SE518776C2 - Throttle valve for regulating flow of e.g. air, comprises flexible sleeve with fixed end and rotatable end - Google Patents

Abstract

The valve comprises a sleeve (2) made from a flexible material and having a cross-section essentially the same as the flow channel (1). The sleeve has one end which is fixed in relation to the flow channel and one end which can rotate during a controlled displacement in the axial direction. During rotation the sleeve adopts a multi-pointed star cross-section. The valve is enclosed by noise insulating material and the tube around the sleeve is air permeable.

Description

25 so 11.1» b 35 S18 m áL Dessa ljuddämpare är relativt utrymmeskrävande då de dels måste omfatta en viss längd hos den kanal i vilken den installerats, dels har en större ytterdiameter än kanalsystemet i övrigt. 25 so 11.1 »b 35 S18 m áL These mufflers are relatively space-consuming as they must cover a certain length of the duct in which it is installed, and have a larger outer diameter than the duct system in general.

En luftbehandlingsinstallation bör utföras av sådant material och anordnas så att den kan fungera under anläggningens beräknade livslängd. Reglerspjället skall därför utföras av material som motstår gaser och andra ämnen i luftflödet och omgivningen, det skall även kunna motstå viss mekanisk påverkan. Inställning skall kunna göras vid varje tillfälle utan att spjället kärvar eller deformeras. Av hygieniska och funktionella skäl bör spjället kunna rengöras och vara utfört på ett sådant sätt att igensättning av smuts, damm och fett inte varaktigt kan förhindra den avsedda funktionen. Till skillnad från avstängningsventiler kan spjället tillåta en viss luftströmning även i sitt mest tillslutna läge, i andra utföringsformer kan det även användas som tätslutande avstängningsspjäll.An air handling installation should be made of such material and arranged so that it can operate for the estimated life of the installation. The control damper must therefore be made of material that resists gases and other substances in the air and the environment, it must also be able to withstand some mechanical impact. Adjustment must be possible at any time without the damper jamming or deforming. For hygienic and functional reasons, the damper should be able to be cleaned and designed in such a way that clogging of dirt, dust and grease can not permanently prevent the intended function. Unlike shut-off valves, the damper can allow a certain air flow even in its most closed position, in other embodiments it can also be used as a tightly closing shut-off damper.

Föreliggande uppfinning avser ett spjäll med vilket ovannämnda nackdelar med andra spjälltyper kan elimineras eller väsentligt reduceras. Genom att spjäll enligt uppfinningen orsakar väsentligt mindre turbulens än tidigare kända spjäll och även innefattar särskilda medel för ljuddämpning åstadkommes samtidigt en minskning av störande ljud och en utrymmesbesparing. Spjäll enligt uppfinningen har de särdrag som framgår av patentkraven.The present invention relates to a damper with which the above-mentioned disadvantages of other damper types can be eliminated or significantly reduced. Because dampers according to the invention cause significantly less turbulence than previously known dampers and also include special means for sound attenuation, a reduction of disturbing noise and a saving of space are achieved at the same time. Throttles according to the invention have the features that appear from the patent claims.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till de utföringsexempel som visas i bifogade figurer.The invention will be described in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the accompanying drawings.

Figur 1 visar i princip funktionen hos ett spjäll enligt uppfinningen.Figure 1 shows in principle the function of a damper according to the invention.

Figur 2 visar detaljer av ett praktiskt utförande.Figure 2 shows details of a practical embodiment.

Figur 3 visar en del av en hylsa i spjället.Figure 3 shows a part of a sleeve in the damper.

Figur 4-6 visar hylsan i olika lägen för spjället.Figure 4-6 shows the sleeve in different positions for the damper.

Figur 7 visar ljudets spridningsriktningar i ett helt öppet spjäll.Figure 7 shows the propagation directions of the sound in a completely open damper.

Figur 8 visar ljudets spridningsriktningar i ett delvis strypt spjäll.Figure 8 shows the propagation directions of the sound in a partially throttled damper.

Den principiella funktionen hos spjället enligt uppfinningen framgår av figur 1. Luften 7 strömmar genom en kanal 1 i vilken är anordnad en hylsa 2 av elastiskt något 10 15 20 25 30 ss o | v u n. 518 776 3. luftgenomsläppande och töjbart material. Hylsan, som i utgångsläget har formen av en . - Q o o u .The principal function of the damper according to the invention is shown in Figure 1. The air 7 flows through a channel 1 in which a sleeve 2 of elastically slightly 10 is arranged. v u n. 518 776 3. air-permeable and extensible material. The sleeve, which in the initial position has the shape of a. - Q o o u.

