NO850940L - Vifte med regulerbar stigning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en vifte til bruk i forretning-er, industri og institusjoner, for oppvarming, ventilasjon og luftkondisjonering når det er ønskelig å variere luftmengden som drives av viften. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en vifte med regulerbar stigning for bladene, som rager radialt utover fra et midtre nav. Stigningen til bladene kan reguler-es for å bevirke variable luftmengder.

I en konvensjonell vifte med regulerbar stigning utføres reguleringen av stigningen til bladene av mekaniske armer i oppstrømssiden til navet for viften. En type vifte med regulerbar stigning er beskrevet i US-PS 2.495.433. Dette skrift beskriver en reguleringsarm som rager inn i viftekanalen og kan beveges i denne ved hjelp av en rekke armer for regulering av stigningen. Ettersom viften må dreie i forhold til armene, kreves et forholdsvis stort lager for å muliggjøre rotasjon av viften i forhold til reguleringsarmen. Andre typer vifter med regulerbar stigning benytter store kulelager, som er koblet til midten av en stor stang på forsiden av viften. En ytre aktivator beveger armen som er forbundet med stangen og bevirker den ønskede aksialbevegelse av armen, som via en rekke mekaniske armer justerer stigningen til bladene.

De tidligere kjente vifter oppviser flere ulemper. Det kreves et forholdsvist stort lager mellom aktiveringsmekanismen og det parti av viften som roterer, og dette lager utsettes for slitasje. Viftene må derfor med jevne mellomrom demonteres og lagrene repareres, hvilket medfører kostbart vedlikehold og kostbar tid når viften ikke er i bruk. En annen ulempe ved en mekanisk armregulering er at etter et stort antall bevegelser av de mekaniske armer har disse en tendens til å løsne, og det oppstår en betydelig klaring som medfører unøyaktig stigningsjustering og gjør det nødvendig å reparere armene. En annen ulempe med vifter som har mekaniske armer for stigningsjustering er at armsystemet krever mange deler, hvilket medfører en forholdsvis kostbar reguleringsmekanisme som er vanskelig og tidkrevende å montere.

Mekaniske armer i konvensjonelle mekanismer for stigningsregulering krever regelmessig vedlikehold og smøring. Når en vifte med regulerbar stigning benyttes for oppvarming og ventilering i institusjoner, slik som sykehus eller store bygninger, kan partikler av smøremidler blandes i luften når denne passerer gjennom viften, og smøremidlene kan bli fordelt i bygningen. Det er ønskelig å eliminere smurte armer som kommer i berøring med luften som passerer gjennom viften.

En vifte i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter en mekanisme for stigningsjustering som har et stempelelement og et sylinderelement som roterer sammen med navet til viften. Et av elementene kan beveges frem og tilbake, aksialt i forhold til navet, og det annet element fastholdes mot aksial bevegelse i forhold til navet. Det aksialt bevegelige element er via et mekanisk armsystem forbundet med hvert blad, og aksial bevegelse av elementet som beveges frem og tilbake overføres til svingebevegelse av bladene. Ved å styre stempel- og sylinderelementene kan stigningen til bladene velges.

I henhold til et aspekt ved oppfinnelsen er stempelelementet fastholdt mot aksial bevegelse i forhold til navet, og sylinderen, som roterer sammen med navet, beveges aksialt i forhold til navet. Armsystemet omfatter en kam som er fastholdt i forhold til det aksialt bevegelige sylinderelement, og omfatter et ringformet spor som har en første og annen kamflate. Hvert blad har en aksel som er lagret i det roterende nav samt en arm som er festet til et endeparti av akselen. En kamfølg-er er montert på det annet endeparti av armen, og befinner seg i det ringformede spor.

Under aksial bevegelse av sylinderen i en retning beveger den første kamflate kamfølgeren, som igjen svinger armene for å svinge bladets aksel i en retning. Når det er ønskelig å endre stigningen til bladet, beveges sylinderen i motsatt retning, og den annen kamflate beveger kamfølgerne i den mot satte retning, hvilket igjen svinger armene, for å svinge bladenes aksler i motsatt retning.

