SK7733Y1 - Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch - Google Patents

Abstract

Regulátor má kanál na prúdenie tekutiny, v ktorom je výkyvne uložená škrtiaca klapka (1). Nastavovací mechanizmus klapky (1) má páku (2) na osi klapky (1), na páku (2) pôsobí pružina (3) s nastaviteľným predpätím v smere proti silovému momentu, ktorý vzniká na klapke (1) pri prúdení tekutiny v kanáli. Mechanizmus má tlmič (5) s ramenom (7), ktoré je prepojené s pákou (2) klapky (1). Tlmič (5) je uložený na pohyblivo uloženom držiaku (6), čím sa dosiahne rôzna poloha tlmiča (5) oproti osi klapky (1), rôznej polohe držiaka (6) zodpovedá rôzny prevodový pomer natočenia medzi pákou (2) a tlmičom (5). Je výhodné, ak nastavovací prvok (4) je prevodom spojený s držiakom (6) na spriahnutie polohy nastavovacieho prvku (4) s polohou držiaka (6). Na zvýšenie presnosti regulátora je výhodné, ak má dosku, ktorá je umiestnená tesne za hriadeľom klapky (1), v smere prúdenia tekutiny a ak má klapku (1) s pákou (2) vyváženú.

Description

Technické riešenie sa týka regulátora prietoku tekutín so škrtiacou klapkou, predovšetkým prietoku vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch, systémoch, v rozvodoch rôznych prierezov a rozmerov. Škrtiaca klapka reguluje prietok v súčinnosti s nastavovacím mechanizmom, dokáže sa adaptovať na zmenu vstupných tlakových podmienok a udržuje nastavený prietok tekutiny v širokom rozsahu.

Doterajší stav techniky

Na reguláciu prietoku vzduchu a podobných plynov alebo tekutín sa používajú škrtiace klapky, ktoré zasahujú do toku tekutiny a podľa uhla natočenia kladú rôzny odpor pretekajúcej tekutine. Na nastavenie správneho uhla škrtiacej klapky sa môžu použiť elektronické riadiace systémy, ktoré vyhodnocovaním tlaku zisťujú aktuálny prietok a následne riadia natočenie škrtiacej klapky. Častejšie sa vo vzduchotechnike využívajú mechanicky regulované škrtiace klapky, ktoré sú jednoduché, lacné a nevyžadujú si zdroj energie.

Plochý list klapky mechanického regulátora je ohnutý v úrovni osi otáčania, aby prvá strana klapky vytvárala odlišný moment sily ako druhá strana klapky. Vzniknutý momentový rozdiel pri prietoku tekutiny je v rovnováhe so silou pružiny, ktorá má nastaviteľné predpätie. Predpätím sa nastavuje požadovaný prietok. Tvar listu klapky zodpovedá prierezu potrubia, resp. prierezu regulačného prvku, v ktorom je klapka umiestnená. Na tomto princípe pracuje viacero typov regulátorov s rôznou kinematikou nastavovacieho mechanizmu.

Riešenie podľa DE9208345U1 využíva plochú pružinu, ktorá je spojená s nastaviteľnou vačkou. Riešenie je konštrukčne jednoduché, ale nastavovací mechanizmus nemá dostatočné vlastné ani pridané tlmenie a bude náchylný na kmitanie. Zverejnenie EP1840477A2 podobne používa plochú pružinu pôsobiacu proti silovému momentu klapky, ktorá má os otáčania posunutú mimo geometrickej osi. Nevýhodou je náchylnosť klapky na kmitanie a nepresnosť nastaveného prietoku.

Riešenia podľa EP 1318359 A2, SK UV 3174 U používajú pneumatický lineárny tlmič, ktorý ma zabrániť kmitaniu klapky. V praxi sa zistilo, že v niektorých režimoch je tlmenie nevyhovujúce, systém je náchylný na kmitanie a hysteréziu, keď skutočný prietok je závislý od toho, či vstupný tlak klesá alebo rastie, na čo reaguje klapka otváraním alebo zatváraním. Zverejnenie DE102010038150A1 opisuje rotačný tlmič, ktorý cez ozubený prevod pôsobí na klapku. Tlmenie je rovnaké pri rôznych uhloch natočenia klapky, čo spôsobuje regulačné problémy. Mechanizmus podľa zverejnenia EP 2940396 Al má veľa súčastí a nemá tlmenie pohybu klapky.

Nevýhodou známych riešení regulátorov s mechanickým nastavovaním škrtiacej klapky je tiež ich použiteľnosť len v jednej montážnej polohe, pri ostatných polohách sa nepresnosť regulácie podstatne zvyšuje.

