DE69823723T2

DE69823723T2 - Abgasterminal für einen Abzugschrank mit elektrisch angetriebenem Linearantrieb

Info

Publication number: DE69823723T2
Application number: DE69823723T
Authority: DE
Inventors: Steven D. Crystal Lake Jacob
Original assignee: Siemens Building Technologies Inc
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2018-02-21
Also published as: EP0864819B1; NZ329219A; US5833529A; IL123338A; AU749657B2; CA2214819C; IL123338A0; JPH10259951A; EP0864819A3; EP0864819A2; MY115576A; CN1192948A; CA2214819A1; JP3531664B2; DE69823723D1; AU4833597A; KR19980080000A; CN1104970C; TW389709B; SG60165A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Abzugsschrankinstallationen für Labors und insbesondere Abluftterminals, die in derartigen Installationen verwendet werden. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung Abluftterminals für einen Abzugsschrank mit einem elektrisch angetriebenen linearen Steller zur Steuerung der Position eines Schiebers in einem Abluftterminal für einen Abzugsschrank.
Abzugsschränke werden in Labors bereitgestellt, um giftige Dämpfe und Gase in der Luft zu entfernen, die oft während der experimentellen Arbeit erzeugt werden, die in den Labors verrichtet wird. Im allgemeinen beinhalten Abzugsschränke einen Einschluss mit Türen, die vertikal und/oder horizontal geöffnet werden können, um dem Laborpersonal Zugang zum Inneren des Abzugsschrankes zur Verrichtung von experimenteller Arbeit zu verschaffen. Die Abzugsschränke weisen im allgemeinen eine Abluftleitung zum Ausstoßen von Luft und gasförmigen Dämpfen auf, so dass das Laborpersonal diesen nicht ausgesetzt ist, während es in der Nähe des Abzugsschranks arbeitet.
Abzugsschranksteuerungen werden dazu verwendet, den Durchfluss von Luft durch den Abzugsschrank zu steuern, und derartige Steuerungen steuern den Durchfluss im allgemeinen als eine Funktion der gewünschten durchschnittlichen Anstromgeschwindigkeit der effektiven Öffnung des Abzugsschranks zu einem beliebigen Zeitpunkt. Die durchschnittliche Anstromgeschwindigkeit wird im allgemeinen als der Luftstrom in den Abzugsschrank pro Quadratfuß offener Anstromfläche der Abzugsschränke definiert, wobei die Größe der offenen Anstromfläche eine Funktion der Position von einer oder mehreren beweglichen Türen ist, die auf der Vorderseite des Abzugsschranks angeordnet sind. Die durchschnittliche Anstromgeschwindigkeit wird durch die Verwalter der Einrichtung bestimmt, in der sich die Abzugsschränke befinden, und kann daher auf eine höhere oder niedrigere Anstromgeschwindigkeit eingestellt werden, die einem vom Verwalter als sicher empfundenen Wert entspricht, und dennoch keine Energiekosten verschwendet. Derartige durchschnittliche Anstromgeschwindigkeiten liegen im allgemeinen in der Größenordnung von 100 bis 150 Fuß pro Minute (30,48 bis 45,75 m/min) für jeden Quadratfuß offener Fläche, wenn Laborpersonal sich in dieser Fläche befindet.
Abzugsschrankinstallationen können sich auch hinsichtlich ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise unterscheiden. Einige Installationen weisen Steuerungen auf, die einen Antrieb mit variabler Geschwindigkeit zum Antreiben eines Gebläsemotors steuern, um den Luftdurchfluss durch den Abzugsschrank zu regulieren und die gewünschte durchschnittliche Anstromgeschwindigkeit bereitzustellen. Es gibt auch viele Installationen, die eine einzige Blaseeinrichtung in einer gemeinsamen Abluftsammelleitung aufweisen, bei welcher eine Anzahl von Abzugsschränken mit eigenen Abluftleitungen an die Sammelleitung angeschlossen sind, wobei der Luftdurchfluss durch jeden Abzugsschrank durch einen Schiebermechanismus gesteuert wird. Der Schiebermechanismus kann in einem Abluftterminal für einen Abzugsschrank angeordnet sein, der allgemein den gleichen Typ hat wie in meinem älteren Patent 5,518,446 offenbart, welches dem gleichen Anmelder wie die vorliegende Erfindung übertragen wurde (obgleich sich der Name des Anmelders seit Erteilung des Patents geändert hat). Wie in meinem '446 Patent offenbart, gibt es viele schiebergesteuerte Anwendungen, welche einen pneumatischen Steller zum Positionieren des Schiebers verwenden, um den Luftdurchfluss durch den Abzugsschrank zu regulieren. Obgleich derartige pneumatische Steller zuverlässig funktionieren, gibt es einen Bedarf für einen elektrisch angetriebenen linearen Steller, der kostengünstig und im Betrieb zuverlässig ist. Ferner sind elektrische Drehsteller, obgleich sie bekanntermaßen für Schieberanwendungen verwendet werden, normalerweise komplexer in ihrem Aufbau und ihrer Konstruktion.