I henhold til et annet aspekt ved oppfinnelsen er stempel- og sylinderelementene pneumatiske, og drives av et luftforråd som er montert på reguleringsenheten ved hjelp av en roterende kobling som omfatter små lager. Ettersom luftforrådet har forholdvis liten vekt, er lagrene som trengs for å bære dette små og enkle å vedlikeholde. I motsetning til i tidligere kjente vifter er det derfor ikke noe behov for store lager for å bære vekten av tunge armsystemer. Ettersom lagrene er små og lite belastet, er de enkle å vedlikeholde. Ettersom belastningen er liten er muligheten for feil minimal, men dersom feil skulle oppstå, vil dette ikke bevirke noen vesentlig vibrasjon, hvilket vanligvis medfører skader på motorakselen som driver viften og reguleringsenheten.

En vifte med regulerbar stigning som omfatter den foreliggende oppfinnelse har flereønskelige fordeler. Reguleringsenheten for stigningen er enkel, og minsker antall deler som kreves samt eliminerer bruken av stenger, store fjærer og ytre aktivatorer samt mange andre mekaniske armsystemer som finnes i konvensjonelle vifter med regulerbar stigning. Ved at det unngås ytre og bevegelige aktivatorer som vanligvis befinner seg oppstrøms på viften, oppnås en betydelig reduksjon av størrelsen til lågere mellom aktivatoren og viften. Ved å minske størrelsen til lageret og belastningen på dette er en vifte i henhold til den foreliggende oppfinnelse vesentlig mere pålitelig og har lenger brukstid. Ettersom hele reguleringsenheten for stigningen, omfattende stempelet og sylinderen, roterer sammen med motorakselen, er det ikke noe behov for et stort lager slik som i konvensjonelle vifter med regulerbar stigning. Det er således eliminert en bevegelig del som krever kontinuerlig vedlikehold og smøring. Lufttilførelsen til enheten sikres ved hjelp av en liten roterende kobling som har et forholdsvist lite lager. Ettersom lageret er lite belastet er muligheten for feil minimal. I tilfelle av feil i det lille lager vil dette, ettersom anordningen for luft-tilførsel har liten vekt, ikke bevirke noen vesentlig vibrasjon som kan bevirke skader på motorakselen.

En vifte i henhold til den foreliggende oppfinnelse er slik konstruert at liten eller ingen aksialkraft påvirker motorakselen når bladenes stigning endres. Dette er i motsetning til konvensjonelle vifter der det benyttes en stang for justering, og der det for hver justering av bladenes stigning virker en betydelig aksialkraft på motorakselen. Ettersom aksialkrefter er minsket til et minimum eller fullstendig unngås, overføres ingen aksialkrefter på motorens lager og minsker brukstiden til disse. Ettersom justeringsenheten ikke omfatter armsystemer som kan slites er justeringen av bladene meget nøyaktig.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser, sett fra siden, en vifte med regulerbar stigning, i henhold til oppfinnelsen, idet et parti av kanalen som inneholder viften er vist gjennomskåret for å vise noen av viftebladene.

Fig. 2 viser et snitt etter linjen 2-2 i fig. 1.

Fig. 3 viser i perspektiv viften i fig. 1 med delene tatt fra

hverandre.

Fig. 4 viser et endedeksel til en sylinder.

Fig. 5 viser enden til sylinderen.

Fig. 6 viser et aksialsnitt gjennom en del av viften, i et plan gjennom den midtre akse, og viser et blad i en ytterstilling med hensyn til stigning. Fig. 7 viser det samme snitt som fig. 6, med det unntak at stigningen er i motsatt ytterstilling i forhold til det som er vist i fig. 6.

