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Steuereinrichtung mit zwei Ventilen Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung
mit zwei zueinander parallelen Steuerungswegen, von denen jeder durch ein Ventil
beherrscht wird.
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Es ist ein Steuerventil bekanntgeworden, welches einen Eingangsdurchlaß
und einen Ausgangsdurchlaß besitzt, die durch parallele Durchlässe miteinander verbunden
sind. Innerhalb des Ventilgehäuses befinden sich zwei Verschlußstücke, von denen
jedes mit zwei Gruppen von Drosselflanschen versehen ist, die mit Ventilsitzen zusammenwirken.
Ein Entlüftungsdurchlaß gestattet einen Abfluß des Druckmittels zur Atmosphäre.
Fällt bei einem derartigen Steuerventil der Antrieb aus, so kehren die Verschlußstücke
in ihre unwirksame Lage, d. h. in ihre Schließlage, zurück. In dieser Lage trennen
sie den Eimaß vom Auslaß und verhüten eine Strömung durch das Ventil.
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Es ist weiterhin ein Durchgangs- oder Mehrwegventil mit magnetischer
Hilfsventilsteuerung vorgeschlagen worden, bei dem die Hilfsventilsteuerung einen
vom Zulauf des Hauptventils abgezweigten Hilfskreislauf steuert und bei dem ein
zur Umstellung des oder der Verschlußstücke dienender Kolben vorgesehen ist. Dabei
ist das hilfsgesteuerte Ventil so ausgebildet, daß bei Fehlern am Hilfsventil aus
elektrischen oder magnetischen Ursachen heraus, die zu einem ungenügenden Abschluß
des Verschlußstückes führen können, das Hauptventil keine Bewegung auszuführen in
der Lage ist, ohne Rücksicht darauf, welche Schaltvorgänge noch am Hilfsventil selbst
durchgeführt oder versucht werden. Bei einem derartigen Ventil ist also auch bei
Auftreten von Fehlern der Durchfluß durch das Ventil gesperrt.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
die Steuereinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei Ausfall
der Kraftzufuhr, beispielsweise des Speisestromes, sichergestellt ist, daß wenigstens
einer der Strömungswege offenbleibt, so daß das Ventil durchströmt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei der Steuereinrichtung der vorgenannten
Art vorgesehen, daß ein Ventil normalerweise offen und das andere normalerweise
geschlossen ist, und dadurch, daß die Schließ-und Öffnungsmittel von derselben Kraftquelle
oder von ähnlichen Kraftquellen so betrieben werden, daß beim Ausfallen der Kraftquelle
das normalerweise offene Ventil offenbleibt, um den Durchfluß zu ge-.statten.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der
Figuren. Es zeigt F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Steuereinrichtung
gemäß der Erfindung, F i g. 2 und 3 eine praktische Ausführungsform der Steuereinrichtung,
und zwar F i g. 2 eine geschnittene Darstellung und F i g. 3 einen Schnitt entlang
der Linie 4-4 in F i g. 2.
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Die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung kann beispielsweise in einem
Gasturbinentriebwerk zum Vorwärtstrieb eines Flugzeugs Verwendung finden. Ein derartiges
Gasturbinentriebwerk besitzt eine Vielzahl von Einlaßleitschaufeln, welche über
eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung und über einen Kompressor Warmluft erhalten.
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Eine Zuleitung des Gasturbinentriebwerkes, welche über die erfindungsgemäße
Steuereinrichtung mit Luft beliefert werden soll, kommuniziert mit Leitungen
21, 21" (F i g. 1), die mit Öffnungen 23 bzw. 24 im Gehäuse
11 verbunden und gegen diese gesperrt werden können. Diese Öffnungen
23, 24 liegen am Lieferende des Kompressors des Gasturbinentriebwerkes und
haben Ventilsitze 25 bzw. 26,
welche mit Dichtflächen 27, 28 von
Verschlußstücken 30 bzw. 31 zusammenarbeiten. . . .
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Die Verschlußstücke 30, 31 haben Kolben 32, 33. Diese Kolben 32, 33
gleiten in zylindrischen Kammern 34, 35, die im Gehäuse 29 der Steuereinrichtung
22 vorgesehen sind. Die Kolben 32, 33 haben Druckflächen 36 bzw. 37, deren Flächen
größer sind als die Flächen 27, 28.
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Die Kammern 34, 35 kommunizieren mit Kammern 38 bzw. 39 über Leitungen
40 bzw. 41.und können über Entlüftungsleitungen 42 bzw. 43 entlüftet werden.
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Die Kammern 38, 39 können auch mit Leitungen 44 bzw. 45 kommunizieren,
welche beide mit einem Kanal 46 verbunden sind, der gegen das Innere des Gehäuses
11 offen ist.
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Ein Hilfsventil 47 hat ein Verschlußstück 48, das auch einen Anker
bildet und durch eine Feder 49 in eine nicht dargestellte Stellung gedrückt wird;
in welcher s die Verbindung zwischen der Leitung 44 und der Kammer 38 sperrt und
den Durchfluß von der Kammer 38 in die Entlüftungsleitung 42 gestattet. Wenn das
Verschlußstück 48 in dieser Stellung steht, wird die Kammer 34 entlüftet, und die
die untere Fläche des Verschlußstückes 30 beaufschlagende Druckluft hebt dasselbe
an und strömt durch die Leitung 21' zu den Einlaßleitschaufeln.