Ferner gibt es viele existierende Installationen, in denen Abzugsschranksteuerungen installiert sind, die zur Steuerung von pneumatischen Schieberstellern betrieben werden. Obgleich derartige Installationen weiterhin ganz akzeptabel funktionieren können, kann es den Wunsch oder Bedarf geben, in Zukunft einen elektrischen Schiebersteller zu verwenden.
Dementsprechend ist es ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung einen Abluftterminal für einen Abzugsschrank mit einem elektrische angetriebenen linearen Steller zur Verwendung bei sowohl Abzugsschrankinstallationen als auch anderen Anwendungen bereitzustellen, wobei der lineare Steller einfach im Aufbau, außerordentlich zuverlässig und in der Herstellung relativ günstig ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines derartig verbesserten Abluftterminals für einen Abzugsschrank mit einem linearen Steller, der im Betrieb schnell ist, um die Schieberposition schnell zu verändern und dadurch die Regulierung des Durchflusses durch den Abzugsschrank im Betrieb genau zu steuern.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Abluftterminals für einen Abzugsschrank mit einem elektrisch angetriebenen linearen Steller, der einfach als Nachrüstung für einen bestehenden pneumatischen Schieber installiert werden kann und bei welchem die Steuerung nicht in erheblichem Ausmaß modifiziert zu werden braucht, da die Steuerungssignale, die vorher den pneumatischen Steller gesteuert haben, dazu verwendet werden können, den elektrisch angetriebenen linearen Steller zu steuern.
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer elektrischen Ansteuerungsschaltung, die die Fähigkeit hat, den Schieber in eine bevorzugte Position zu bringen, sogar wenn die Stromversorgung zur Schaltung unterbrochen ist, und somit eine Notfall-Ausfallsicherung bereitstellt.
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer einfachen kostengünstigen Stromausfall-Detektionsschaltung, die automatisch den Rest der Ansteuerungsschaltung aktiviert, um den Schieber zu öffnen und maximalen Durchfluss durch den Abzugsschrank zu liefern, um dadurch eine optimale Sicherheitsbedingung bereitzustellen.
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Abluftterminals für einen Abzugsschrank mit einer Ansteuerungsschaltung, die einzigartig in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise ist und so ausgelegt ist, den Stellmotor zuverlässig anzusteuern und dabei die Möglichkeit zu minimieren, dass der Antriebsmotor dadurch geschädigt wird, dass der Motor weiter mit Strom gespeist wird, wenn der Stellmechanismus das Ende seines Arbeitswegs in der einen oder anderen Richtung erreicht hat.
Weitere Ziele und Vorteile werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Abluftterminals eines Abzugsschranks gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockdiagramm der elektrischen Schaltung, die den verbesserten Abluftterminal für einen Abluftschrank gemäß der vorliegenden Erfindung betreibt;
3 eine entlang der Linie 3-3 der 1 genommene Draufsicht, welche den linearen Stellerabschnitt der vorliegenden Erfindung zusammen mit anderen Teilen veranschaulicht;
4 eine Seitenansicht mit Teilen entfernt und teilweise im Schnitt, welche den linearen Stellmechanismus veranschaulicht, der beim Abluftterminal gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
5 ein detailliertes elektrisches schematisches Diagramm, welches die bevorzugte Ausführungsform der elektrischen Schaltung veranschaulicht, die dazu verwendet wird, Stromausfall zu detektieren und den Motor des Abluftterminals gemäß der vorliegenden Erfindung anzusteuern; und
6 ein detailliertes elektrisches schematisches Diagramm, welches eine alternative Ausführungsform der elektrischen Schaltung veranschaulicht, die dazu verwendet wird, Stromausfall zu detektieren und den Motor des Abluftterminals gemäß der vorliegenden Erfindung anzusteuern.
Detaillierte Beschreibung
Allgemein ausgedrückt ist die vorliegende Erfindung auf einen verbesserten Abluftterminal eines Abzugsschranks mit einem elektrisch angetriebenen linearen Steller zur Steuerung der Winkelposition eines Schiebers zur Regulierung des Flusses durch die Abluftleitung eines Abzugsschranks gerichtet. Der gewünschte Durchfluss durch die Abluftleitung wird durch eine Abzugsschranksteuerung bestimmt, die für sich genommen nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Die vorliegende Erfindung ist auf einen Abluftterminal für einen Abzugsschrank mit einem elektrisch angetriebenen linearen Steller und eine Steuerschaltung zur Ansteuerung desselben gerichtet.
