DE4020787C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Volumenstromregelung in der Raumlufttechnik insbesondere bei der Luft-Volumenstromregelung ist es bekannt, aus der Strömung eine Parallelströmung als Meßstrecke abzuzweigen. Im Strömungskanal ist an einer Stelle ein Strömungsaufnehmer, der wie Fangdüsen wirkt, angeordnet. Dieser Strömungsaufnehmer weist beispiels­ weise kreuzförmig den Strömungskanal durchquerende Rohre auf, die gegen die Strömung gerichtete Öffnungen haben.

Die Parallelströmung wird über eine Leitung stromab zu einem den Querschnitt des Strömungskanals durchsetzenden Rohrsystem geführt, welches Öffnungen aufweist, die in Strömungsrichtung weisen. In diese Parallelströmung ist ein Meßfühler beispielsweise ein Hitzdrahtströmungsmes­ ser eingesetzt, der den Anfang einer Regelstrecke bildet. Die Regelung erfolgt beispielsweise über stromab im Strömungskanal angeordnete Drosselklappen.

Aus der DE-AS 20 55 650 ist es bekannt, eine Strömungsmessung an einem Analogströmungsmedium durchzuführen, welches in einen Parallelströmungsweg eingebracht wird. Der Parallelströmungsweg umgeht eine in die Strömungskanal eingebrachte Drosselstelle. Dabei wird ein Analogströmungsmedium hohen Druckes auf jeder Seite eines Geschwindigkeitsmessers, der sich im Parallelströmungsweg befindet, über Zuführungsleitungen in den Parallelströmungsweg eingeführt. Der am Drosselelement im Strömungskanal vorhandene Druckabfall bewirkt ein Strömen des Analogströmungsmediums durch den Parallelströmungsweg. Die Strömungsmessung erfolgt am Analogströmungsmedium mit Hilfe des Geschwindigkeitsmessers.

Nachteilig an diesem Verfahren ist die Verwendung eines Analogströmungsmediums hohen Druckes und der damit verbundene apparative Aufwand.

Die DE-PS 7 28 704 beschreibt eine Dosiervorrichtung, bei der regulierbare Mengen von Flüssigkeiten oder Gasen über eine Zweigleitung, die eine in der Förderleitung vorhandene oder künstlich erzeugte Druckdifferenz überbrückt, angesaugt und der Förderleitung zugeführt werden. Dafür befindet sich in der Zweigleitung eine Ansaugvorrichtung, die eine düsenartige Verengung und eine Bohrung für den Eintritt eines Zusatzmittels aufweist. Infolge des Unterdrucks, der durch die in der Zweigleitung strömende Flüssigkeit erzeugt wird, tritt das Zusatzmittel durch die düsenartige Verengung in die Zweigleitung ein.

Die in der DE-PS 7 28 704 beschriebene Vorrichtung dient der dosierten Zugabe einer Flüssigkeit oder eines Gases in eine Förderleitung, nicht jedoch der Strömungsmessung an einer Förderleitung.

Bei einer Abluft-Volumenstromregelung aus Räumen, wie beispielsweise Laboratorien, deren Abluft kontaminierende oder korrodierende Bestandteile enthält, besteht die Gefahr, daß die, in der Parallelströmung enthaltenen, kontaminierenden oder korrodierenden Substanzen den Fühler derart beschädigen, daß eine Auswechslung mit eventueller Nachjustierung erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Strömungs- Istwertes für die Regelung der Strömung eines gasförmigen Mediums zur Verfügung zu stellen, durch die eine Beeinträchtigung oder Zerstörung des Fühlers durch kontaminierende oder korrodierende Bestandteile im gasförmigen Medium unter Aufrechterhaltung der Meßgenauigkeit ausgeschaltet werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die technischen Lehren der Inhalte der Ansprüche 1 und 4 gelöst.