Je žiadané také riešenie regulátora, ktoré bude udržiavať nastavený prietok tekutiny, najmä vzduchu pri rôznych tlakových podmienkach na vstupe, zabráni kmitaniu klapky, čo je častou príčinou nestability prietoku v rozvode. Riešenie má byť použiteľné pre rôzne veľkosti prietokových prierezov.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch, kde regulátor má kanál na prúdenie tekutiny, v telese kanálu je výkyvné uložená škrtiaca klapka, ktorá má mimo kanálu nastavovací mechanizmus, nastavovací mechanizmus zahrňuje páku klapky, na ktorú pôsobí pružina s nastaviteľným predpätím a kde regulátor má rotačný tlmič kmitania klapky a má nastavovací prvok na zmenu predpätia pružiny podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že tlmič má rameno prepojené s pákou klapky, pričom tlmič je uložený na výkyvné uloženom držiaku na dosiahnutie rôznej polohy tlmiča k osi páky klapky, čím sa dosiahne rôzny prevodový pomer medzi pákou klapky a tlmičom.

V predloženom riešení je použitý rotačný tlmič kmitania s ramenom, tlmič je v nastavovacom mechanizme aktívny len v určitom uhlovom rozsahu, nevyužíva sa úplne jeho možnosť neobmedzeného otáčania. Vďaka ramenu a nastaviteľnej polohe držiaka s tlmičom sa môže dosiahnuť rôzny prevodový pomer medzi klapkou a rotačným tlmičom. Meniteľný prevodový pomer medzi otáčaním klapky a otáčaním tlmiča umožňuje vhodne zvoliť veľkosť tlmenia pri rôznom nastavení predpätia pružiny, to znamená, že sa dosiahne rôzny tlmiaci účinok pri rôzne nastavených prietokoch regulátora.

Držiak tlmiča môže byť usporiadaný tak, že pri niektorej nastavenej polohe, napríklad pri polohe s maximálnym prietokom, je prevodový pomer medzi otáčaním klapky a otáčaním rotačného tlmiča blízky pomeru 1:1. Držiak môže byť pri takomto usporiadaní uložený tak, že v uvedenej krajnej polohe je os tlmiča blízko osi uloženia klapky alebo v osi uloženia klapky. Páka klapky pôsobí na rameno tlmiča prostredníctvom kolí2

SK 7733 Υ1 ka. Aby sa umožnila zmena polohy tlmiča a zachovala sa pritom kinematická väzba klapky a tlmiča, má páka klapky alebo rameno tlmiča vytvorenú radiálne orientovanú drážku, do ktorej zapadá kolík pevne pripevnený na druhom člene prevodu. Kolík sa v drážke pohybuje počas zmeny polohy tlmiča, tým sa mení pomer polomerov páky klapky a ramena tlmiča. Z hľadiska jednoduchej konštrukcie je výhodné, ak kolík je pevne votknutý v páke klapky a radiálne orientovaná drážka je vytvorená na ramene tlmiča. Kolík zapadá do drážky v ramene tlmiča, kolík pri pohybe v smere dotyčnice pôsobí na rameno, v tomto smere má kolík len nevyhnutnú vôľu, tým sa uhlová zmena polohy klapky prenáša do zmeny uhla rotačného tlmiča.

Geometria kinematického vzťahu tlmiča s ramenom a páky klapky tiež spôsobuje, že prevodový pomer, teda uhlový prevod medzi otáčaním klapky a otáčaním tlmiča sa mení aj pri danej nemeniacej sa polohe držiaka s tlmičom. Táto zmena prevodového pomeru je menšia ako zmena prevodového pomeru spôsobená dostupnou zmenou polohy tlmiča k osi otáčania klapky a vyplýva z použitia pákového prevodu. Ak bude držiak s tlmičom umiestnený tak, že jeho os otáčania sa dostane do osi otáčania (kývania) klapky, bude pákový prevod z klapky na tlmič vytvárať prevodový pomer 1:1, páka a rameno budú tvoriť spriahnutú kľuku. Pri odchýlení od súosej polohy sa zmení nielen prevodový pomer zmenou polohy tlmiča, ale pri zmene natočenia klapky sa mení účinný pomer páky a ramena. Toto usporiadanie zabezpečuje nelineárny priebeh tlmenia pri použití jednoduchého rotačného tlmiča s v podstate konštantným priebehom tlmenia.

Rôzne rozmerové a priestorové usporiadanie a uloženie držiaka s tlmičom k páke klapky, resp. k osi klapky umožňuje dosiahnuť rôzny priebeh tlmenia v závislosti od uhlovej polohy klapky a od nastavenia držiaka tlmiča. Ako spoľahlivý a konštrukčne jednoduchý sa vynašiel držiak tlmiča, ktorý je otočné, resp. výkyvné uložený tak, že kružnica, resp. časť kružnice, ktorá opisuje možné body osi otáčania tlmiča pri rôznych polohách držiaka prechádza cez os, resp. v blízkosti osi klapky. Môže ísť o krajnú polohu zodpovedajúcu maximálnemu nastavenému prietoku regulátora. Pri zmenšovaní požadovaného prietoku sa držiak s tlmičom natáča tak, že os tlmiča sa po kružnici vzďaľuje od osi otáčania klapky.