Mit Bezug auf die Zeichnungen, und insbesondere auf 1, ist ein allgemein mit 10 bezeichneter Abluftterminal eines Abzugsschranks in Seitenansicht gezeigt, der allgemein ein röhrenförmiges Leitungssegment 12 mit einem stromaufwärtigen Ende 14 und einem stromabwärtigen Ende 16 umfasst, wobei der Strom dadurch durch das Leitungssegment in Richtung des Pfeils 18 fließt. Ein flacher, im allgemeinen scheibenförmiger, starrer Schieber 20 ist innerhalb des Leitungssegments 12 angeordnet und vorzugsweise an einer Welle 22 befestigt, die an sowohl am oberen als auch am unteren Ende in einer polymeren, vorzugsweise teflonartigen, Buchse 24 mit niedriger Reibung gelagert ist, wobei sich die Welle durch geeignete Öffnungen (nicht gezeigt) im röhrenförmigen Segment 12 erstreckt. Als Alternative zu der sich durch den Schieber 20 erstreckenden Schieberwelle 22 können, wenn gewünscht, obere und untere zylindrische Abschnitte vorgesehen sein, die sich aus der Nähe der Außenfläche des Schiebers 20 erstrecken. Bei jedem Konstruktionstyp erstrecken sich die Welle und die zylindrischen Abschnitt entlang einer Achse, die durch das Zentrum des Schiebers 20 verläuft.
Es versteht sich von selbst, dass der in 1 gezeigte Abluftterminal nicht auf den genau gezeigten scheibenförmigen starren Schieber beschränkt sein soll, sondern mit jeglichem Abluftterminal mit einer Schieberkonstruktion verwendet werden kann, die durch einen Hebelarm gesteuert wird, der eine Welle dreht, die die Strommenge durch die Schieberleitung steuert. Ein derartiger Schiebertyp ist in US-Patent 4,155,289 von Garriss offenbart. Es versteht sich ebenfalls von selbst, dass, obgleich die vorliegende Erfindung auf einen Abluftterminal gerichtet ist, dies in einem allgemeinen Sinn verstanden werden soll, insofern als eine Schieberkonstruktion in einen alleinstehenden Ablaufterminal integriert, oder in eine Abluftleitung eingebaut werden kann, oder ebenso einfach in einen Teil einer Abluftleitung des Abzugsschranks selbst eingebaut werden kann. Es ist innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, dass die vorliegende Erfindung bei der Konstruktion des Abzugsschranks durch den Hersteller des Abzugsschranks integriert werden kann.
Die Vorrichtung enthält einen Einschluss 26 mit vier Seitenwänden 28, einer Bodenwand 30 und einer Deckplatte 32. Der Einschluss 26 wird durch das röhrenförmige Segment 12 gestützt und ist an diesem durch Träger 34 befestigt, die durch geeignete Befestigungsmittel befestigt sind, wie z. B. Schweißungen, Bolzen, Blech schrauben oder ähnlichem. Mit Bezug auf 3 weist der Einschluss 26 auch einen schmalen oberen Flansch 36 auf, der sich um den gesamten Umfang des Einschlusses erstreck. Dies bietet eine Fläche, die zur Befestigung der Deckplatte 32 am Einschluss durch Schrauben oder ähnliches geeignet ist. Die Welle 22 erstreckt sich nach oben durch die Bodenwand 30 des Einschlusses, wo sie an ein Ende eines Hebelarmes 38 gekoppelt ist, wobei ein allgemein mit 40 bezeichneter linearer Stellmechanismus einen Endabschnitt 42 einer Kolbenstange mit einer Öffnung darin aufweist, durch welche ein Stift 44 zur Verbindung des Kolbenstangenendes 42 mit der Hebelarmplatte 38 geführt ist. Das gegenüberliegende Ende des Stellmechanismus 40 weist einen Trägerendabschnitt 46 mit einem Kontaktstück 48 auf, welches am Boden 30 befestigt ist, wobei das Kontaktstück 48 durch eine ähnliche Öffnung in dem Trägerendabschnitt 46 geführt ist, um den Stellmechanismus 40 fest am Einschluss zu befestigen. Somit wird der Endabschnitt 42 der Kolbenstange im Betrieb ausgefahren und eingezogen und dreht dadurch die Hebelarmplatte 38 um die Welle 22, um die Winkelposition des Schiebers 20 wie gewünscht zu verändern.
Der Stellmechanismus 40 enthält einen in 3 nicht gezeigten internen Motor, der durch elektrische Leitungen 50 angetrieben wird, die sich zu einem Schaltungsmodul 52 erstrecken, welches zusammen mit dem internen Motor in den 3, 4, 5 und 6 gezeigt ist. Wieder mit Bezug auf 1, enthält der Apparat hohle Röhren 54 und 56, die auf gegenüberliegenden Seiten eines ringförmigen Flansches 58 angeordnet sind, wobei sich die Röhren zu einem Transmitter 60 erstrecken, der Informationen betreffend den Differentialdruck über den Flansch 58 zurück zur Abzugsschranksteuerung speist. Die Steuerung verwendet diese Informationen, um den richtigen Luftstrom durch das Segment 12 zu bestimmen. Die Art, auf die der Durchfluss durch das Segment 12 gemessen wird, wird nicht als Teil der vorliegenden Erfindung betrachtet, obgleich sich versteht, dass viele derartige Abluftterminals oft diese Funktion haben. Es versteht sich ebenfalls, dass der Luftstrom durch die Abluft sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des röhrenförmigen Leitungssegments 12 gemessen werden kann.