I u u rät, cirkulär cylinder, är i sin ena ända anordnad att på ett kontrollerat sätt vridas så som visas med pilen 3. Härvid sker en förskjutning av det ena hylsfästet inåt i den med pilen 6 markerade riktningen och en minskning av hylsans diameter inåt mot centrum enligt pilarna 4 och 5. Detta medför ett minskat flöde genom kanalen därigenom att flödet inne i hylsan minskar.In a straight, circular cylinder, it is arranged at one end to rotate in a controlled manner as shown by the arrow 3. In this case, one of the sleeve brackets is displaced inwards in the direction marked by the arrow 6 and a reduction of the diameter of the sleeve inwards towards center according to arrows 4 and 5. This results in a reduced fl fate through the channel by reducing the fl fate inside the sleeve.

Några väsentliga delar av ett praktiskt utförande av uppfinningen visas i figur 2. I en cirkulär kanal 1 är en hylsa av ovannämnt slag fastsatt dels på rörstos 9, dels i sin andra ända på en något längre rörstos som utgör ett löprör 8. För tätning mot kanalen 1 och dess förlängning i båda riktningar har rörstosen 9 och Iöpröret 8 tätningsringar 10-13. Rörstosen 9 är fast i förhållande till kanalen 1 medan Iöpröret 8 äri sin längdriktning förskjutbart anordnat i kanalen. Vid vridning av Iöpröret, på sätt som närmare beskrivs nedan, sker en sammandragning av hylsan 2 under veckbildning och hylsan antar i olika lägen det utseende som visas i figurerna 3 och 4-6. I andra utföringsformer kan rörstosen 9 vridas men inte förskjutas i kanalens längdriktning utan all förskjutning sker hos Iöpröret 8.Some essential parts of a practical embodiment of the invention are shown in Figure 2. In a circular channel 1, a sleeve of the above-mentioned type is fixed partly on a pipe socket 9 and partly at its other end on a slightly longer pipe socket which constitutes a running pipe 8. For sealing against the channel 1 and its extension in both directions, the pipe socket 9 and the opening pipe 8 have sealing rings 10-13. The pipe socket 9 is fixed in relation to the channel 1, while the pipe 8 is slidably arranged in the channel in its longitudinal direction. When the tube is rotated, in the manner described in more detail below, the sleeve 2 contracts during creasing and the sleeve assumes the appearance shown in Figures 3 and 4-6 in different positions. In other embodiments, the pipe socket 9 can be rotated but not displaced in the longitudinal direction of the channel, but all displacement takes place at the pipe 8.

Hylsan kan utföras av många olika material varvid olika textila material föredras, exempel på material som kan vara lämpliga är polyamid, polyester och andra material med begränsad elasticitet och töjbarhet. I vissa tillämpningar kan gummi eller gummiliknande material vara tänkbara. En hylsa i form av en strumpa av textila material kan tillverkas genom vävning eller flätning. Företrädes anordnas denna med en trådriktning parallellt med kanalens riktning och en trådriktning vinkelrätt mot denna.The sleeve can be made of many different materials, with different textile materials being preferred, examples of materials that may be suitable are polyamide, polyester and other materials with limited elasticity and extensibility. In some applications, rubber or rubber-like materials may be conceivable. A sleeve in the form of a sock of textile material can be made by weaving or. Etching. Preferably, this is arranged with a wire direction parallel to the direction of the channel and a wire direction perpendicular thereto.

Vid vridning av det ena fästet såsom visas i figur 1, antar hylsan det utseende som visas i figur 3, som visar hylsan avskuren ett stycke från Iöpröret 8 före hylsans mitt.When rotating one of the brackets as shown in Figure 1, the sleeve assumes the appearance shown in Figure 3, which shows the sleeve cut off a distance from the opening tube 8 before the center of the sleeve.

Vid vridningen veckar sig hylsan 2 så att det bildas ett antal åsar 14 och dalar 15 vilka i genomskärning bildar en fleruddig stjärna 20. Detta framgår även av figurerna 4A-6A, som visar hylsan i olika vridningslägen sedd i axiell riktning, och figurerna 4B-6B som visar hylsan sedd i radiell riktning i samma lägen. I figur 6B visas även schematiskt trådriktningen för en hylsa av textilt material.During rotation, the sleeve 2 folds so as to form a number of ridges 14 and valleys 15 which in cross-section form a fl blurred star 20. This is also apparent from fi grooves 4A-6A, which show the sleeve in different rotational positions seen in the axial direction, and fi grooves 4B- 6B showing the sleeve seen in the radial direction in the same positions. Figure 6B also schematically shows the thread direction of a sleeve of textile material.