Na nastavenie polohy držiaka s rotačným tlmičom k osi klapky a páke klapky sa môže použiť samostatný nastavovací alebo aretačný člen, ktorým sa podľa tabuľky nastaví držiak tlmiča do polohy na príslušný požadovaný prietok tekutiny alebo sa výhodne vytvorí mechanické prepojenie držiaka tlmiča s nastavovacím prvkom na zmenu predpätia pružiny. Je preto výhodné, ak nastavovací prvok na zmenu predpätia pružiny je prevodom spojený s držiakom tlmiča. Pojem pružina v tomto spise pomenováva akýkoľvek prvok, ktorý aspoň v jednom smere umožňuje elastickú deformáciu, môže ísť o plochú lisovú pružinu, skrutnú pružinu, špirálovú pružinu, vinutú skrutkovú tlačnú alebo ťažnú pružinu a podobne. Podľa typu použitej pružiny môže mať jej nastavovací prvok rôzne vyhotovenie, zvyčajne bude zahrňovať aretáciu požadovanej polohy nastavovacieho prvku.

Vo výhodnom usporiadaní regulátora je použitá lineárne pôsobiaca ťažná pružina, ktorá je na jednom konci pripojená k páke klapky a na druhom konci je pripojená k nastavovaciemu prvku. Nastavovací prvok mení predpätie pružiny, má aretáciu nastavenej polohy, výhodne má pritom aj ukazovateľ, resp. stupnicu nastavenia. Na vytvorenie kinematickej väzby medzi nastavovacím prvkom a držiakom tlmiča môže byť použité ozubenie alebo, ako sa pri vynaliezaní ukázalo ako výhodné, môže byť použitý jednoduchý pákový prevod. Napríklad na obvode otočné nastavovacieho prvku je čap, ktorý pôsobí v otvore alebo v drážke na držiaku tlmiča. Držiak tlmiča je pritom uložený výkyvné, pri nastavovaní požadovanej polohy nastavovacieho prvku sa mení aj uhlové natočenie držiaka tlmiča a tým aj poloha tlmiča voči osi otáčania klapky. Zmena nastavenia predpätia pružiny je týmto spriahnutá s potrebnou zmenou polohy tlmiča.

Na uloženie držiaka s tlmičom a na uloženie nastavovacieho prvku s pružinou sa vo výhodnom usporiadaní použije základňová platňa pripevnená z vonkajšej strany telesa kanálu. Medzi telesom kanálu a platňou môže byť vložená izolácia na zníženie prenosu tepla a hluku.

Predložené technické riešenie jednoduchou a prevádzkovo spoľahlivou konštrukciou potlačuje nežiaduce kmitanie a znižuje hysterézu pri zmenách vstupných podmienok, najmä pri znižovaní alebo zvyšovaní vstupného tlaku vzduchu.

Na zvýšenie opakovanej presnosti výsledného prietoku regulátora má pozitívny vplyv plochá doska umiestnená tesne za osou klapky v smere prúdenia tekutiny. Doska zamedzuje turbulenciám za listom regulačnej, resp. škrtiacej klapky. Doska je orientovaná v smere prúdenia v kanáli regulátora a má dĺžku v hodnote aspoň polovice výšky kanálu, výhodne má dĺžku zodpovedajúcu výške kanálu. Doska môže mať doraz pre krajne otvorenú klapku. V prípade, že je doska vyrobená z plechu, môže byť doraz vytvorený ako prelis s potrebnou výškou. Doraz opačnej polohy pre maximálne zatvorenú klapku môže byť na vnútornom plášti telesa kanálu, napríklad jednoducho v podobe vyčnievajúceho drieku slepého nitu.

Doska za klapkou oddeľuje toky tekutiny, ktoré vychádzajú za klapkou z jej nerovnako sklonených strán listu, zabraňuje miešaniu týchto prúdov tesne za klapkou. Je výhodné, ak doska je uložená tak, že jej predná hrana je uložená tesne za osou otáčania klapky s medzerou nevyhnutnou na hladké otáčanie klapky, pričom doska je rovnobežná so smerom prúdenia a rozdeľuje priestor za klapkou na rovnako veľké priestory. Zadný okraj dosky môže mať v pôdoryse rovný alebo zaoblený priebeh. Výhodne bude doska vytvorená z plechu, zahnuté okraje budú prinitované k vnútornému povrchu plášťa kanálu. V prípade väčších priemerov kanálu

SK 7733 Yl regulátora môže mať doska vyformovaný záhyb v blízkosti uloženia klapky. Záhyb vystužuje dosku a umožňuje lepšie utesniť zónu za hriadeľom klapky. Vystužujúci záhyb môže byť súčasťou výškového odsadenia dosky, čo zjednodušuje priblíženie prednej hrany dosky k hriadeľu klapky pri umiestnení dosky v strede potrubia regulátora.

Opísané technické riešenie zabezpečuje spoľahlivú reguláciu konštantného prietoku tekutiny. Nastavený prietok je udržiavaný s požadovanou presnosťou pri stúpaní aj pri klesaní tlaku na vstupnej strane regulátora, reakcia klapky na meniaci sa vstupný pretlak je rýchla a bez dokmitov.