Mit besonderem Vorteil wird die Strömungsdynamik der Parallelströmung ausgenutzt, um eine Strömung atmosphärischer Luft durch die Parallelströmung anzusaugen, wobei im Ansaugsystem eine regelbare Drosselstelle angebracht ist. In dieser Strömung der nicht kontami­ nierten Luft wird der Strömungs-Istwert für die Regelung der Strömung des gasförmigen Mediums im Strömungskanal mittels eines Fühlers entnommen. Mit Vorteil erfolgt durch die regelbare Drosselstelle eine derartige Einstellung, daß an der Strömung angesaugter atmosphärischer Luft das für die Regelung erforderliche, der Strömung des gasförmigen Mediums im Strömungskanal proportionale Istwertsignal gewonnen wird. Der Fühler wird lediglich von sauberer Luft umströmt und das kontaminierende der korrodierende gasförmige Medium kann mit dem Fühler nicht in Berührung kommen.

Mit Vorteil können durch dieses Verfahren alle schädli­ chen Einflüsse kontaminierender oder korrodierender gasförmiger Medien auf Meßfühler ausgeschaltet werden.

Mit besonderem Vorteil wird die angesaugte atmosphäri­ sche Luft gefiltert.

Eine besonders einfache Regelung wird dadurch ermög­ licht, daß mit dem Fühler ein elektrisches Istsignal erzeugt wird.

Erfindungsgemäß weist eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ein Parallelströmungs-Filter-Aggregat auf. In diesem Aggre­ gat ist eine Parallelströmungskammer ausgebildet, die einen Anschluß für den Strömungsaufnehmer, einen An­ schluß für die Parallelströmungs-Rückführungsdüsen und einen Anschluß für die Fühlerleitung besitzt. Ferner ist dieses Aggregat mit einer Filterkammer ausgerüstet, die eine Filterpatrone enthält und eine kalibrierbare Drosselstelle aufweist, der mit dem Fühler verbunden ist. Der gegenüber dem atmosphärischen Druck vorhandene Unterdruck in der Parallelströmungskammer saugt über den Filter und die kalibrierbare Drosselstelle der Filterkammer atmosphärische Luft an. Die Filterpatrone in der Filterkammer ist mit Vorteil auswechselbar.

Mit besonderem Vorteil ist die Parallelströmungskammer durch einen lösbaren Verschlußdeckel verschlossen. Dies bietet die Möglichkeit, aus der Parallelströmungskammer Schmutzstoffe zu entfernen, die in dem gasförmigen Medium, dessen Volumenströmung geregelt werden soll, enthalten sind und in dieser Parallelströmungskammer abgeschieden würden.

Ein besonders einfacher Aufbau wird dadurch erzielt, daß der kalibrierbare Drosselstelle eine Regulierschraube aufweist. Mit besonderem Vorteil ist der Fühler ein ein elektrischer signalerzeugender Strömungsmesser, insbesondere Hitzdrahtströmungsmesser. Ein solcher Fühler hat sich bereits als sehr zuverlässig bei derartigen Messungen bewährt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll unter Bezug­ nahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 Eine schematische Ansicht zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer Ausfüh­ rungsform eines Parallelströmungs-Filter- Aggregats.

In Fig. 1 ist ein Strömungskanal 1 dargestellt, in dem ein gasförmiges Medium in Richtung des Pfeiles 4 strömt. Der Volumenstrom dieses gasförmigen Mediums soll geregelt werden. Als Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß es sich um eine Abluft-Volumenstromregelung handelt.

In der Strömung des gasförmigen Mediums ist ein Strömungsaufnehmer 2 angeordnet. Dieser Strömungsaufneh­ mer 2 kann ein an sich bekanntes Strömungsfangsystem sein, das sich quer durch den Strömungskanal 1 erstrec­ kende Rohrleitungen aufweist, die Eintritts- oder Düsenöffnungen haben, die entgegengesetzt zu der bei 4 dargestellten Strömungsrichtung weisen, so daß in diese Leitungen gasförmiges Medium in Richtung der bei 2 dargestellten Pfeile einströmt. Dieses entnommene gasförmige Medium bildet eine Parallelströmung, die über die Leitung 3 stromab geleitet und in Abgabedüsenleitun­ gen 5 eingeleitet wird. Diese Abgabedüsenleitungen 5 weisen Austrittsöffnungen auf, die in Richtung der bei 4 dargestellten Strömung weisen, wie es schematisch durch die Pfeile angedeutet ist.