Figurerna 7 och 8 visar i genomskärning ett spjäll enligt uppfinningen med hylsa 2 i ett kanalrör 22 som omges av isolerande, Ijuddämpande material 23 vilket är omslutet av ett ytterhölje 24. Spjället ansluts till en luftkanal med rörstosarna 25 och 26. Hylsan är monterad i kanalen 22 medelst en första fästring 18, som är förskjutbar i kanalens längdriktning, och en andra fästring 16 som är vridbari kanalen men inte förskjutbar i kanalens längdriktning. Vridningen av fästringen 16 åstadkommes med en manöveranordning 21 som kan vara manuell eller påverkas av exempelvis en 518 776 H. servomotor. Manöveranordningen är av i sig känt utförande och visas inte i detalj i figurerna. Kanalröret 22 är perforerat så att dess yta delvis är öppen mot isoleringen 23. 5 Tryckrör 17 och 19 kan vara monterade på spjället och införda genom mantelröret.Figures 7 and 8 show in section a damper according to the invention with sleeve 2 in a duct pipe 22 which is surrounded by insulating, sound-absorbing material 23 which is enclosed by an outer casing 24. The damper is connected to an air duct with the pipe sockets 25 and 26. The sleeve is mounted in the duct 22 by means of a first fastening ring 18, which is displaceable in the longitudinal direction of the channel, and a second fastening ring 16 which is rotatable in the channel but not displaceable in the longitudinal direction of the channel. The rotation of the fastening ring 16 is effected with an operating device 21 which can be manual or actuated by, for example, a 518 776 H. servomotor. The operating device is of a per se known design and is not shown in detail in the clocks. The duct pipe 22 is perforated so that its surface is partially open against the insulation 23. Pressure pipes 17 and 19 can be mounted on the damper and inserted through the jacket pipe.

Tryckrören är i förbindelse med den i kanalen strömmande luften genom spalter intill hylsans fästringar. Denna fördelaktiga montering med litet avstånd mellan mätpunkterna och inbyggnad i spjällenheten är möjlig genom de egenskaper som uppnås med ett spjäll enligt uppfinningen. De veck som bildas i hylsmaterialet fungerar 10 som ledskenor för luften och tvingar denna till en roterande rörelse genom hylsan. Ju mer man stryper åt spjället desto mer markerade blir ledskenorna och därmed deras inverkan på luftflödet. Rotationen är betydelsefull eftersom den tvingar luften att följa hylsans mantelyta vilket medför mindre turbulens, tryckfall och ljudalstring. Mindre turbulens ger även möjlighet till säkrare tryck- och flödesmätning vilket har betydelse i 15 moderna ventilationssystem där stora krav ställs på låg energiförbrukning. l figurerna har ljudvågornas riktningar markerats med streckade pilar 27. Det framgår av figurerna att de alltid finns ett ljudflöde in i det omgivande isolerande materialet 23.The pressure pipes are connected to the air flowing in the duct through gaps next to the fastening rings of the sleeve. This advantageous mounting with a small distance between the measuring points and installation in the damper unit is possible due to the properties that are achieved with a damper according to the invention. The folds formed in the sleeve material act as guide rails for the air and force it to a rotating movement through the sleeve. The more you choke on the damper, the more marked the guide rails become and thus their effect on the air. The rotation is significant because it forces the air to follow the shell surface of the sleeve, which causes less turbulence, pressure drop and sound stringing. Less turbulence also provides the opportunity for safer pressure and flow measurement, which is important in modern ventilation systems where great demands are placed on low energy consumption. In the lures, the directions of the sound waves are marked with dashed arrows 27. It appears from the lures that there is always a sound deserted in the surrounding insulating material 23.