Aby sa obmedzil vplyv rôznej montážnej polohy regulátora na presnosť regulácie konštantného prietoku, je vhodné, ak je klapka spolu s pákou vyvážená, resp. aspoň staticky vyvážená k osi otáčania. Keďže list klapky pri regulátore podľa tohto technického riešenia je ohnutý alebo vyosený, aby sa dosiahol rozdielny moment sily na stranách klapky, má klapka tendenciu klesať, natáčať sa do jednej polohy. To ovplyvňuje regulačný moment pôsobiaci na klapku, čo sa jednoducho rieši tým, že meranie a ciachovanie regulátora sa vykoná pri danej polohe, zvyčajne pri vodorovnej polohe kanálu a pri vodorovne orientovanej osi otáčania klapky. Aby sa dosiahli rovnaké výsledky aj po montáži regulátora do vzduchotechnického systému, predpíše sa pre montáž rovnaká poloha. Ak sa však klapka spolu s pripojenou pákou vyváži tak, aby pri rôznych polohách a orientáciách nevznikal dodatočný moment pôsobiaci v jednom smere otáčania klapky, je regulátor použiteľný v akejkoľvek polohe. Na vyváženie klapky sa môže výhodne využiť hmota niektorej súčasti klapky, výhodne sa napríklad použijú zväčšené časti spojovacieho prostriedku, ktorý spája hriadeľ klapky s listom klapky. Napríklad zväčšená hlava skrutky alebo slepá uzatvorená matica majú hmotnosť pôsobiacu na opačnej strane, než smeruje prehnutie listu klapky. Statické vyváženie klapky spolu s nelineárne pôsobiacim tlmením zvyšujú presnosť požadovaného konštantného prietoku.

Regulátory konštantného prietoku sa používajú v širokom rozsahu rozmerov potrubí a v širokej škále prietokov. Bežne sa vyrábajú regulátory pre priemery od 80 mm do 500 mm, čo predstavuje približne 40-násobný rozdiel prietokového prierezu. Aj keď je princíp ozrejmený v opise tohto technického riešenia všeobecne použiteľný pre všetky bežné priemery a tvary prierezov regulátorov, bude potrebné vytvoriť odlišné parametre kinematických väzieb medzi pákou a nastavovacím prvkom. Aby sa pre každý rozmer regulátora nemuseli vyrábať odlišné súčasti mechanizmu, je výhodné, ak súčasti majú prestaviteľné otvory, voliteľné dorazy a podobne. Páka klapky môže mať viacero otvorov na pripojenie ťažnej pružiny. Ťažná pružina potom pôsobí na rôznom ramene páky. Zároveň môže mať páka rôzne polohy kolíka, ktorý zapadá do drážky v ramene tlmiča. Jeden výrobok páky (napríklad plastový výlisok páky) potom môže byť pripojený ku klapke regulátora s priemerom napríklad od 80 mm do 200 mm. Držiak tlmiča môže mať otvor, resp. otvory pre dve alebo viaceré umiestnenia tlmiča. Rotačný tlmič, ktorý sa vyrába ako hotový diel pre rôzne aplikácie, môže byť do regulátora navrhnutý s rôznym tlmiacim účinkom pre rôzne priemery. V prípade, že rôzne odstupňovaný rad tlmičov má odlišné pripojenie na hriadeľ, bude výhodné, ak výlisok ramena tlmiča má otvory rôznych potrebných tvarov, aby sa jeden výlisok ramena mohol použiť pre viaceré rozmery regulátora.

Pri niektorých rozmeroch regulátora, napríklad pri rozmeroch väčších ako 200 mm, môže byť potrebné použiť pružinu s nelineárnym priebehom ťažnej sily. Aby sa to dosiahlo s existujúcou geometriou a kinematikou nastavovacieho mechanizmu, môže sa použiť sústava aspoň dvoch skrutkových ťažných pružín, kde jedna pružina je v stálom zábere medzi nastavovacím prvkom a pákou klapky a druhá pružina zaberá do ťahu až po vyčerpaní mŕtveho chodu, ktorý môže byť vytvorený a určený dĺžkou voľnej drážky, v ktorej sa pohybuje jeden koniec druhej pružiny. Voľná drážka môže byť súčasťou ťahadla, ktoré je spolu s druhou pružinou umiestnené vnútri prvej pružiny, čím sa ušetrí priestor v nastavovacom mechanizme.

