DE1204476B

DE1204476B - Umlenkeinrichtung

Info

Publication number: DE1204476B
Application number: DEG40233A
Authority: DE
Inventors: Edgar Dean Alderson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1963-04-09
Filing date: 1964-03-31
Publication date: 1965-11-04
Also published as: BE645585A; US3270775A; GB1024952A

Description

Umlenkeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Umlenkeinrichtung mit einem Einlaß und zwei Auslässen und mit einem drehbaren Verschlußteil, der aus zwei fest miteinander verbundenen Klappen besteht, von denen jeweils eine in den beiden Endlagen der Umlenkeinrichtung einen der beiden Auslässe verschließt.
Bisher bekannte Umlenkeinrichtungen dieser Art erfüllen nicht in zufriedenstellender Weise die Forderungen, die an moderne Umlenkeinrichtungen gestellt werden müssen. Aus energetischen Gründen ergibt sich die Forderung, daß die Umlenkung des fluiden Mediums mit einem möglichst geringen Energieverlust erfolgt, so daß, falls das umgelenkte Medium als Arbeitsmedium verwendet wird, dieses an der Verbrauchsstelle eine größtmögliche Energiemenge abgeben kann, und daß in anderen Fällen zur Förderung des Mediums eine geringstmögliche Energie erforderlich ist. Ferner ist häufig aus Sicherheitsgründen an die Umlenkeinrichtung die Forderung zu stellen, daß diese Umlenkeinrichtung durch das Medium in der eingenommenen Endlage gehalten wird.
Bei einer bekannten Umlenkeinrichtung ist eine mit zwei Leitblechen versehene, den Gasdurchtritt frei lassende Trommel vorgesehen, die sich um ihre Mittelachse drehen kann. Wenn sich diese bekannte Trommel in einer Endlage befindet, so sind die Strömungsverhältnisse derart, daß ganz erhebliche Wirbelverluste auftreten. Bei dieser bekannten Umlenkeinrichtung sind die auf die Trommel einwirkenden Momente, die durch auf die Leitflächen ausgeübte Kräfte erzeugt werden, keinesfalls derart abgeglichen, daß bei Annäherung an die Schließlage ein in Schließrichtung wirkendes resultierendes Moment entsteht.
Durch die Erfindung soll eine Umlenkeinrichtung geschaffen werden, die die im vorstehenden aufgeführten Bedingungen erfüllt.
Erfindungsgemäß wird jeweils die Klappe, die sich in Offenlage befindet, vom Medium beidseitig umströmt, und der beiden Klappen gemeinsame Schwenkpunkt ist so weit in Durchflußrichtung stromabwärts angeordnet, daß die vom durchfließenden Medium auf die beiden Klappen ausgeübte Kraft bei der Annäherung an die Schließlage ein in Schließrichtung wirkendes Moment ausübt.
Dadurch, daß jeweils die Klappe, die sich in Offenlage befindet, vom Medium beidseitig umströmt wird, kann diese Klappe als zusätzliche Mediumleitwandung oder Mediumumlenkwandung verwendet werden, so daß die Umlenkung oder Umleitung des Mediums mit einem geringstmöglichen Energieverlust erfolgt. Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung nochmals erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 eine Teilquerschnittsansicht, welche die im Abstand voneinander angeordneten Schieberklappen in einer Leitung in einer Stellung zeigt, F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht, welche die Klappen in der anderen Stellung zeigt, und F i g. 3 eine Querschnittsansicht, genommen längs der Linie 3-3 der F i g. 2, wobei in dieser Figur das Betätigungsgestänge gezeigt ist.
Es sei zuerst auf F i g. 1 Bezug genommen. Die Einrichtung weist einen geraden Kanal 10 für den Durchgang des fluiden Mediums auf, wobei dieses fluide Medium sich in Richtung des Pfeiles bewegt. Die Leitung weist einen Einlaß 11 auf und ist gegabelt, um einen Auslaß 12 und einen zweiten Abzweigungsauslaß 13 zu bilden. Im allgemeinen hat der Auslaß 12 die gleiche Mittellinie 14 wie der Einlaß 11, und die beiden Auslässe 12 und 13 sind in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet.
Um das Medium, das in den Einlaß 11 eintritt, abwechselnd zu den Auslässen 12 und 13 zu leiten, ist ein Paar Klappen 15 und 16 vorgesehen, die im Abstand voneinander angeordnet sind und die in der Leitung bei der Abzweigung angeordnet sind. Diese Klappen sind derart ausgebildet, daß sie sich aus der in F i g. 1 gezeigten Lage in die in F i g. 2 gezeigte Lage drehen können. Bei der in F i g. 1 gezeigten Lage wird das Medium durch den Auslaß 13 herausgelassen, und bei der in F i g. 2 gezeigten Stellung tritt das Medium durch den Auslaß 1.2 aus.
Die Klappen 15 und 16 sind nicht um ihre Mitten herum schwenkbar gelagert, sondern durch einen Bauteil 18 miteinander verbunden, und dieser Bauteil 18 kann an beiden Enden der Klappen vorgesehen sein, und die Teile 18 können zusammen mit den im Abstand voneinander angeordneten Klappen 15 und 16 eine starre, kastenartige Einheit bilden. 'Diese Einheit kann mittels in F i g. 3 bei 19 schematisch dargestellten, geeigneten Einrichtungen gedreht werden. Um diese Drehung durchzuführen, wird die ganze Einheit um -einen Schwenkpunkt 20 herum geschwenkt, und dieser Schwenkpunkt kann ein Lager sein und ist außerhalb einer jeden Klappe und zwischen den Klappen angeordnet.
Es sei auf F i g. 3 Bezug genommen. Es ist zu erkennen, daß die Bauteile 18 beliebige Gestänge oder Streben sein können, die in den Seiten des Kanals 10 außerhalb der Hauptströmung angeordnet sein können, obwohl es nicht erforderlich ist, daß diese Verbindungsglieder derart angeordnet sind, und diese Verbindungsglieder können mittlere Streben mit Flächenprofil sein, wie es in den F i g..1 und 2 gezeigt ist.
Es sei bemerkt, daß die Klappe 15 in Richtung der Strömung durch die Abzweigungsleitung hindurch, wie dargestellt, gekrümmt ist, um das Umlenken des fluiden Mediums um einen rechten Winkel für einen Austritt aus dem Auslaß 13 zu unterstützen. Die Klappe 16 ist flach, um bei einer Strömung durch den Auslaß 12, wenn dieser geöffnet ist, einen minimalen Widerstand zu bilden.
Um alle unabgeglichenen Öffnungskräfte zu verhindern, die auf die Klappen einwirken können, wenn sie sich in der geschlossenen Stellung befinden, und um sicherzustellen, daß die Klappen in dieser Stellung verbleiben, wenn das Verbindungsgestänge bricht oder wenn die Betätigungseinrichtung ausfällt, ist zusätzlich das Schwenklager 20 in besonderer Weise angeordnet. In jedem Bauteil mit Tragflächenprofil, der im allgemeinen die Form der Klappen 15 und 16 hat, ist ein Druckmittelpunkt vorhanden, auf welchen das fluide Medium, welches gesteuert wird, einwirkt. Wenn normalerweise der Schwenkpunkt in der Mitte der Klappe angeordnet ist, fällt der Druckmittelpunkt im wesentlichen mit dem Schwenkpunkt zusammen, und das resultierende, auf die Klappe einwirkende Moment in der geöffneten oder geschlossenen Stellung wird zu Null. Abhängig von der Form kann jedoch dieses nicht immer zutreffen, und es können zu allen Zeiten Öffnungsdrehmomente auf die Klappen einwirken, die es erforderlich machen, daß eine Kraft einer Betätigungseinrichtung die Klappen in der geschlossenen Stellung hält. Um dies zu vermeiden, werden gemäß der Erfindung die Schwenkpunkte 20 stromabwärts vom resultierenden Druckvektor aller der Kräfte angeordnet, die auf die Klappen einwirken, woraus folgt, daß ein positives Drehmoment auf die Klappen in ihrer geschlossenen Lage zu allen Zeiten ausgeübt wird. Wenn die Betätigungseinrichtung ausfällt oder wenn das Verbindungsgestänge bricht, bleiben die Klappen in ihrer geschlossenen Lage.
Das auf .die Klappe 16 ausgeübte positive Moment kann am besten" unter Bezugnahme auf die F i g. 1 erläutert werden. In der in dieser Figur dargestellten Lage wird .der resultierende Druckvektor, welcher die Summe aller Vektorkräfte ist, die auf die Klappen einwirken, durch den Vektor 22 dargestellt, der ein in Richtung des Uhrzeigersinnes wirkendes Moment um den Schwenkpunkt 20 herum erzeugt, um ein positives Drehmoment zu bilden, welches auf die Klappe 16 in der geschlossenen Stellung einwirkt. Zusätzlich ist der Schwenkpunkt 20 derart angeordnet, daß in der geschlossenen Stellung der Klappe 15, wie es in F i g. 2 gezeigt ist, der resultierende Vektor 23 stromaufwärts vom Schwenkpunkt angeordnet ist, so daß ein entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment auf die Klappe 15 ausgeübt wird, um auf diese in der geschlossenen Stellung ein positives Drehmoment auszuüben.