Genom att hylsan 2 och kanalen 22 båda är utförda så att de är luftgenomsläppliga 20 uppnås en ljuddämpande funktion även vid helt öppet spjäll enligt figur 7, enheten fungerar då som en absorptionsljuddämpare av traditionellt slag. Ju mer spjället stryps, desto mer förskjuts fästringen 18 inåt mot spjällets mitt och följaktligen friläggs mer av det ljuddämpande materialet för direkt kontakt med luftflödet utan att detta först behöver passera genom hylsan 2. Anordningen fungerar således som en kombination 25 av spjäll och ljuddämpare och får därigenom betydligt kortare bygglängd än en konventionell kombination av ljuddämpare och spjäll anordnade bredvid varandra. Det Ijudisolerande materialet gör även att enheten uppfyller kraven på brandisolering.Because the sleeve 2 and the duct 22 are both designed so that they are air-permeable, a sound-absorbing function is achieved even with a fully open damper according to Figure 7, the unit then functions as an absorption sound-absorber of the traditional type. The more the damper is throttled, the more the fastening 18 is displaced inwards towards the center of the damper and consequently more of the sound-absorbing material is exposed for direct contact with the air without this first having to pass through the sleeve 2. The device thus functions as a combination of damper and muffler thereby significantly shorter construction length than a conventional combination of silencers and dampers arranged next to each other. The sound-insulating material also means that the unit meets the requirements for fire insulation.

Ytterligare en viktig egenskap som uppnås genom minskad turbulens är att spjället blir 30 mindre beroende av hur det monteras i kanalsystemet och det kan därför monteras i ao direkt anslutning till exempelvis en kanalböj utan att detta påverkar tryck- och flödesmåtningen, vilket har stor praktisk betydelse då det nästan alltid är ont om plats i ett ventilationssystem. ' 35 Spjäll enligt uppfinningen kan givetvis tillverkas med olika diameter och längd. Ett exempel på lämpliga dimensioner för många tillämpningar är en hylsa med 160 mm diameter och längden 180 mm. Vid en vridning av 120 grader, vilket kan vara en ':*'É lämplig största vridningsvinkel, blir längdminskningen ca 60 mm varvid den fria arean i centrum minskat med 75-80 % i förhållande till utgångsläget. 10 15 20 25 i 518 776 =".=_'_'=f.¿ 5 Genom den styrda veckbildningen uppnås att strömning runt skarpa kanter helt undviks vilket i sin tur medför en väsentligt minskad turbulens jämfört med till exempel ett irisspjäll vid samma areaminskning. Veckningen medför, som nämnts ovan, att det bildas en form av ledskenor som styr luftströmmen och ger en mjuk övergång mellan spjällets inlopp och utlopp. Vid helt öppet spjäll är insidan slät och luftströmmen passerar utan att störas av spjället. I alla dessa situationer är därigenom alstringen av störande ljud väsentligt mindre än vid andra typer av spjäll.Another important property achieved by reduced turbulence is that the damper becomes less dependent on how it is mounted in the duct system and it can therefore be mounted in ao direct connection to, for example, a duct bend without this affecting the pressure and fate measurement, which is of great practical importance when there is almost always a lack of space in a ventilation system. '35 Damper according to the invention can of course be manufactured with different diameters and lengths. An example of suitable dimensions for many applications is a sleeve with a diameter of 160 mm and a length of 180 mm. At a rotation of 120 degrees, which may be a suitable maximum angle of rotation, the reduction in length is about 60 mm, the free area in the center being reduced by 75-80% in relation to the initial position. 10 15 20 25 i 518 776 = ". = _'_ '= f.¿ 5 Due to the controlled creasing, it is achieved that flow around sharp edges is completely avoided, which in turn leads to a significantly reduced turbulence compared to, for example, an iris damper with the same area reduction. The folding means, as mentioned above, that a form of guide rails is formed which controls the air flow and gives a smooth transition between the inlet and outlet of the damper. thereby the generation of disturbing noise is significantly less than with other types of dampers.

Kanalröret och hylsan skall vara av luftgenomsläppligt material som tillåter ljudvàgorna att passera ut till det omgivande ljudisolerande materialetfiärmed avses att det luftgenomsläppliga materialet skall tillåta att luftmolekylerllešiïljêlíävçågeal genom materialet, däremot är det inte nödvändigt att något nämnvärt luftflöde förekommer.The duct and sleeve shall be of air-permeable material which allows the sound waves to pass out to the surrounding sound-insulating material fi this means that the air-permeable material shall allow air molecules to pass through the material;

För detta ändamål kan Kanalröret exempelvis utföras av perforerad plåt.For this purpose, the duct pipe can, for example, be made of perforated sheet metal.