Viften vist i fig. 1 omfatter en hovedsakelig sylindrisk kanal 10, som kan være festet i et kanalsystem 12. Som vist, er kanalen understøttet mot et underlag ved hjelp av ben 14, men den kan også anbringes på mange andre måter, f.eks. vertikalt og på skrå. Viften omfatter en motor 16 for drift av akselen 18, som igjen driver navet 20 som bærer flere radialt ragende vifteblader 22. Motoren 16 befinner seg i et motorhus 24 som holdes midt inne i kanalen 10 ved hjelp av flere braketter 26. Enheten 28 for regulering av stigningen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til fig. 3-7.

Navet 20 omfatter flere radiale åpninger 30 som er dimensjonert for innføring av akselen 32 til hvert vifteblad 22.

Bladet og akselen 32 er lagret i åpningen 30 i navet, og kan dreie mellom stillingen vist i fig. 6 og stillingen vist i fig. 7. Enden av hver aksel 32 har gjenger 34 som muliggjør at en mutter 36 kan feste armen 38 til akselen 32. Når armen 38 beveges fra stillingen vist i fig. 6 til stillingen vist i fig. 7, dreier akselen 32 og endrer stigningen til bladet 22. Navet har en midtre åpning 40, i hvilket er innført et boss 42 som er festet til motorakselen 18. Bosset 42 har en konus-flate 44, og åpningen 40 i navet er tilsvarende konisk. Navet 20 er festet til bosset 42 ved hjelp av flere bolter 45, og bare en av disse er vist i fig. 6 og 7.

Enheten 28 for stigningsregulering skal i det følgende beskrives under henvisning til fig. 3, 6 og 7. Enheten omfatter et stempelelement 48 og et sylinderelement 50. Sylinderen 50 har et sylindrisk kammer 52 som er dimensjonert for innføring av stempelhode 54 på stempelet 48. Stempelhodet 54 har en hovedsakelig sylindrisk ytterflate 56, med et par ringformede spor 58 for anbringelse av stempelringer 60 og 62 som virker til å - danne tetning mellom stempelet og sylinderen. Kammeret 52 i sylinderen 50 er i en ende lukket av et deksel 62, og en O-ring 64 danner tetning mellom dekselet og sylinderen 50, idet en rekke bolter holder dekselet 62 på plass mot sylinderen 50. Den motsatte ende av kammeret 52 er lukket av et deksel 66 som utgjør en del av sylinderen 50. Stempelet 48 omfatter en stempelstang 68 som rager gjennom en aksial åpning

70 i dekselet 66. Mellom akselen 68 og åpningen 70 er det dannet tetning ved hjelp av en sylindrisk tettehylse 72, fortrinnsvis laget av et passende plastmaterial. Tettehylsen hindrer luftlekkasje mellom stempelstangen 68 og åpningen 70, men muliggjør aksial bevegelse av sylinderen 50 i forhold til stempelet 48. Stempelet er festet til motorakselen 18 ved hjelp av en bolt 73 som er skrudd inn i akselen 18. Stempelet 48 hindres således i noen vesentlig aksial bevegelse i forhold til navet 20. Sylinderen beveger seg imidlertid, slik det skal beskrives under henvisning til fig. 6 og 7, frem og tilbake aksialt i avhengighet av trykkendringer inne i sylinder-kammeret 52 på hver side av stempelhodet 54. Stempel- og sylinderelementene drives fortrinnsvis av trykk-luft, og luften må således tilføres sylinderen på hver side av stempelhodet 54 for å bevege sylinderen aksialt.. Sylinderen 50 omfatter i det minste en, og fortrinnsvis to kanaler 74 og 76 som er symmetriske i forhold til den midtre akse 76 til stempel- og sylinderelementene. Luften tilføres den annen ende av sylinderen gjennom en midtre åpning 80.

Luften tilføres den midtre åpning 80 og kanalene 74 og 76 gjennom en roterende kobling 82 med to kanaler. Koblingen 82 omfatter luftinnløp 84 og 86 som tilfører luft til henholdsvis åpningen 80 og kanalene 74 og 76. Koblingen har en midtre luftkanal som er innrettet etter den midtre åpning 80, og omfatter en ringformet kanal som er innrettet etter kanalene 74 og 76. En konvensjonell roterende kobling til bruk sammen med en vifte i henhold til oppfinnelsen har forholdsvis små lager og er enkel å vedlikeholde.