Mit Bezug auf 2, welche das Blockdiagramm der Schaltung veranschaulicht, die bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, werden 24 V Wechselstrom (VAC) an die Leitungen 62 angelegt, die mit einer Stromversor gung 66 verbunden sind. Der Ausgang der Stromversorgung 66 ist über die Leitung 72 mit einem Optokoppler 68 verbunden. Die Stromversorgung 66 stellt eine Ausgangsspannung von 12 V Gleichspannung (VDC) auf Leitung 72 bereit. Die Ausgangsleitung 72 ist mit einem Kondensator 74 verbunden, der während des normalen Betriebs aufgeladen wird und genügend Ladung zur Verfügung stellt, um einen Motor 76 innerhalb des Stellmechanismus 40 dazu betreiben, diesen dazu zu veranlassen, den Schieber auf einer vorzugsweise voll geöffnete Position zurückzustellen. Dies tritt ein, wenn das Kolbenstangenende 42 innerhalb des Stellmechanismus' 40 voll zurückgezogen ist. Die Ausgangsleitung 72 ist auch mit einem Widerstand 78 verbunden. Die Ausgabe des Optoisolators 68 wird auf eine Leitung 80 gelegt, die mit dem anderen Ende des Widerstands 78 verbunden ist, und an einen Inverter 82, der mit der Sicherheitslogikschaltung 84 verbunden ist. Die Ausgaben des Optokopplers und der Pegelschieberschaltung 70 erscheinen auf den Leitungen 86 und 87, die sich zur Sicherheitslogikschaltung erstrecken und die Sicherheitslogikschaltung ihrerseits ist über Leitungen 88 und 89 mit einer Brückenschaltung 90 mit Ausgangsleitungen 50 verbunden, die mit dem Motor 78 verbunden sind. Der Inverter 82 ist mit der Sicherheitslogikschaltung 84 über die Leitung 92 verbunden.
Steuersignale von einer Abzugsschranksteuerung zum Erzeugen von zurückziehender und ausfahrender Bewegung des Stellers 40 werden über die Leitungen 63, 64 und 65 an einen Optokoppler und ein Pegelschiebermodul 70 angelegt. Es versteht sich, dass es zwei 24-V Wechselstrom-Eingangsleitungen 63, 64 gibt, die mit dem Optokoppler und dem Pegelschieberblock 70 verbunden sind, da jede von diesen den Motor 76 in eine verschiedene Richtung antreibt. Dies führt dazu, dass sich der Schieber in entgegengesetzten Richtungen in Abhängigkeit von der Aktivität der Steuersignale bewegt. In dieser Hinsicht arbeitet die in 5 gezeigte Ausführungsform mit einer Kombination der Eingangssignale, während die Ausführungsform der 6 zum Öffnen des Schiebers einzieht, wenn die Eingangsleitung 63 aktiv ist, und zum Öffnen des Schiebers ausfährt, wenn die Eingangsleitung 64 aktiv ist. Wenn der Motor erregt wird, wird das Kurbelstangenende 42 in Abhängigkeit von der Betriebsgeschwindigkeit des Motors ausgefahren oder eingezogen. Es versteht sich ebenfalls, dass die Apparatur der vorliegenden Erfindung so angepasst werden kann, dass der Steller zum Einziehen veranlasst wird, so dass der Schieber gänzlich geschlossen ist, anstatt dass er sich vollkommen öffnet. Ein derartiges Ergebnis kann gewünscht werden, wenn der Schieber den Betrieb eines Belüftungsschiebers für einen Raum steuert. In Abhängigkeit von der Anwendung kann die Sicherheitsüberlegung dazu führen, den Schieber vollständig zu öffnen oder ihn vollständig zu schließen. Beide Anwendungstypen sind Teil der vorliegenden Erfindung.
In dieser Hinsicht und mit Bezug auf 4 weist das Kurbelstangenende 42 ein Ende 94 mit Innengewinde auf, welches in eine Schraube 96 mit einem Gewinde eingreift, welche im Lager 98 gelagert ist. Die Schraube 96 weist ein daran befestigtes Getriebe 100 auf, welches in ein Zwischengetriebe 102 eingreift, welches seinerseits durch ein Abtriebsgetriebe 104 angetrieben ist, welches an der Ausgangswelle 106 des Motors 76 befestigt ist.
