用於監控空氣輸送量或空氣容積流的裝置的製作方法

2023-07-10 09:54:01 1

專利名稱：用於監控空氣輸送量或空氣容積流的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1所述的用於監控空氣輸送量或空氣容積流的裝置。
包括電氣和/或電子儀器的設備，如開關櫃，通常必需是帶空調的或者有效地進行通風。這種形式的強制通風用於使空氣在開關櫃中循環並有針對性地對設備通風，因為置入設備的熱輻射、還有與環境的熱交換可能產生有損功能的櫃內部氣候。為了保證連續地通風，除了自身的通風裝置以外還需要一個附加的控制單元，它藉助於空氣輸送量或空氣容積流來監控通風運行狀況。
目前經常以純粹的電結構方式提供用於監控空氣輸送量或空氣體積流的裝置。它們通常按照熱動力學原理工作。在此一個探測器從內部被加熱，以便獲得從旁邊流過的介質與傳感器之間的溫度差。因為探測器通過旁邊流過的介質被吸收熱能，可以推導出介質的流動狀態。這種裝置需要一個非常複雜的電氣系統，它是價格昂貴的並且其順暢地運行取決於一定的影響參數。因此需要特殊形式的傳感器，例如如果要記錄較小的流量，則需要較大尺寸的傳感器，因為通常使用的探測器在這種情況下沒有響應。其結果是，由於附加質量與微小流量的共同作用必需容忍較長的響應時間。因此在工作過程中只有在較長時間後才能測得由於不足夠的通風引起的幹擾。
其它形式的用於監控空氣輸送量或空氣容積流的裝置具有按機械方式運行的結構部件，例如迎流裝置，其位置變化能夠給出要被檢測的介質的信息。為了使迎流裝置再返回到初始位置，需要其它的機械運行結構部件，例如彈簧。但是這種附加的結構部件使監控裝置更容易發生故障，例如由於磨損增加。尤其是難以相應地設計彈簧，以保證在不同的流速和/或通流率時的空氣流監控。
因此本發明的目的是，以簡單的方式構造用於監控空氣輸送量或空氣容積流的裝置，保證高度可靠性。
這個目的通過一種如權利要求1所述的裝置得以實現。
這個目的尤其通過一種用於監控空氣輸送量或空氣容積流的裝置得以實現，它具有一個迎流裝置，所述迎流裝置相對於一支架的位置可以逆著一個保持力FM改變，其中，所述迎流裝置可被一個待監控的空氣流衝擊，以產生其位置變化。在此設有用於產生一個與迎流裝置的位置有關的磁場的磁裝置、以及用於檢測磁場的探測機構和用於產生與磁場有關的測量信號的測量機構，其中所述磁場至少構成保持力FM的一部分。
本發明的一個基本點是，所述迎流裝置，其位置通過入射的空氣流而發生改變，在流速降低和/或變小的通流率變小時由於磁保持力FM獲得一個復位力，這個復位力使迎流裝置重新返回到初始位置，而無需一個單獨的復位裝置。
對於本裝置，在一種優選的實施例中規定，所述磁裝置包括一個永久磁鐵。該永久磁鐵起到使本裝置按照要求運行的作用，而無需單獨供電，例如對於一個電磁鐵就需要供電。所述裝置可以簡單且廉價地製造並幾乎無需維護。但是在原理上一個電磁鐵也可以滿足所期望的功能。
此外作為一種優選的實施例規定，所述永久磁鐵安置在迎流裝置上，由此也保證簡單且廉價的製造。通過將永久磁鐵安置在迎流裝置上實現了磁場與控制功能的直接耦合，而無需其它結構部件。
本裝置的另一可能性是，所述永久磁鐵安置在支架上而一個磁性的尤其一個鐵磁性的元件安置在迎流裝置上。這一方面保護磁鐵，另一方面可以通過磁性元件的一個確定的精確尺寸使本裝置非常靈敏地適配於流速和/或通流率。
在按照本發明裝置的另一有利的實施例中，所述迎流裝置包括一個可旋轉地懸掛的閘板，使得空氣流產生一個作用於閘板上的圍繞其懸掛軸線的轉矩。這種閘板可以通過簡單的機構進行支承。