Mekanismen som forbinder den aksialt bevegelige sylinder med hvert blad 22, for å overføre aksial bevegelse av sylinderen i den ene eller annen retning til dreiebevegelse av bladene skal beskrives i det følgende. En kam 90 er festet til sylinderen 50 på den ende som er nærmest navet. Kammen omfatter et ringformet spor 92 som avgrenser en første og annen kamflate 94 og 96. Armen 38 til hvert blad 22 omfatter et rulle 98 som er dreibart festet til endepartiet av armen. Rullen 98 virker som en kamfølger, og er dimensjonert til å passe inn i det ringformede spor 92 og til å rulle langs den første og annen kamflate 94 og 96.

Under særlig henvisning til fig. 6 og 7 skal virkemåten av

enheten for stigningsregulering beskrives. Som vist i fig. 6, befinner sylinderen 50 seg i sin stilling lengst til høyre med vifterommet 100 til høyre for stempelet 48. Når det er ønskelig å regulere stigningen til bladene 22 leder en styremekanisme, som ikke er vist, luft gjennom åpningen 80, hvilket

danner en trykkforskjell mellom kammeret på venstre side av stempelet og kammeret på høyre side av stempelet. Denne trykkforskjell driver sylinderen slik at den beveger seg mot venstre fra stillingen vist i fig. 6, til stillingen vist i fig. 7. Det vil forstås at stillingen til sylinderen i forhold til stempelet styres på en slik måte at det kan oppnås hvilken som helst stilling mellom de stillinger som er vist i fig. 6 og 7. Dette oppnås ved hjelp av en styremekanisme som bevirker en trykkforskjell mellom kamrene som befinner seg på hver side av stempelet. Når sylinderen har beveges seg til ønsket stilling utlignes trykkene i kamrene på hver side av stempelet, og derved skjer ingen fortsatt bevegelse, idet sylinderen holdes i ønsket stilling.

Når sylinderen beveger seg fra stillingen vist i fig. 6 til stillingen vist i fig. 7 er kamflaten 96 i kontakt med rullen 98 og dreier armen 38, som igjen dreier akselen 32 slik at bladet 22 dreier. Dersom bladene 22 skal dreies i den motsatte retning, det vil si fra stillingen vist i fig. 7 til stillingen vist i fig. 6, bevirker bevegelse av sylinderen at kamflaten 94 kommer i kontakt med rullen og beveger armen i den motsatte retning. Som det fremgår av en sammenligning mellom fig. 6 og 7, forskyves sylinderen 50 i forhold til et aerodynamisk deksel 102, fortrinnsvis laget av plast, som ligger på skrå nedover fra bladet 22 til ytterflaten av sylinderen 50. Dekselet 102 roterer sammen med navet og stempel- og sylinderelementene 48 og 50.

For å hindre av sylinderen 50 roterer i forhold til stempelet på hylsen 72 er, som vist i fig. 3, et par ruller 104 og 106 festet i bunnen av sporet 92 på aksler 108 og 110. Ettersom sylinderen 50 kan beveges fritt på hylsen 72, vil.den kunne rotere i forhold til stempelet 48 og navet 20. Ved bruken av rullene 104 og 106 vil rullene 98 som er festet til armene komme i kontakt med rullene 104 og 106 og hindre noen vesentlig rotasjon av sylinderen i forhold til stempelet. Rullene 104 og 106 befinner seg fortrinnsvis innbyrdes diametralt motsatt.