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Das Hilfsventil 47 hat auch einen Elektromagneten 50, welcher bei
Erregen das Verschlußstück 48 gegen die Kraft, der Feder 49 in die Stellung nach
F i g. 1 bewegt, in der es die Entlüftungsleitung 42 sperrt, so daß die Druckluft
vom Lieferende des Kompressors durch die Leitungen 46, 44, 40 in die Kammer 34 gelangt,
um die Druckfläche 36 des Kolbens 32 zu beaufschlagen. Dann wird das Verschlußstück
30 auf seinem Sitz festgehalten, und die Zufuhr von Druckluft zur Leitung 21' wird
gesperrt.
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Das Hilfsventil 51 hat auch einen Elektromagneten 53, der bei Erregen
das Verschlußstück 52 in die Stellung nach F i g. 1 bringt, in welcher es die Leitung
45. absperrt und die Verbindung zwischen der Kammer 39 und der Entlüfterleitung
43 herstellt, so daß die Kammer entlüftet wird. Die auf die Fläche 28 des Verschlußstückes
31 wirkende Druckluft hebt daher das Ventil an und strömt über die Leitung 21" zu
den Einlaßleitschaufeln.
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Es ist daher zu ersehen, daß, wenn beide Elektromagneten 50, 53 erregt
sind, das Verschlußstück 30 geschlossen und das Verschlußstück 31 offen ist. Wenn
die beiden Elektromagneten 50, 53 entregt sind, ist das Verschlußstück 30 offen
und das Verschlußstück 31 geschlossen. Diese Konstruktion hat daher den Vorteil,
daß im Fall des Versagens der Stromversorgung (d. h., wenn beide Elektromagneten
entregt werden), eine Zufuhr von Heißluft zu den Einlaßleitschaufeln des Gasturbinentriebwerkes
erfolgt, die jedoch nur die Hälfte der möglichen Zufuhr darstellt.
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Wenn jedoch die volle Zuleitung von heißer Druckluft zu den Einlaßleitschaufeln
erfolgen soll, wird der Elektromagnet 50 in der entregten Stellung gehalten, während
der Elektromagnet 53 erregt wird.
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F i g. 2 und 3 zeigen eine praktische Ausführungsform der Steuereinrichtung
nach F i g. 1. Die der Darstellung in F i g. 1 entsprechenden Teile sind durch den
Zusatz a gekennzeichnet.
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- Die F i g. 2 und 3 zeigen eine Steuereinrichtung 22a mit einem -Gehäuse
29a mit Öffnungen 23a,, 24a, die mit einer Öffnung im Gehäuse des Gasturbinentriebwerkes
kommunizieren können. Die öffnungen 23 a, 24 a haben Ventilsitze 25 a, 26 a,
welche mit Dichtflächen 27a, 28a von Verschlußstücken 30a, 31a zusammenwirken. Die
Verschlußstücke 30a, 31_a haben Wandungen 32a, 33a, welche als Kolben innerhalb
von Einsätzen 61, 62 arbeiten, welche in das Gehäuse 29a eingeschrumpft sind. Die
Kolben 32a, 33a mit den Druckflächen 36a, 37a, welche größer sind
als die Flächen 28a, 27a, besitzen Kohleringdichtungen 63, 64, die gleitend in den
Einsätzen 63, 64 laufen.
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Konzentrisch innerhalb der Einsätze 61, 62 befinden sich Einsätze
65, 66, die ebenfalls in das Gehäuse 29a eingeschrumpft sind.
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Jeder der Einsätze 61, 62 hat an seinen Enden eine Kohlebüchse 67,
wobei die Verschlußstücke 30a, 31a auf Ventilstößeln 70, 71 sitzen,
die in den entsprechenden Kohlebüchsen 67 gleiten.
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Die Einsätze 65, 66 haben gelochte Flansche 72, 73, gegen welche Federn
74, 75 anliegen, die die Verschlußstücke 30a, 31a auf ihre Sitze drücken.
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Eine Leitung 46a im Gehäuse 29a kommuniziert mit einer Öffnung 60
im Gehäuse 11 des Gasturbinentriebwerkes und mit Leitungen 44a, 45a, die
ihrerseits mit den Kammern 38a, 39a kommunizieren.
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Ein Hilfsventil 47a hat ein zylindrisches Verschlußstück 48a, das
als Anker wirkt und durch eine Feder 49a in eine nicht dargestellte Stellung gedrückt
wird, in welcher es die Leitung 44a sperrt. In dieser Stellung ermöglicht das Verschlußstück
48a das Entlüften der Kammer 38a über eine Entlüftungsleitung 42a.
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Das Hilfsventil 47a hat auch einen Elektromagneten 50 a, welcher
im erregten Zustand das Verschlußstück 48a nach oben gegen die Kraft der Feder 49a
in die Stellung nach F i g. 3 zieht, in der es die Entlüftungsleitung 42a sperrt
und die Verbindung zwischen den Leitungen 44 a, 40 a herstellt.
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Ein Hilfsventil 51 a hat ein zylindrisches Verschlußstück
52a, das als Anker wirkt und durch den Luftdruck in der Leitung
45 a in eine nicht dargestellte Stellung gedrückt wird, in der es die Entlüftungsleitung
43a sperrt, durch die die Kammer 39a entlüftet werden kann, und die Leitung
45a mit der Leitung 41 a verbindet.
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Das Hilfsventil 51a hat auch einen Elektromagneten
53 a, welcher im erregten Zustand das Verschlußstück 52 a in die Stellung
nach F i g. 3 drückt, in welcher es die Leitung 45a sperrt und die Kammer
39a durch die Entlüftungsleitung 43 a entlüftet werden kann.