一種按照本發明的方案規定，所述迎流裝置配有至少一個配重或類似的質量平衡元件，由此可以使本裝置與重力和位置無關地安裝。從而可以使用於監控空氣輸送量或空氣容積流的裝置安置在任何位置和任意的方向上。當可供以安裝的位置很小或要利用的位置難以接近時，這一點尤其有利。
在一種特殊的實施例中，所述配重通過迎流裝置的一個偏心的支承實現。在此有利的是，不必裝入其它的結構部件作為配重部件並因此能夠方便和廉價地製造本裝置。此外，由於減輕了重量而可以使所述迎流裝置更迅速地響應低的流速和/或通流率。
也可以選擇地或附加地使所述配重至少包括磁裝置的一部分。因此在這裡也可以減少其它作為質量平衡元件的結構部件數量，由此保證方便且廉價的地製造本裝置。同樣，使所述迎流裝置對低流速和/或通流率的響應特性受到積極的影響。
此外作為一種優選的實施例規定，所述測量機構包括一個舌簧觸點，它設置在一個舌簧觸點開關裡面。在此有利的是，所述舌簧觸點響應一個磁場並因此非接觸式地操作。因此開關與迎流裝置不必通過導線相互連接，因此使本裝置具有一種緊湊、簡單的結構。
在另一實施例中，所述舌簧觸點開關這樣設置，使得它在磁場中產生至少一部分保持力FM。磁性的尤其鐵磁性的、在舌簧觸點開關中固有的元件已經能夠在開關與永久磁鐵之間實現牽引。這一點也能夠實現本裝置的一個簡單、緊湊並因此經濟的結構，因為無需其它結構部件。
本裝置的一個優選實施形式是，所述調整裝置這樣設計，使得可以調整保持力FM。由此使本裝置適配於不同的流速和/或通流率。尤其是可以根據需要適配於流速和/或通流率的臨界值。例如要對不同尺寸的要被通風的空間，如具有發熱裝置的開關櫃，進行不同的通風時，這一點是有利的。
在按照本發明的裝置的一個特殊實施例中，所述保持力FM的調整能夠通過附加地安置在磁場中的磁性的尤其鐵磁性的元件實現，它們包括調整裝置。因此能夠以最簡單的方法確定流速和/或通流率的臨界值，由此保證所述裝置的一種特別可靠的工作方式。
也可以選擇或附加地按下述方式調整保持力FM，即，為形成調整裝置，所述舌簧觸點開關與永久磁鐵的距離可以調節。例如可以通過方便地在迎流裝置上移動永久磁鐵來實現該距離的改變。因此不再需要其它的用於調整保持力FM的元件。
另一按照本發明的實施例規定，所述迎流裝置的一個有效面積是可變化的。這一點的特殊優點在於可以改變所述裝置的響應靈敏度。
在一個特殊的實施例中所述外殼這樣構成，使所述迎流裝置的有效面積可以通過構造成外殼的支架改變。這一點例如可以通過在外殼中的開孔改變。因此提供了一個特別經濟的批量加工。
在另一有利的實施例中所述迎流裝置這樣安置，當永久磁鐵以相對於舌簧觸點開關最短的行程通過保持力FM固定時，該迎流裝置在靜止狀態。由此保證所述裝置可以以最簡單的方式構成。
本裝置的一個優選可能性在於，所述測量機構設置在構造成外殼的支架裡面。由此使所述測量機構免受外部影響並因此可以可靠且精確地運行。
本發明的其它實施例由從屬權利要求中給出。
下面藉助於在附圖中詳細描述的實施例描述本發明。附圖中

圖1為一個按照本發明的裝置的縱向剖視圖；圖2a為沿著圖1中II-II線的剖視圖；圖2b為沿著圖1中II-II線剖視的放大圖。
圖1以一個特殊的實施例示出一個按照本發明的用於監控空氣輸送量或空氣容積流2的裝置1的縱向剖視圖。在此，一個迎流裝置構成為可旋轉支承的閘板3，在其上在一個磁支架5中安置一個永久磁鐵4。所述閘板3懸掛在一個旋轉軸承6中並因此由空氣流2通過一個旋轉運動而進行偏轉。所述永久磁鐵4在一個垂直於旋轉軸線的對稱軸線上位於閘板3的邊緣上。