Erfindungsgemäß wird in die Parallelströmung 3 atmosphärische Luft 7 angesaugt. Bei der Darstellung tritt die atmosphärische Luft bei 7 in ein Ansaugsystem ein, das einen Filter 11 aufweist, dem eine regelbare Drosselstelle 6 nachgeschaltet ist. Hinter dieser regelbaren Drosselstelle 6 ist in der Luftleitung ein Meßwertfühler 9 angeordnet. Von diesem Meßwertfühler 9 strömt die angesaugte Luft über die bei 16 dargestellte Leitung in die Parallelströmung 3. Das vom Meßwertfühler 9 erzeugte Signal wird in die schematisch bei 10 dargestellte Regelstrecke eingegeben, durch die beispielsweise eine Drosselklappe im Strömungskanal 1 gesteuert wird. Es ist zu erkennen, daß der Fühler 9 in einer Strömung gefilterter atmosphärischer Luft derart angeordnet ist, daß er auf keinen Fall mit der Parall­ elströmung 3 des gegebenenfalls kontaminierten oder korrodierenden gasförmigen Mediums in Berührung kommt. Durch die regelbare Drosselstelle 6 erfolgt eine derar­ tige Einstellung, daß der Fühler 9 ein für die Strömung des gasförmigen Mediums im Strömungskanal 1 repräsenta­ tives Signal an die Regelstrecke 10 abgeben kann.

In Fig. 2 ist schematisch eine Ausführungsform eines Parallelströmungs-Filter-Aggregats 12 dargestellt. Dieses Aggregat 12 weist eine Parallelströmungskammer 13 und eine Filterkammer 17 in einem integralen Bauteil auf. Wie dargestellt, ist die Parallelströmungskammer 13 über den Anschlußstutzen 14 mit den Strömungsaufnehmern 2 verbunden. Der Anschlußstutzen 15 der Parallelströ­ mungskammer 13 führt zu den Strömungsrückführungsdüsen 5. Ein weiterer Anschlußstutzen 16 der Kammer steht in Verbindung mit der Luftleitung, in der der Fühler 9 angeordnet ist. In der Filterkammer 17 ist eine Filterpatrone 18 angeordnet. Von der kalibrierbaren Drosselstelle 19 strömt die gefilterte Luft durch die Fühlerleitung zum Fühler 9 und von dort über den Anschluß 16 in die Parallelströmungskammer 13.

In einfacher Weise ist die in Fig. 1 dargestellte kalibrierbare Drosselstelle 6, wie Fig. 2 zeigt, als Regulierschraube 20 mit Gegenmutter 21 ausgebildet. Wie schematisch dargestellt, wird durch diese Regulier­ schraube 20 die Strömung eingestellt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erzeugung eines Strömungs-Istwertes für die Regelung der Strömung eines gasförmigen Mediums in einem Strömungskanal, insbesondere für die Volumenstromregelung in der Raumlufttechnik, bei dem eine Parallelströmung des gasförmigen Mediums mittels Strömungsaufnehmern aus dem Strö­ mungskanal entnommen und stromab in Strömungsrich­ ten des gasförmigen Mediums in den Strömungskanal zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Parallelströmung (3) eine Strömung (8) atmosphärischer Luft gesaugt wird, wobei im Ansaugsystem eine regelbare Drosselstelle (6) angebracht ist und dieser Strömung (8) der Strömungs-Istwert für die Regelung der Strömung des gasförmigen Mediums im Strömungskanal (1) mittels eines Fühlers (9) entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angesaugte atmosphärische Luft (7) gefiltert (11) wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Fühler (9) ein elektrisches Signal erzeugt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung d. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Parallelströmungs-Filter-Aggregat (12) mit einer Parallelströmungskammer (13), die einen Anschluß (14) für den Strömungsaufnehmer (2), einen Anschluß (15) für Parallelströmungs-Rückführungsdüsen (5) und einen Anschluß (16) für eine Fühlerleitung aufweist und mit einer Filterkammer (17), die eine Filterpatrone (18) aufweist und eine kalibrierbare Drosselstelle (19), die über die Fühlerleitung und den Fühler (9) mit dem Anschluß (16) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelströmungs-Kammer (13) durch einen lösbaren Verschlußdeckel (19) verschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kalibrierbare Drosselstelle (19) eine Regulierschraube (20, 21) aufweist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (9) ein Strömungsmesser mit elektrischem Ausgangssignal ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (9) ein Hitzdrahtströmungsmesser ist.