Hylsan kan som nämnts utföras av olika material varvid dock textila material är att föredra av flera anledningar. Textila material besitter oftast en viss begränsad töjbarhet eller elasticitet vilket kan ge en slätare och jämnare yta hos hylsan i olika vfldfliflgsfigefl- EL* .vëvteflecflaïai materiel .kan “sin yisëgengfn strömmandelufterrfigilfizndggfluftšêmningen kanflcåíkeímellan hylsans u tírngivaflnjielrlalltelrörëet. Dennågerfo-mšpplighet kan påverka strömningsförhållandena på ett fördelaktigt sätt och ytterligare minska ljudalstringen samt eliminera eventuella störningar på tryckmätningen. Ljuddämpningen uppnås huvudsakligen genom att spjället omges av ett ytterhölje av ljudisolerande material i vilket kan finnas genomföringsöppningar för manöveranordningen och tryckmätrören.As mentioned, the sleeve can be made of different materials, however, textile materials are preferred for your reasons. Textile materials usually have a certain limited extensibility or elasticity, which can give a smoother and smoother surface of the sleeve in different vfld fl i fl gs fi ge fl- EL * .vëvte fl ec fl aïai material. This low capacity can affect the flow conditions in a beneficial manner and further reduce the sound generation and eliminate any disturbances in the pressure measurement. The sound attenuation is achieved mainly by the damper being surrounded by an outer casing of sound-insulating material in which passage openings for the control device and the pressure measuring tubes can be found.

Inom ramen för uppfinningstanken är andra utföringsformer utöver de ovan beskrivna möjliga. Regleranordningen kan utföras på många olika sätt liksom hylsans montering i det omgivande mantelröret. Materialet i hylsan kan varieras och dess egenskaper påverkas genom impregnering, materialblandning och andra liknande åtgärder.Within the framework of the invention tank, other embodiments in addition to those described above are possible. The control device can be designed in many different ways as well as the mounting of the sleeve in the surrounding jacket pipe. The material of the sleeve can be varied and its properties affected by impregnation, material mixing and other similar measures.

Claims (2)

10 15 sis 776 | o Q c av u PATENTKRAV.10 15 sis 776 | o Q c of u CLAIMS. 1. Spjäll för reglering av luftflöde eller annat strömmande medium innefattande en hylsa (2) av flexibelt material vars tvärsnitt i huvudsak överensstämmer med den kanal (1, 22) i vilket strömningen sker, varvid hylsans ena ända är fast i förhållande till kanalen och den andra ändan kan vridas under en i förhållande till vridningen kontrollerad förskjutning i axiell riktning så att hylsan (2) i helt öppet läge har formen av en rät cirkulär cylinder och vid vridning antar ett tvärsnitt i form av en fleruddig stjäma (13) kännetecknad av att kanalen (1, 22) omges av ljuddämpande material (23) och att kanalen (1 ,22) och hylsan (2) genom öppningar, som erhållits genom perforering eller pà annat sätt, har en viss genomsläpplighet för den strömmande luften och en liten del av luftströmningen kan ske mellan hylsans utsida och det omgivande mantelröret.A damper for regulating air fl desolation or other flowing medium comprising a sleeve (2) of fl exhibible material whose cross-section substantially corresponds to the channel (1, 22) in which the flow takes place, one end of the sleeve being fixed relative to the channel and the the other end can be rotated during a displacement controlled in axial direction in relation to the rotation so that the sleeve (2) in the fully open position has the shape of a straight circular cylinder and upon rotation assumes a cross section in the form of a ud eroded stem (13) characterized by the duct (1, 22) is surrounded by sound-absorbing material (23) and that the duct (1, 22) and the sleeve (2) through openings obtained by perforation or otherwise have a certain permeability to the flowing air and a small part of the air flow can take place between the outside of the sleeve and the surrounding jacket pipe. 2. Spjäll enligt patentkrav 1 kännetecknat av att hylsan har en fast och en rörlig ända varvid den rörliga ändan förskjuts inne iden omgivande kanalen(1, 22) då spjällets inställning ändras så att ju mer spjället stryps, desto mer friläggs yta hos kanalen (1, 22) för direkt genomsläppning av ljudvàgor till det isolerande materialet (23).Damper according to claim 1, characterized in that the sleeve has a fixed and a movable end, the movable end being displaced inside the surrounding channel (1, 22) when the setting of the damper changes so that the more the damper is throttled, the more surface of the channel (1 , 22) for direct transmission of sound waves to the insulating material (23).