因為所述閘板3至少配有磁鐵裝置，在這裡為永久磁鐵4的一部分，因此該閘板3配有至少一個配重或類似的質量平衡部件，因此它可以與重力和位置無關地安裝。在所示附圖中該閘板3偏心地設置，用於通過這種方法藉助於不同的面積尺寸提供一個質量平衡。在這個實施例中一個有效的面積部分7作為平衡面積，即，閘板3的那個較大的面積部分，它與空氣流2相互作用。所述永久磁鐵4設置在一個較小的面積部分8上。
所示附圖示出一個舌簧觸點開關9，它包括舌簧觸點10。該舌簧觸點開關9最好澆鑄，尤其用於保護玻璃體。通過導線12實現供電。所述開關9在這種情況下這樣設置，使永久磁鐵4與舌簧觸點10之間的相互作用在磁場中產生至少一部分保持力FM。也可以使通常由鐵鎳合金製成的觸點支架11與永久磁鐵4的磁場相互作用。
本實施例具有調整裝置，它們允許調整保持力FM。如同由圖1看到的那樣，所述保持力FM以最簡單的方式和方法這樣進行預調整，即，使舌簧觸點開關9與永久磁鐵4之間的距離d選擇成適合於裝置1的一個預期的探測特性。
圖2a和2b示出一個沿著圖1中II-II截切線的剖視圖。圖2b示出圖2a的一個放大圖，用於清楚地表明其它細節。所述旋轉支承的閘板3、永久磁鐵4、磁鐵支架5和舌簧觸點開關9在這裡再一次以俯視圖表示。較小的面積部分8、在磁鐵支架5中的永久磁鐵4和舌簧觸點開關9位於封閉的外殼部分13a的內部並因此處於其保護之下。此外，所述裝置1不僅具有流入孔而且具有流出孔14，經由它們空氣流2通過裝置1被導向。
如圖2a和2b所示，所述裝置1在活動的閘板3與一個側面外殼部分13c之間具有一個密封縫隙15，因為所述側面外殼部分13c在面對閘板3的側面上以一個半徑r2＝r1+x成形，因此半徑r2以一個數值x大於圓半徑r1，閘板3的有效面積部分7在其旋轉運動中以這個圓為軌跡。如果現在按照圖2b將一個縱向外殼部分13b裝進外殼的一個開孔14裡面，則在開孔14a較小和通過密封縫隙15通流時產生一個壓力降，因此降低裝置的靈敏性。
本結構的工作原理如下空氣流2通過入流孔14a到達可旋轉支承的閘板3的有效面積部分7。在這個實施例中由於旋轉軸承6使要被探測的空氣流2在閘板3上產生一個圍繞其懸掛軸線的轉矩，在旋轉軸承中懸掛一個類似擺杆的閘板3。即，閘板3的偏轉運動是一個由空氣流2引起的旋轉運動。所述裝置1這樣構成，不僅可以探測一個吹入的空氣流2而且可以探測一個吸出的空氣流。為此所述閘板3可以右旋轉也可以左旋轉地偏轉。流入和流出孔14可逆地工作。在靜止狀態所述閘板3由於永久磁鐵4的磁場與舌簧觸點開關9中的磁材料的相互作用保持在靜止位置。所述舌簧觸點10通過永久磁鐵4的磁場接通並且可以在必要時感應出一個警示信號。一個可能是吹或吸的空氣流2必需使閘板3相對於磁作用的保持力FM偏轉。在此永久磁鐵4離開舌簧觸點10，因此這個觸點由於變弱的磁場而打開。中斷的電流迴路發出一個正常通風的信號。在空氣流2的流速降低和/或通流率減小時所述閘板3又接近其靜止位置，因為保持力FM在閘板3的偏轉狀態起到復位力的作用。如同上面已經提到過的，無需附加的復位機構使閘板3再返回到其初始位置；在舌簧觸點開關9中的磁材料與永久磁鐵4的磁場之間的相互作用足以使閘板3返回。只要閘板3再接近舌簧觸點10，這個觸點接通並且可以在必要時重新觸發一個警示機構。所述閘板3 「接近」舌簧觸點10的概念應當根據所期望的裝置1的探測特性區別對待。下面對本裝置1結構和工作方式的選擇詳細地進行相關的探討。
一般可以使所述迎流裝置不由可旋轉支承的閘板3構成，而是由板構成，其位置變化通過一個平移的運動實現。該板例如在軌道上導引或者通過多個磁鐵吸持並被空氣流2帶動或抽吸。