Na adaptáciu jedného nastavovacieho mechanizmu pre rôzne priemery regulátora sa okrem prestavovania jednotlivých otvorov využije aj prestavenie dorazu polohy nastavovacieho prvku pre minimálny prietok. Tento doraz môže byť vytvorený driekom slepého nitu, ktorý sa zanituje v niektorom otvore v skupine otvorov v základňovej platni. Základňová platňa pritom môže mať jeden koncový doraz pre maximálnu polohu natočenia nastavovacieho prvku. Aretácia požadovanej polohy nastavovacieho prvku môže byť vyriešená pomocou skrutky, ktorou sa vytvorí trecí spoj nastavovacieho prvku so základňovou platňou alebo s krytom, ktorý je spojený so základňovou platňou. Kryt môže zároveň vytvárať oporu na rotačné alebo výkyvné uloženie niektorého prvku alebo niektorých prvkov nastavovacieho mechanizmu. Vonkajšia plocha krytu môže mať pripojovacie prvky alebo aspoň pripojovacie vedenie na primontovanie akčného člena, ktorým sa môže meniť poloha nastavovacieho prvku pódia pokynu z nadradeného systému. Samotná regulácia konštantného prietoku je v regulátore zabezpečená mechanickým usporiadaním podľa tohto technického riešenia, ale zmena požadovaného prietoku môže byť riadená diaľkovo.

Výhodou technického riešenia je predovšetkým jednoduchá a spoľahlivá konštrukcia, ktorá pri malom počte súčasti zabezpečuje nelineárne pôsobenie pružiny a tlmiča, zabezpečuje opakovane presné dodržanie nastaveného prietoku bez problémov s hysteréziou systému a zabraňuje kmitaniu. Nastavovací mechanizmus je adaptovateľný pre široký rozsah prierezov regulátora.

SK 7733 Υ1

Prehľad obrázkov na výkresoch

Technické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou obrázkov 1 až 22. Vyobrazené konštrukčné detaily sú len príkladom a nemajú byť vysvetľujúce ako znaky obmedzujúce rozsah ochrany.

Na obrázkoch 1 až 4 je vyobrazená kinematická schéma nastavovacieho mechanizmu regulátora v rôznych polohách. Na týchto obrázkoch je pre prehľadnosť držiak tlmiča posunutý tak, aby pri pôdorysnom zobrazení neprekrýval páku klapky. Držiak je na nasledujúcich zobrazeniach vyobrazený tak, že dráha osi rotačného tlmiča pri zmene polohy držiaka prechádza cez os klapky.

Obrázok 1 predstavuje polohu s nastavovacím prvkom v maximálnej polohe prietoku, v polohe 10 z desaťstupňovej stupnice, keď je prevodový pomer medzi otáčaním klapky a otáčaním ramena tlmiča približný pomeru 1:1. Na obrázku 2 je rovnaký nastavovací mechanizmus zobrazený v polohe s prietokom v polohe 2 z desaťstupňovej stupnice, pričom klapka je rovnakej polohe ako na obrázku 1, čo pri rôznej sile pružiny signalizuje rozdielny vstupný tlak ako na obrázku 1. Na obrázkoch 1 a 2 nie je pre prehľadnosť znázornená klapka. Na obrázku 2 pozorujeme, že páka klapky pôsobí na rameno rotačného tlmiča na odlišnom polomere ako v príklade 1.

Na obrázkoch 3 a 4 je zobrazená rovnaká poloha nastavovacieho prvku, ale klapka, znázornená čiarkovanou líniou, má rôznu polohu podľa vstupného tlaku na regulátore. Poloha klapky a páky na obrázku 3 zodpovedá vysokému tlaku, poloha na obrázku 4 nízkemu tlaku na vstupe regulátora.

Na obrázku 5 je pohľad na regulátor s kruhovým prierezom zo strany nastavovacieho mechanizmu. Na obrázku 6 je pohľad zo vstupnej strany. Na obrázku 7 je pohľad na nastavovací mechanizmus s odskrutkovaňou skrutkou aretácie.

Na obrázku 8 a 9 je vyobrazený nastavovací mechanizmus po odložení krytu, pričom na oboch obrázkoch je držiak tlmiča vyobrazený ako priehľadný čiarkovanou líniou. Na obrázku 8 je držiak tlmiča v polohe nízkeho nastaveného prietoku, kde je rameno páky, na ktorej pôsobí klapka na tlmič, vyznačené ako A. Na obrázku 9 je poloha maximálneho prietoku, držiak s tlmičom je posunutý do blízkosti osi klapky a rameno páky je vyznačené ako B, pričom toto rameno je viditeľne menšie ako rozmer A z obrázka 8.

Obrázok 10 vyobrazuje pohľad na odkrytý nastavovací mechanizmus, sústredné dvojice kruhov na základňovej platni sú prelisy, ktoré vytvárajú lepší styk s kruhovým profilom kanála regulátora.

Horný pohľad na odkrytý nastavovací mechanizmus je na obrázku 11. Detail letmého uloženia ramena tlmiča je následne na obrázku 12.

Na obrázku 13 je bočný pohľad na prvky nastavovacieho mechanizmu.

Obrázky 14 až 17 znázorňujú nastavovací mechanizmus použitý pre väčšie priemery regulátora, kde je páka vytvorená ako plechový výlisok a kde sú použité dve pružiny. Na obrázku 14 je pre prehľadnosť vynechané zobrazenie kruhových prelisov na základňovej platni a držiak tlmiča je vyobrazený ako priehľadný.