En vifte i henhold til oppfinnelsen er av en enkel konstruk-sjon, med forholdsvis få bevegelige deler sammenlignet med tidligere kjente vifter. Enheten for stigningsregulering, omfattende stempel- og sylinderelementene, medfører fordeler sammenlignet med tidligere kjente enheter, idet det unngås kompliserte mekaniske armsystemer mellom enheten og den ytre styreanordning. Fordi den roterende kobling for lufttilførsel har liten vekt, er det små belastninger på lagrene. Dersom det skulle oppstå feil i lagrene, vil dette ikke skade eller ødelegge drivmotoren, og lagrene kan enkelt utskriftes. Ved bruk av en enhet med et stempel og en sylinder belastes driv-motorens lager med meget små aksialkrefter under regulering av stigningen, og brukstiden for viften vil derfor være lang. Ettersom mekaniske armsystemer mellom enheten for stigningsregulering og styreanordningen på utsiden av kanalen er eliminert, skjer regulering av stigningen presist og nøyaktig, og denne presisjon og nøyaktighet opprettholdes i hele brukstiden til viften, i motsetning til mekaniske armsystemer som utsettes for slitasje.

Claims (13)

1. Vifte som omfatter en kanal (10) og et nav (20) som kan rotere i kanalen, og flere blader (22) som rager radialt ut fra navet, idet hvert blad er anordnet for dreiebevegelse i forhold til navet, for regulering av stigningen til bladene, karakterisert ved at et stempelelement (48) og et sylinderelement (50) som kan rotere sammen med navet, idet et av elementene (f.eks. 50) kan beveges frem og tilbake aksialt i forhold til navet (20), idet det annet element (f.eks. 48) fastholdes mot aksial bevegelse i forhold til navet, samt midler (38, 98, 92) som forbinder det aksialt bevegelige element (f.eks. 50) med hvert av bladene (22), for å overføre aksial bevegelse av det bevegelige element i den ene eller annen retning til dreiebevegelse av bladene (22) i den ene eller annen retning, for derved å regulere stigningen til bladene ved hjelp av stempel- og sylinderelementene (48, 50) .

2. Vifte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den omfatter midler (82) for tilførsel av et fluid til enheten som omfatter stempel- og sylinderelementene, for å forskyve det bevegelige element (f.eks. 50), idet midlene (82) for tilførsel er koblet til stempel- og sylinderenheten ved hjelp av en roterende kobling som muliggjør rotasjon av navet og stempel- og sylinderenheten i forhold til midlene for tilførsel.

3. Vifte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at stempelelementet (48) fastholdes mot aksial bevegelse i forhold til navet (20).

4. Vifte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at hvert blad (22) har en aksel (32) som er lagret i navet (20), og at midlene for sammenkobling omfatter en kam som er faststående i forhold til det aksialt bevegelige element (50), hvilken kan omfatter et ringformet spor (92) med en første og annen sidevegg som danner kamflater (94, 96), samt en arm (38) feste til et endeparti av hver bladaksel (32), idet hver arm på den annen ende har en kamfølger (98) som er anbragt i det ringformede spor (92), idet den første kamflate (94) under bevegelse av det aksialt bevegelige element i en retning beveger kamfø lgerne (98) i sporet (92) og beveger armene (38) for å dreie bladakslene (32) i en retning, mens den annen kamflate (96) under bevegelse av det aksialt bevegelige element i den motsatte retning beveger kamfø lgerne (98) i sporet (92) og beveger armene (38) for å dreie bladakslene (32) i motsatt retning, for derved å regulere stigningen til bladene (22).

5. Vifte som angitt i krav 4, karakterisert ved at stempelelementet (48) omfatter en hovesakelig sylindrisk skive (54) med en ytre kant (56) som danner tetning mot sylinderelementet (50), idet sylinderelementet har et hovedsakelig sylindrisk kammer (52) som er dimensjonert for anbringelse av skriven, hvilket kammer på hver ende er lukket av et endeparti (66) og et deksel (62), idet stempelelementet omfatter en aksel (68) som rager gjennom en åpning (70) i den ene endelukning, hvilken aksel er fastholdt mot aksial bevegelse i forhold til navet (20), og har en tetning (72) mot endelukningen (66).

6. Vifte som angitt i krav 5, karakterisert ved at kammen dannet av det ringformede spor (92) er fastholdt i forhold til endelukningen (66) .