所述永久磁鐵4在原理上也可以由一個電磁鐵代替，它同樣固定在磁支架5裡面。為電磁鐵供電的導線例如可以在旋轉軸承內部延伸。
在使用永久磁鐵4時這個永久磁鐵也可以固定安置在外殼13的一個支架上。所述磁支架5用於支承一個附加的磁性的尤其鐵磁性的元件，以便在這種情況下使磁裝置裝備完全。
如上所述，所述閘板3必需配有至少一個配重或類似的質量平衡部件，以便平衡附加的質量，例如永久磁鐵4的質量。這個質量平衡除了閘板3的偏心布置以外也可以通過其它措施實現。一個基本對中支承的閘板3的兩個面積可以具有不同的材料，因此其密度差可以帶來質量平衡。去除材料或者附加安置部件也可以用於實現平衡。
圖1，2a和2b示出一個實施例，其中，所述保持力FM由此進行的預調整是通過選擇舌簧觸點開關9與永久磁鐵4之間的距離d而使之適合於裝置1的一個預期探測特性。在所示的示例中這個距離d是恆定的，但是它完全也可以是變化的。為此所述外殼13必需這樣構成，使閘板3變化地裝進外殼13裡面。通過永久磁鐵4與舌簧觸點開關9的一個例如較大的距離d使保持力FM已經由低流速和/或通流率克服並因此能夠改變閘板3的位置。開孔14也可以通過一個罩蓋物改變，它作為外殼13的一部分並材料鎖合地固定在這個外殼上或者可以從外殼上取下來。在這裡「材料鎖合」不僅包括通過傳統的材料連接方法、如焊接或粘接形成連接而且包括其它的形成連接的方法，尤其是加工一個一體的外殼13。根據開孔14a和密封縫隙15的尺寸可以調節空氣流2的壓力或抽吸並由此調節裝置1的響應靈敏度。附加的磁性的尤其鐵磁性的元件允許通過改變磁元件與永久磁鐵4的磁場之間的相互作用另外調節保持力FM。所述磁元件最好設置在舌簧觸點開關9裡面，用於支持觸點10的磁作用。由電磁鐵感應的磁場的變化也提供了另一調節保持力FM的可能方案。
在圖1，2a和2b所示的實施例中，通過設計側面外殼部件13c的形狀使其與閘板3的有效面積部分7在偏轉期間的軌跡相適應，從而使密封縫隙15上的洩漏保持儘可能地小。附加的彈性密封唇或密封刷可以進一步遏制洩漏，但是可能增加摩擦。哪個方案是適宜的，取決於裝置1的使用場合。此外可以有意地使密封縫隙選擇為較寬，因此只在空氣流2的一個最小流速和/或最小通流率時開始閘板3的偏轉。在太小的流速和/或通流率時可能會由於所預期的洩漏而不能建立足夠的使閘板3偏轉的風滯壓力。
在此要指出，所有上述內容無論是單獨還是組合、尤其是在附圖中示出的細節都是本發明請求專利保護的重要內容。與此相關的變型對於本領域技術人員來說是容易實現的。
附圖標記清單1用於監控空氣輸送量或空氣容積流的裝置2空氣流3閘板4永久磁鐵5磁體支架6旋轉軸承7有效的面積部分8較小的面積部分9舌簧觸點開關10 舌簧觸點11 觸點支架12 導線13 外殼13a 封閉的外殼部分13b 縱向外殼部分13c 側面外殼部分14 開孔14a 減小的開孔d距離r1半徑1r2半徑權利要求
1.尤其是通風器的用於監控空氣輸送量或空氣容積流(2)的裝置(1)，其中-所述裝置(1)具有一個迎流裝置(3)，該迎流裝置相對於一支架的位置可以逆著一個保持力FM改變；-所述迎流裝置(3)可被一個待監控的空氣流(2)衝擊，以產生其位置變化；-設有用於產生一個與迎流裝置(3)的位置有關的磁場的磁裝置(4)；-設有用於檢測磁場的探測機構；-設有用於產生與磁場有關的測量信號的測量機構(9)；以及-所述磁場至少構成保持力FM的一部分。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述磁裝置包括一個永久磁鐵(4)。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述永久磁鐵(4)安置在迎流裝置(3)上。
