der Strömungsleitung (10) angeordnete Druckmeßstelle (20) an der Stelle des Innenumfangs der Strömungsleitung (10) angeordnet ist, die mit der Schwenkachse (16) des Klappenblattes (14) einen rechten Winkel bildet und auf welche sich der Scheitel des Klappenblattes (14) entgegen der Strömungsrichtung (A) zu bewegt, wenn sich das Klappenblatt in die geschlossene Stellung bewegt.
  7. Volumenstromregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am Klappenblatt (14) angeordnete Druckmeßstelle (22) eine rechtwinklig zur Ebene des Klappenblattes (14) orientierte Meßöffnung (26) bildet.
  8. Volumenstromregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am Klappenblatt (14) angeordnete Druckmeßstelle (22) in der Nähe einer Stelle des Randes des Klappenblattes (14) angeordnet ist, die bei geöffnetem Klappenblatt am weitesten stromaufwärts liegt.
  9. Volumenstromregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Druckmeßstellen (20', 22') in Querrichtung der Strömungsleitung (10) ausgedehnt ist.
  10. Volumenstromregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkelgeber (36) zur Messung des Winkels (α) des Klappenblattes (14) vorgesehen ist und daß die Regeleinheit (38) dazu ausgebildet ist, den Volumenstrom in Abhängigkeit von der Winkelstellung (α) des Klappenblattes und der von der Drucksensoreinrichtung gemessenen Druckdifferenz (ΔP) zwischen den beiden Druckmeßstellen (20, 22; 20', 22') zu bestimmen.
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