Obrázok 15 je pohľad v rezovej rovine B-B z obrázka 14.

Obrázok 16 je pohľad v rezovej rovine A-A z obrázka 14.

Na obrázku 17 je detail pripojenia kolíka páky k ramenu tlmiča, pričom tlmič je zobrazený bez svojho držiaka.

Obrázok 18 a 19 vyobrazujú regulátor s kruhovým prierezom bez nastavovacieho mechanizmu. Na obrázku 18 je pohľad na otvorenú klapku dosadnutú na doraz v doske. Obrázok 19 je pohľad zhora, kde je vidieť dĺžku dosky.

Na obrázku 20 je detail uloženia dosky v blízkosti hriadeľa klapky.

Obrázok 21 vyobrazuje klapku pre väčšie priemery regulátora, kde klapka má výstužné rebro a doska má záhyb približujúci predný okraj dosky k hriadeľu klapky.

Na obrázku 22 je detail pripojenia klapky k výkyvné uloženému hriadeľu, kde robustná matica vytvára vyvažovaciu hmotu.

Príklady uskutočnenia

Príklad 1

V tomto príklade podľa obrázkov 1 až 13 a 20, 22 je teleso kanála regulátora tvorené kusom kruhovej oceľovej pozinkovanej rúry s tesneniami na koncoch, ktoré sú určené na pripojenie do potrubia vzduchotechnického rozvodu. V rúre, v tomto príklade s priemerom 160 mm, je na plastových puzdrách osadená klapka X z hliníkového plechu. List klapky X má kruhový pôdorys s krátkou kruhovou úsečou. List klapky X má vo svojom strede vytvorený zális, do ktorého je rozoberateľné osadený hriadeľ klapky X. Hriadeľ je s listom klapky X spojený pomocou dvoch skrutiek, matice týchto skrutiek vytvárajú vyvažovaciu hmotu. List klapky X je prehnutý cez líniu hriadeľa tak, že spodná a horná časť listu sú prehnuté o 14°.

Za klapkou X v smere prúdenia vzduchu je prinitovaná doska 13 z pozinkovaného plechu, ktorá rozdeľuje priestor za klapkou X, a tým oddeľuje toky vzduchu prúdiace popri stranách klapky X. Doska 13 je orientova5

SK 7733 Υ1 ná rovnobežne so smerom prúdenia vzduchu, má vystrihnutý a nahor ohnutý krátky jazýček, ktorý tvorí doraz 14 klapky X v jej najviac otvorenej polohe. Opačný doraz 14 klapky X pre najviac zatvorenú polohu je driek slepého nitu v hornej časti rúry. Klapka X má možnosť plynulé sa otáčať, kývať medzi dorazmi 14.

Hriadeľ klapky X na strane s nastavovacím mechanizmom prechádza von z rúry, kde prechádza cez otvor v základňovej platni 12. Základňová platňa 12 nesie nastavovací mechanizmus a kryt 15. Základňová platňa 12 je k rúre pri skrutkovaná samoreznými skrutkami, medzi základňovou platňou 12 a vonkajším povrchom rúry je vložená penová izolácia.

Na konci hriadeľa klapky X je osadená dvojramenná páka 2 v podobe plastového výlisku. Na jednom ramene páky 2 je sústava štyroch otvorov na pripojenie pružiny 3. Na druhom ramene páky 2 je zalisovaný oceľový kolík 10. Na základňovej platni 12 je letmo uložený držiak 6 tlmiča 5. Držiak 6 je vyrobený ohýbaním plechového výrezku a má funkciu dvojramennej páky. Na jednej strane je v držiaku 6 otvor umožňujúci osadenie tlmiča 5 v dvoch polohách, na druhej strane má držiak 6 vidlicu. Rotačný tlmič 5 je vložený do otvoru v držiaku 6 a prichytený nitom. Na oske tlmiča 6 je nasadené plastové rameno 7, ktoré má dva pripojovacie otvory s rôznym tvarom pre dve rôzne osky tlmičov 5. Rameno 7 má vytvorenú drážku 9, do ktorej zapadá kolík 10 z páky 2. Aby sa kolík 10 z drážky 9 nevysunul, má nasadený poistný krúžok.

Nastavovací prvok 4 na nastavenie predpätia pružiny 3 je plastový výlisok so stupnicou na kruhovom oblúku. Os nastavovacieho prvku 4 má štvorhranný otvor určený na vloženie ovládacieho nástroja alebo na prepojenie s výstupom ovládacieho servomotora. Os nastavovacieho prvku 4 je otočné osadená v otvore základňovej platne 12 a v protiľahlom otvore v kryte 15. Nastavovací prvok 4 má prvé, dlhšie rameno, na ktorého konci sú dva otvory na pripojenie pružiny 3. Na prvom ramene je zalisovaná matica, do ktorej vchádza skrutka aretácie 16. Skrutka aretácie 16 trecím spojom spája nastavovací prvok 4 s krytom 15, v ktorom je oblúkovo vedená drážka a tiež okienko na odčítanie nastavenej polohy zo stupnice na nastavovacom prvku 4. Kryt 15 v tomto príklade vyhotovenia prenáša silu z nastavovacieho prvku 4 a z pružiny 3, je preto vyhotovený ako dostatočne pevný výlisok s vedením na presné zaklapnutie do zahnutých okrajov základňovej platne 12.