4.如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，所述永久磁鐵(4)固定地安置在支架(13)上並且一個磁性的尤其鐵磁性的元件安置在迎流裝置(3)上。
5.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述迎流裝置包括一個這樣的可旋轉懸掛的閘板(3)，使得空氣流(2)在閘板(3)上產生一個圍繞其懸掛軸線的轉矩。
6.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述迎流裝置(3)配有至少一個配重或類似的質量平衡部件，該迎流裝置可以與重力和位置無關地安裝。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述迎流裝置(3)偏心地支承並且所述迎流裝置(3)的一個較大面積部分(7)作為配重。
8.如權利要求6或7所述的裝置，其特徵在於，所述配重還包括至少部分的磁裝置(4)。
9.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述測量機構包括一個舌簧觸點(10)，它設置在一個舌簧觸點開關(9)裡面。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述舌簧觸點開關(9)這樣設置，使它在磁場中產生至少一部分保持力FM。
11.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述調整裝置這樣設置，使得可以調整保持力FM。
12.如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述調整裝置包括可附加地安置在磁場中的磁性的尤其鐵磁性的元件。
13.如權利要求11或12所述的裝置，其特徵在於，為了形成調整裝置，所述舌簧觸點開關(9)與永久磁鐵(4)的距離可以調整。
14.如權利要求11至13中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述迎流裝置(3)的一個有效面積是可改變的。
15.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，外殼(13)這樣設計，使得迎流裝置(3)的有效面積可以通過構造成外殼(13)的支架進行改變。
16.如權利要求9或10所述的裝置，其特徵在於，所述迎流裝置(3)這樣安置，即，當永久磁鐵(4)通過保持力FM與舌簧觸點開關(9)保持最短距離時，迎流裝置(3)在靜止狀態。
17.如上述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述測量機構(9)設置在構造成外殼(13)的支架裡面。
全文摘要
本發明涉及一種尤其是通風器的用於監控空氣輸送量或空氣容積流的裝置，它可以用於特別小的流速和/或通流率。本裝置能夠沒有延遲地響應風速和/或通流率的變化，並以儘可能無磨損的結構部件經濟且簡單地製造。為此，所述裝置具有一個迎流裝置，該迎流裝置相對於一支架的位置可以逆著一個保持力F
文檔編號G01P13/00GK1708660SQ200380102175
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月30日 優先權日2002年10月31日
發明者H·艾森豪爾 申請人:斯特格控股有限公司