Bei der Ausführungsform, die in dem in 5 dargestellten Schaltungsdiagramm veranschaulicht ist, sind die Komponenten, die mit Bezug auf 2 beschrieben wurden, ebenfalls in dieser Zeichnung dargestellt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie dazu ausgelegt ist, bei vielen bestehenden Abzugsschranksteuerinstallationen nachgerüstet zu werden, die einen Schieber betreiben, der pneumatisch gesteuert ist. D. h., die für eine derartige Anwendung erzeugten Steuersignale können dazu verwendet werden, die vorliegende Erfindung mit ihrem elektrisch angetriebenen linearen Steller zu betreiben. Bei diesem Steuerungsschema ist durch die Schaltung eine Wahrheitstabelle implementiert, die wie folgt funktioniert: a) Wenn beide Eingänge 63 und 64 nicht aktiv sind, zieht sich der Steller ein, um den Schieber zu öffnen; b) wenn einer der Eingänge 63 oder 64 aktiv ist, wird der Steller in seiner Position gehalten; und c) wenn beide Eingänge 63 und 64 aktiv sind, fährt der Steller aus, um den Schieber zu schließen.
Mit Bezug auf die obere linke Ecke von 5 wird Versorgungsstrom über die Leitungen 62 an eine Diodenbrücke geliefert, welche das Herz der Stromversorgung 66 und seiner Ausgabe ist, welche eine 24-V Gleichspannung auf Leitung 69 ist. Leitung 69 wird dann an einen Spannungswandler 71 geliefert, der das Spannungsniveau auf 12 V Gleichstrom wandelt. Die Ausgabe des Wandlers 71 auf der Leitung 72 erstreckt sich zum Kondensator 74, der vorzugsweise ein relativ großer Kondensator ist, wie z. B. ungefähr 0,2 Farad. Die wichtigste Überlegung ist, dass der Kondensator 74 genügend Versorgungsstrom zur Verfügung stellen muss, dass der Steller von jeder beliebigen Position, die er gerade innehat, in die vollständig zurückgezogene Position bewegt werden kann, bei welcher der Schieber vollständig geöffnet ist. Es versteht sich von selbst, dass anstelle eines großen Kondensators, wie dargestellt, mehrere kleinere Kondensatoren verwendet werden können. Die Verwendung von mehreren kleineren Kondensatoren kann einfachere Produktionstechniken ermöglichen, wie z. B. die Verwendung von Plug-In-Komponenten. Der Optoisolator 68 umfasst eine doppelte lichtemittierende Diode 108, die durch ein AC-Signal aktiviert wird, und Phototransistor 110, welch letzterer ein Ausgangssignal auf Leitung 80 bereitstellt, das an einen Inverter 82 angelegt wird, der ein Low-Pegel-Signal auf Leitung 92 bereitstellt, wenn der Wechselstrom-Versorgungsstrom auf Eingangsleitung 62 ausfällt.
Somit stellen der Optokoppler 68 und der Inverter 82 ein Signal bereit, das dazu verwendet wird zu detektieren, ob die Stromversorgung ausgefallen ist, und wenn dies eingetreten ist, eine Erregung des Motors 76 zu erzeugen, um das Kurbelstangenende 42 vollständig in den Steller 40 einzuziehen. Die Leitung 92 ist jeweils mit einem Eingang der UND-Gatter 112 und 114 verbunden, so dass, wenn die Leitung 92 auf „low" geht, dies ein High-Pegel-Signal auf der Ausgangsleitung 88 erzeugt, welches dazu führt, dass der Motor aktiviert wird. Gleichzeitig wird, da das Gatter 114 mit einem Zwischengatter 118 verbunden ist, die Leitung 89 deaktiviert und verhindert, dass der Motor in die Richtung zum Ausfahren des Kurbelstangenendes läuft, wie gewünscht. Wenn der Steller das Ende seines Arbeitsweges erreicht hat und in der eingezogenen Position ist, schaltet ein interner Begrenzungsschalter den Motor aus. In dieser Hinsicht wird bevorzugt, dass der Steller ein Steller des Modells LA12 von Linak Company ist. Dieses Modell hat einen maximalen Schub von ungefähr 40 Pfund (18,14 kg), obgleich Modelle verfügbar sind, die Schub von bis zu etwa 100 Pfund (45,36 kg) haben. Der Steller wird mit entweder 12 oder 24 V Gleichstrom betrieben, hat eine verstärkte Glasfaserkurbelstange und eingebaute Begrenzungsschalter. Seine eingezogene Gesamtlänge ist fast 10 Inch (25,4 cm) und er hat eine Hublänge von ungefähr 2,8 Inch (7,112 cm), obgleich ein längerer Hub erhältlich ist. Die Verwendung eines Modells mit einem kürzeren Hub gekoppelt mit der Länge des Arms 38 beeinflusst die Bewegungsgeschwindigkeit durch seinen Arbeitsweg. Es versteht sich jedoch von selbst, dass andere Modelle und Hersteller derartiger Produkte verwendet werden können.