Druhé, kratšie rameno na výlisku nastavovacieho prvku 4 je zakončené čapom XX, ktorý zapadá do vidlice v držiaku 6 tlmiča 5. Pri otáčaní nastavovacieho prvku 4 sa mení predpätie pružiny 3 a zároveň čap 11 cez vidlicu natáča držiak 6. Pri nastavení maximálneho prietoku vzduchu na stupeň 10 desaťstupňovej stupnice sa prvé rameno nastavovacieho prvku 4 opiera o prelisovaný doraz na základňovej platni 12. Zároveň je držiak 6 v polohe, keď os rotačného tlmiča 5 je približne v osi klapky X. Pri tejto polohe je vzájomný prevodový pomer medzi natočením klapky X a natočením tlmiča 5 blízky pomeru 1:1.

Vzduch privedený na vstup regulátora natáča klapku 1 podľa veľkosti vstupného tlaku. Zmeny tlaku vedú k zmene polohy klapky X. Klapka X je pritom ťahaná smerom k maximálnemu otvoreniu, až k dorazu 14 na doske 13. Zvyšujúci tlak vzduchu na vstupe klapku X postupne zatvára.

Pri pootočení nastavovacieho prvku 4 smerom k menším hodnotám prietoku sa tlmič 5 vzďaľuje od osi klapky 1, čím sa mení aj prevodový pomer medzi klapkou X a tlmičom 5, tlmič 5 teraz pôsobí proti zmenám polohy klapky X s menším tlmiacim odporom. Keďže pri malých prietokoch vzduchu a danom priemere regulátora je dosiahnutie konštantného prietoku nepresné, je spodná hranica nastavenia obmedzená tak, že zo základňovej platne 12 vyčnieva driek slepého nitu tak, že vytvára doraz prvého ramena nastavovacieho prvku 4, čím je možné nastaviť regulátor až od stupňa 2. V tomto príklade vyhotovenia má regulátor pri vstupnom tlaku 50 až 1000 Pa nasledovný regulačný rozsah:

stupeň	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
prietok 1/s	-	23	31	38	46	53	58	63	68	73

Rúra regulátora je z vonkajšej strany mimo koncov obalená tepelnou a zvukovou izoláciou.

Príklad 2

V tomto príklade je na kryt 15 pripojený servomotor, ktorého výstupný hriadeľ so štvorcovým prierezom zapadá do otvoru v nastavovacom prvku 4. Na jednoduché pripojenie slúži pripevňovací prvok 8 vylisovaný na kryte 15. Aretácia 16 je uvoľnená a servomotor mení stupeň nastavovacieho prvku 4 podľa pokynu z centrálneho systému riadenia budovy. Samotná regulácia natočenia klapky X sa naďalej riadi mechanizmom, bez elektronických obvodov podobne ako v príklade 1.

Príklad 3

V tomto príklade je nastavenie držiaka 6 s polohou tlmiča 5 samostatné, oddelené od polohy nastavovacieho prvku 4. Nastavovací prvok 4 aj držiak 6 majú svoju stupnicu. Pri nastavení požadovaného prietoku obsluha podľa tabuľky nalepenej na kryte 15 nastaví polohu nastavovacieho prvku 4 a tiež polohu držiaka 6 tlmiča 5.

SK 7733 Υ1

Príklad 4

Nastaviteľný regulátor konštantného prietoku s väčším priemerom (napr. 400 mm) používa podľa obrázkov 14 až 17 a21 kovovú páku 2 klapky í, ktorá má dostatočnú tuhosť a pevnosť na zvýšené ohybové namáhanie oproti riešeniu s plastovou pákou 2. Nastavovací mechanizmus má dve pružiny 3. Prvá, väčšia pružina 3 je priamo pripojená medzi nastavovací prvok 4 a páku 2. Druhá, menšia pružina 3 je umiestená vnútri prvej pružiny 3 a zaberá do druhého otvoru v nastavovacom prvku 4 cez ťahadlo s drážkou. Dĺžka drážky definuje mŕtvy chod, v ktorom druhá pružina 3 nezaberá, silovo nepôsobí na páku 2. Po stanovenom natiahnutí prvej pružiny 3 dochádza k vyčerpaniu mŕtveho chodu a do záberu sa dostáva aj druhá pružina 3, čo spôsobuje požadovanú silovú nelinearitu.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto technického riešenia je možné priemyselne a opakovane vyrábať a používať regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch, napríklad v klimatizačných, vetracích alebo vykurovacích systémoch alebo rozvodoch, pričom regulátor udržuje nastavený prietok na základe mechanických väzieb bez elektronického riadenia a bez neželanej hysterézy.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (20)

1. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch, ktorý má kanál na prúdenie tekutiny, v telese ohraničujúcom kanál je výkyvné uložená škrtiaca klapka (1), ktorá má mimo kanálu nastavovací mechanizmus, kde nastavovací mechanizmus zahrňuje páku (2) na osi klapky (1), na páku (2) pôsobí pružina (3) s nastaviteľným predpätím v smere proti silovému momentu, ktorý vzniká na klapke (1) pri prúdení tekutiny v kanáli, pričom regulátor má rotačný tlmič (5) otáčania klapky (1) a má nastavovací prvok (4) na zmenu predpätia pružiny (3), vyznačujúci sa tým, že tlmič (5) má rameno (7) prepojené s pákou (2) klapky (1) na prenos uhlových zmien klapky (1) na tlmič (5), tlmič (5) je uložený na pohyblivo uloženom držiaku (6) na dosiahnutie rôznej polohy tlmiča (5) k osi klapky (1) pre rôzne nastavenia požadovaného prietoku, pričom rôznej polohe držiaka (6) zodpovedá rôzny prevodový pomer uhlového natočenia páky (2) a tlmiča (5).

2. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že rameno (7) má radiálne orientovanú drážku (9), do ktorej zapadá kolík (10) spojený s pákou (2) klapky (1).

3. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že dráha osi tlmiča (5) prislúchajúca rôznym polohám nastavenia držiaka (6) prechádza cez os alebo popri osi klapky (1), výhodne prechádza cez os alebo popri osi klapky (1) v polohe zodpovedajúcej nastavenému maximálnemu prietoku tekutiny.

4. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že na držiak (6) tlmiča (5) je výkyvné uložená páka, výhodne dvojramenná páka.

5. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž4, vyznačujúci sa tým, že nastavovací prvok (4) je prevodom spojený s držiakom (6) na spriahnutie polohy nastavovacieho prvku (4) s polohou držiaka (6).

6. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že nastavovací prvok (4) má čap (11) pôsobiaci na vidlicu v držiaku (6).

7. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov lažó, vyznačujúci sa tým, že má základňovú platňu (12), na ktorej je uložený držiak (6), základňová platňa (12) je pripevnená k telesu kanálu, výhodne je medzi telesom kanálu a základňovou platňou (12) vložená izolácia.

8. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž7, vyznačujúci sa tým, že má kryt (15) zakrývajúci nastavovací mechanizmus, pričom kryt (15) je odnímateľné pripevnený k základňovej platni (12).

9. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že kryt (15) má drážku na aretáciu (16) nastavovacieho prvku (4).

10. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa tým, že nastavovací prvok (4) má stupnicu a kryt (15) má okienko na zobrazenie nastaveného stupňa polohy nastavovacieho prvku (4).

SK 7733 Υ1

11. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa tým, že základňová platňa (12) má doraz určujúci rozsah možných polôh nastavovacieho prvku (4).

12. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že páka (2) a/alebo držiak (6), a/alebo rameno (7), a/alebo nastavovací prvok (4) má aspoň dve polohy pripojenia spolupôsobiacej súčasti a/alebo aspoň dve polohy svojho uloženia.

13. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že má plochú dosku (13), ktorá je umiestnená tesne za hriadeľom klapky (1) v smere prúdenia tekutiny, pričom doska (13) je rovnobežná so smerom prúdenia tekutiny a má dĺžku aspoň v hodnote polovice výšky kanálu.

14. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že doska (13) má doraz (14) pre maximálne otvorenú klapku (1).

15. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 14, vyznačujúci sa tým, že klapka (1) spolu s pákou (2) je vyvážená k osi otáčania.

16. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že spojovacie prvky na spojenie klapky (1) s hriadeľom zahrňujú vyvažovaciu hmotu.

17. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 16, vyznačujúci sa tým, že kryt (15) má pripevňovací prvok (8) na vedenie alebo pripojenie servomotora, ktorého rotačný výstup je určený na ovládanie nastavovacieho prvku (4).

18. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 17, vyznačujúci sa tým, že má dve pružiny (3) pôsobiace na páku (2), pričom druhá pružina (3) je do záberu pripojená cez drážku, ktorá vytvára mŕtvy chod bez naťahovania druhej pružiny (3).

19. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, že druhá pružina (3) je umiestnená vnútri prvej pružiny (3) a drážka mŕtveho chodu je vytvorená v ťahadle, ktoré spája druhú pružinu (3) s pákou (2) alebo s nastavovacím prvkom (4).

20. Nastaviteľný regulátor prietoku tekutín, najmä vzduchu vo vzduchotechnických prvkoch podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 19, vyznačujúci sa tým, že doska (13) má v blízkosti hriadeľa klapky (1) vystužujúci záhyb, výhodne je záhyb súčasťou výškového odsadenia dosky (13).

8 výkresov