7. Vifte som angitt i krav 4-6, karakterisert ved at kammen (92) er dannet i ett med sylinderelementet (50).

8. Vifte som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at sylinderelementet (50) har en åpning (80) for strø mning av fluid inn i og ut av sylinderelementet på en side av stempelelementet, hvilken åpning befinner seg aksialt i midten av sylinderelementet, samt en annen kanal (74, 76) for tilførsel av fluid til sylinderelementet på den motsatte side av stempelelementet, hvilken annen kanal har en åpning som befinner seg i en radial avstand fra den midtre åpning (80).

9. Vifte som angitt i krav 4-8, karakterisert ved at hver kamfølger omfatter en sylindrisk rulle (98) montert for rotasjon på armen (38), hvilken rulle er dimensjonert til å passe inn mellom den første og annen kamflate (94, 96) i det ringformede spor (92), hvilken rulle (98) bevirker minsket friksjon mellom det ringformede spor og kamfølgeren under regulering av stigningen til bladene (22) .

10. Anordning for regulering av stigningen til bladene til en vifte som omfatter en kanal (10), idet et nav (20) er roterbart i kanalen, og har flere blader (22) som rager radialt fra navet og er montert for dreiebevegelse i forhold til navet, for regulering av stigningen, karakterisert ved at anordningen omfatter et stempelelement (48) og et sylinderelement (50), montert for rotasjon sammen med navet (20), idet det ene element (f.eks.

50) kan beveges frem og tilbake aksialt i forhold til navet, mens det annet element (f.eks. 48) er fastholdt mot aksial bevegelse i forhold til navet, samt midler (38, 98, 92) for å forbinde det aksialt bevegelige element (f.eks. 50) til hvert blad (22), for å overføre aksial bevegelse av elementet i den ene eller annen retning til dreiebevegelse av bladene i den ene eller annen retning, for derved å regulere bladenes stigning ved hjelp av stempel- og sylinderelementene.

11. Vifte som omfatter en kanal (10) og et nav (20) som kan rotere i kanalen, flere blader (22) som rager radialt ut fra navet og er montert for dreiebevegelse i forhold til navet, for regulering av stigningen til bladene, karakterisert ved et pneumatisk drevet element (50) som kan beveges frem og tilbake aksialt i forhold til navet (20), hvilket element under drift roterer sammen med navet, samt midler (38, 98, 92) som forbinder det bevegelige element (50) med hvert blad (22), for å overføre aksial bevegelse av elementet i den ene eller annen retning til dreiebevegelse av bladene i den ene eller annen retning, for derved å regulere stigningen til bladene ved pneumatisk drift av elementet .

12. Vifte som omfatter en kanal (10) og et nav (20) som kan rotere i kanalen, flere blader (22) som rager radialt ut fra navet og har en aksel (32) som er lagret i navet og kan dreie i forhold til navet, for regulering av stigningen til bladene, karakterisert ved at en kam som omfatter et ringformet spor (92) som har en første og annen kamflate (94, 96) dannet av sidevegger i sporet, en arm (88) for hver bladaksel (32), fastholdt ved et endeparti til bladakselen, idet hver arm på den annen ende har en kamfølger (98) som er anbragt i det ringformede spor (92) samt midler (38, 98, 92) som kan rotere sammen med navet (20) for å bevege kammen frem og tilbake aksialt i forhold til navet, idet den første kamflate (94) ved aksial bevegelse av kammen i en retning beveger kamfølgerne (98) i sporet (92) og dreier armene (38) for å dreie bladakslene (32) i en retning, mens den annen kamflate (96) under aksial bevegelse av kammen i den motsatte retning beveger kamfølgerne i sporet for å dreie bladakslene i den motsatte retning, for derved å regulere stigningen til bladene (22) ved bevegelse av kammen.

13. Vifte som angitt i krav 12, karakterisert ved at midlene for aksial bevegelse av kammen omfatter en kombinasjon av et stempel (48) og en sylinder (50), innrettet til pneumatisk drift ved hjelp av en roterende kobling.