Die Ansteuerungsschaltung 90 für den Motor ist eine Standardschaltung vom H-Brückentyp, so dass, wenn ein Satz der Feldeffekttransistoren 122 eingeschaltet ist, der Motor in die Richtung angetrieben wird, die ein Zurückziehen des Kurbelstangenendes bewirkt. Auf ähnliche Weise wird, wenn der andere Satz Feldeffekttransistoren 124 eingeschaltet ist, der Motor in die entgegengesetzte Richtung angetrieben. Das Anlegen von Spannung auf die Eingangsleitung 63 der Einzugsrichtung aktiviert eine duale lichtemittierende Diode 126 und ein entsprechender Fototransistor 128 wird aktiviert, um einen Low-Pegel am Eingang eines Inverters 130 bereitzustellen. Auf ähnliche Weise wird, wenn die Abzugsschranksteuerung ein Signal liefert, den Schieber in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen, die Eingangsspannung zum Ausfahren angelegt, welche die duale lichtemittierende Diode 132 aktiviert, die einen Phototransistor 134 dazu veranlasst, leitend zu werden, wodurch ein Low-Pegel-Signal an einen Inverter 136 angelegt wird.
Die in 6 dargestellte Schaltung ist auf eine alternative Ausführungsform zum Ausführen der allgemeinen Funktion des in 2 gezeigten Blockdiagramms gerichtet. In 6 werden für Bestandteile, die im wesentlichen ähnlich wie die in 2 und 5 gezeigten sind, die gleichen Bezugszeichen verwendet. In dieser Schaltung ist der Ausgang des NAND-Gatters 230 sowohl mit einem weiteren NAND-Gatter 238 verbunden, als auch mit einem exklusiven ODER-Gatter 240, und der Ausgang des NAND-Gatters 236 wird sowohl an den anderen Eingang des exklusiven ODER-Gatters 240 als auch an das NAND-Gatter 242 angelegt. Der Ausgang des NAND-Gatters 242 wird durch ein NAND-Gatter 244 invertiert, dessen Ausgang an das NAND-Gatter 214 angelegt wird. Die Funktion des exklusiven ODER-Gatters 236 ist derart, dass nur eine der Leitungen 88 oder 89 zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv sein kann und dadurch verhindert wird, dass beide Sätze von Feldeffekttransistoren 122 und 124 zur gleichen Zeit eingeschaltet sind. In dem Fall, dass dies vorkommt, wäre der Motor kurzgeschaltet.
Aus der vorhergehenden Beschreibung sollte deutlich werden, dass ein Abluftterminal für einen Abzugsschrank zum Steuern des Gasstroms in einer Abluftleitung gezeigt und beschrieben worden ist, die viele hervorragende Betriebsmerkmale hat und zuverlässig im Betrieb ist. Es wurde gezeigt, dass die Verwendung eines elektrisch angetriebenen linearen Stellers zur Winkelpositionierung des Schiebers im Terminal einfach im Aufbau ist, was zu seiner Einfachheit und Zuverlässigkeit im Betrieb beiträgt. Außerdem ist die in jedem der beiden Ausführungsbeispiele verwendete Ansteuerungsschaltung einfach im Aufbau und dazu geeignet, die Schieberposition auf schnelle Weise genau zu steuern. Eine Ausführungsform ist besonders dazu geeignet, einen pneumatisch betriebenen Schieber nachzurüsten und verwendet die Art von Steuerungssignalen, die bei derartigen pneumatischen Abzugsschranksteuerungen verwendet werden. Die alternative Ausführungsform bietet effektive Verwendung von herkömmlichen Steuerungssignalen, die nicht analog zu einem pneumatischen Steuerungstyp sind und dennoch die Möglichkeit verhindern, dass der Stellmotor kurzgeschaltet wird, wenn eine Eingangssignalbedingung auftritt, die versucht, den Motor in zwei Richtungen gleichzeitig zu bewegen. Beide Ausführungsformen der Schaltung beinhalten eine Stromausfall-Detektionsschaltung, die die Fähigkeit besitzt, ausreichend Versorgungsstrom zu speichern, um den Schieber in eine bevorzugte Position zu positionieren, bis die Stromversorgung des Abluftterminals wieder hergestellt ist.
In den beiliegenden Ansprüchen werden verschiedene Merkmale der Erfindung definiert. Wo die in einem Anspruch erwähnten technischen Merkmale von Bezugszeichen gefolgt sind, sind die Bezugszeichen für den alleinigen Zweck eingefügt worden, die Verständlichkeit der Ansprüche zu verbessern, und dementsprechend haben derartige Bezugszeichen keine einschränkende Wirkung auf den Schutzbereich der beispielhaft durch derartige Bezugszeichen bezeichneten Elemente.