Claims

Patentansprüche: 1. Umlenkeinrichtung mit einem Einlaß und zwei Auslässen und mit einem drehbaren Verschlußteil, der aus zwei fest miteinander verbundenen Platten besteht, von denen jeweils eine in den beiden Endlagen der Umlenkeinrichtung einen der beiden Auslässe verschließt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß jeweils die Klappe (15,16), die sich in Offenlage befindet, vom Medium beidseitig umströmt wird, und daß der beiden Klappen gemeinsame Schwenkpunkt (20) so weit in Durchflußrichtung stromabwärts angeordnet ist, daß die vom durchfließenden Medium auf die beiden Klappen ausgeübte Kraft bei der Annäherung an die Schließlage ein in Schließrichtung wirkendes Moment ausübt.
2. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Auslässe (12) im wesentlichen die gleiche Mittellinie hat wie der Einlaß (11), und daß die Klappe (16), die diesen einen Auslaß absperrt, flach ist, und daß die andere Klappe (15) in Richtung des anderen Auslasses (13) gekrümmt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Auslässe in an sich bekannter Weise unter einem Winkel von im wesentlichen 90° zueinander angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauteil (18), der die beiden Klappen (15,16) verbindet, an der Seite der Leitung außerhalb des Hauptströmungsweges angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 2 410 078, 440 421, 522 719; deutsche Auslegeschrift Nr. 1130 232; französische Patentschrift Nr. 1041060.