Claims

Abluftterminal für einen Abzugsschrank zur Steuerung des Gasdurchflusses in einer Abluftleitung, mit; einem Leitungssegment mit einem stromaufwärtigen Ende, einem stromabwärtigen Ende und einem Innenumfang; einem in dem Leitungssegment angeordneten Schieber, der dazu ausgelegt ist, den Gasdurchfluss, der durch das Segment fließt, in dem Bereich zwischen ungefähr keinem Durchfluss und vollem Durchfluss als eine Funktion seiner Position zu verändern; Mitteln zum Anbringen des Schiebers innerhalb des Leitungssegments zur öffnenden und schließenden Bewegung desselben, wobei die Anbringungsmittel wenigstens einen am Schieber befestigten Hebelarm beinhalten, der dazu ausgelegt ist, den Schieber in Reaktion auf eine Bewegung des Hebelarms zu bewegen; einem Stellmittel mit einem Rumpfabschnitt mit einem elektrischen Antriebsmotor mit einer Ausgangswelle und einem Kurbelstangenabschnitt, der relativ zum Rumpfabschnitt ausfahrbar und einziehbar in Reaktion auf selektive Erregung des Antriebsmotors ist, wobei entweder der Rumpfabschnitt oder der Stangenabschnitt mit dem Hebelarm verbunden ist und der jeweils andere des Rumpfabschnitts oder Stangenabschnitts mit einem feststehenden Abschnitt des Terminals verbunden ist, so dass Ausfahren und Einziehen des Stangenabschnitts den Hebelarm bewegt und die Winkelposition des Schiebers verändert; und Schaltungsmitteln zur selektiven Erregung des Antriebsmotors des Stellmittels zur Positionierung des Schieber in eine gewünschte Winkelposition in Reaktion auf ein an sie angelegtes erstes und zweites elektrisches Eingangssteuersignal.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 1, bei welchem das Leitungssegment eine zylindrische Form aufweist und der Schieber eine im wesentlichen flache runde Scheibe ist, von der sich von gegenüberliegenden Enden längliche zylindrische Abschnitte in Richtung einer Achse erstrecken, die durch das Zentrum der Scheibe verläuft, wobei die Scheibe einen Durchmesser aufweist, der etwa gleich dem Innendurchmesser des Leitungssegments ist, so dass im wesentlichen kein Gasdurchfluss durch das Segment vorhanden ist, wenn die Scheibe senkrecht zur Länge des Segments steht.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 2, bei welchem der Hebel eine längliche flache Platte enthält, deren einer Endabschnitt an einem der zylindrischen Abschnitte befestigt ist.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 1, welcher außerdem einen Einschluss mit vier Seitenwänden, einer Bodenwand und einer Deckenwand aufweist, wobei eine dieser Wände abnehmbar ist, um Zugang zum Einschluss zu ermöglichen, wobei der Einschluss auf dem Leitungssegment angebracht ist und den feststehenden Abschnitt des Terminals bereitstellt, an dem entweder der Rumpfabschnitt oder der Stangenabschnitt befestigt ist.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 4, bei welchem der Rumpfabschnitt einen integralen Anbringungsendabschnitt mit einer Öffnung darin aufweist, wobei der Endabschnitt ein dem Ende mit dem Kurbelstangenende gegenüberliegendes Ende ist.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 1, bei welchem die Schaltungsmittel umfassen: Stromversorgungsmittel, die dazu ausgelegt sind, an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen zu werden und eine Gleichspannung auf einer Ausgangsleitung bereitzustellen; Detektionsmittel, die mit den Stromversorgungsmitteln verbunden sind und dazu ausgelegt sind, in Reaktion auf die Abwesenheit einer Wechselspannung am Eingang der Stromversorgungsmittel ein Stromausfallsignal auf einer Ausgangsleitung zu erzeugen; eine Brückenschaltung, die dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf den Empfang des ersten und zweiten elektrischen Eingangssteuersignals selektiv eine Gleichspannung an den Antriebsmotor anzulegen und den Antriebsmotor mit entweder positivem oder negativem Leitungsstrom zu versorgen, um zu veranlassen, dass sich dessen Ausgangswelle selektiv entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen den Uhrzeigersinn dreht; eine elektrische Isolations- und Logikschaltung, die dazu ausgelegt ist, das erste und zweite elektrische Eingangssteuersignal und das Stromausfallsignal zu empfangen und selektiv entweder das erste oder das zweite Eingangssteuersignal an die Brückenschaltung zu liefern und in Reaktion auf den Empfang des Stromausfallsignals ein vorbestimmtes von dem ersten und zweiten Eingangssteuersignal an die Brückenschaltung zu liefern, unabhängig von dem Zustand der Eingangssteuersignale zu dem Zeitpunkt, als das Stromausfallsignal erzeugt wurde; und wenigstens einen Kondensator, der mit der Ausgangsleitung der Stromversorgungsmittel verbunden ist, wobei der wenigstens eine Kondensator mit der Brückenschaltung verbunden ist und dazu ausgelegt ist, den Antriebsmotor mit ausreichendem Versorgungsstrom zu versorgen, um den Schieber in dem Fall, dass eine Abwesenheit von Wechselspannung am Eingang der Stromversorgungsmittel detektiert wird, auf eine vorbestimmte Position zu bewegen.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 6, wobei die elektrische Isolations- und Logikschaltung umfasst: ein erstes Opto-Isolatormittel mit einer ersten lichtemittierenden Diode, die zum Empfang eines ersten Eingangssteuersignals angeschlossen ist, wobei die erste lichtemittierende Diode operativ mit einem ersten Phototransistor gekoppelt ist und ein „True"-Ausgangssignal bereitgestellt wird, wenn die erste lichtemittierende Diode emittiert; einen ersten Inverter, der mit dem Ausgang des ersten Opto-Isolatormittels verbunden ist; ein zweites Opto-Iisolatormittel mit einer zweiten lichtemittierenden Diode, die zum Empfangen des zweiten Eingangssteuersignals angeschlossen ist, wobei die zweite lichtemittierende Diode operativ mit einem zweiten Phototransistor gekoppelt ist und ein „True"-Ausgangssignal bereitgestellt wird, wenn die zweite lichtemittierende Diode emittiert; einen zweiten Inverter, der mit dem Ausgang des zweiten Opto-Isolatormittels verbunden ist; ein exklusives ODER-Gatter, dessen Eingänge mit den Ausgängen des ersten bzw. zweiten Inverters verbunden sind; ein erstes NAND-Gatter, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des exklusiven ODER-Gatters verbunden ist und deren anderer Eingang mit dem Ausgang des ersten Inverters verbunden ist, ein zweites NAND-Gatter, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des exklusiven ODER-Gatters verbunden ist und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des zweiten Inverters verbunden ist; ein drittes NAND-Gatter, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des zweiten NAND-Gatters verbunden ist und dessen anderes Eingangssignal durch die Ausgangsleitung der Detektionsmittel bereitgestellt wird; einen dritten Inverter, der mit dem Ausgang des ersten NAND-Gatters verbunden ist; ein drittes NAND-Gatter, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des dritten Inverters verbunden ist und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Detektionsmittels verbunden ist; und einen vierten Inverter, der mit dem Ausgang des dritten NAND-Gatters verbunden ist.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 1, bei welchem die Stellmittel eine längliche Schraube umfassen, die innerhalb des Rumpfabschnitts drehbar angebracht ist, und wobei der Kurbelstangenabschnitt ein Innengewinde aufweist, das dazu ausgelegt ist, die längliche Schraube zu empfangen, wobei eine Drehung der Schraube dazu führt, dass der Kurbelstangenabschnitt selektiv relativ zum Rumpfabschnitt in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Schraube ausgefahren und eingezogen wird, wobei die Schraube operativ mit der Antriebsmotor-Ausgangswelle verbunden ist.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 1, bei welchem die Schaltungsmittel weiterhin umfassen: Stromversorgungsmittel, die dazu ausgelegt sind, mit einer Wechselspannungsquelle verbunden zu werden und eine Gleichspannung auf einer Ausgangsleitung bereitstellen; wenigstens einen Kondensator, der mit der Ausgangsleitung der Stromversorgungsmittel verbunden ist, wobei der wenigstens eine Kondensator mit der Brückenschaltung verbunden ist und dazu ausgelegt ist, den Antriebsmotor mit ausreichend Strom zu versorgen, um im Fall, dass am Eingang der Stromversorgungsmittel eine Abwesenheit von Wechselspannung detektiert wird, den Schieber auf eine vorbestimmte Position zu bewegen; Detektionsmittel, die mit den Stromversorgungsmitteln verbunden sind und dazu ausgelegt sind, ein Stromausfallsignal auf einer Ausgangsleitung in Reaktion auf die detektierte Abwesenheit einer Wechselspannung am Eingang der Stromversorgungsmittel zu erzeugen; eine Brückenschaltung, die dazu ausgelegt ist, an den Antriebsmotor in Reaktion auf den Empfang des ersten und zweiten elektrischen Eingangssteuersignals selektiv eine Gleichspannung anzulegen und den Antriebsmotor entweder mit positivem oder negativem Leitungsstrom zu versorgen, um zu veranlassen, dass sich dessen Ausgangswelle selektiv entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen den Uhrzeigersinn dreht.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 9, bei welchem die Schaltungsmittel ferner eine elektrische Isolations- und Logikschaltung umfassen, die dazu ausgelegt ist, das erste und zweite elektrische Eingangssteuersignal und das Stromausfallsignal zu empfangen und selektiv entweder das erste oder zweite Eingangssteuersignal an die Brückenschaltung zu liefern und ein vorbestimmtes von dem ersten und zweiten Eingangssteuersignal an die Brückenschaltung in Reaktion auf den Empfang des Stromausfallsignals zu liefern, unabhängig davon, welches der Eingangssteuersignale zu dem Zeitpunkt an die Brückenschaltung geliefert wurde, als das Stromausfallsignal erzeugt wurde.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 10, bei welchem die elektrische Isolations- und Logikschaltung den Motor dazu veranlasst, den Schieber in Reaktion auf den Empfang des Stromausfallsignals in eine Position mit vollem Durchfluss zu bewegen.
Abluftterminal für einen Abzugsschrank nach Anspruch 11, bei welchem der wenigstens eine Kondensator wenigstens etwa 0,2 Farad hat.