DE1403090C3

DE1403090C3 - Exhaust valve for a compressor

Info

Publication number: DE1403090C3
Application number: DE1403090A
Authority: DE
Inventors: Richard Derby Quarndon Beale; Robert Vaughan Ripley Blackhurst; Nelson Hector Derby Kent
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1958-08-05
Filing date: 1959-07-27
Publication date: 1973-09-27
Also published as: BE584329A; DE1403090A1; GB864519A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abblasventil für einen Verdichter, insbesondere für den Verdichter eines Strahltriebwerks, das im geschlossenen Zustand durch den Druck des verdichteten Mediums in Schließstellung gehalten wird.The invention relates to a blow-off valve for a compressor, in particular for the compressor of a jet engine, which when closed by the pressure of the compressed medium in Is held in the closed position.

Solche Ventile zeichnen sich dadurch aus, daß die angelegte Schließkraft während längerer stationärer Schließzeiten erheblich reduziert werden kann, was zu einer spürbaren Entlastung der beispielsweise hydraulischen oder pneumatischen Betätigungsanlage führt. Sie sind bei Verdichtern in Form von Stößelventilen bekannt (deutsche Patentschrift 347 397).Such valves are characterized by the fact that the applied closing force remains stationary for a long period of time Closing times can be reduced considerably, which leads to a noticeable reduction in the load on the hydraulic system, for example or pneumatic actuation system. In the case of compressors, they are in the form of tappet valves known (German patent specification 347 397).

Aus konstruktiven Gründen werden jedoch oft bei Verdichtern, insbesondere eines Strahltriebwerks, Ringventile bevorzugt. Ringventile ergeben bei gleich großer Ventil-Öffnungsfläche eine einfachere und leichtere Konstruktion, die wegen ihres geringeren Raumbedarfs und Gewichts beispielsweise in einem den eigentlichen Verdichter koaxial umgebenden Nebenstrom- oder Rückstromkanal untergebracht werden kann, ohne dort die Strömung wesentlich abzubremsen. Der Gesichtspunkt der einfacheren und leichteren Konstruktion spielt insbesondere bei Strahltriebwerken von Flugzeugen eine erhebliche Rolle.For structural reasons, however, compressors, especially a jet engine, are often Ring valves preferred. Ring valves result in a simpler and easier valve opening area with the same large valve opening area lighter construction, for example in a housed the actual compressor coaxially surrounding bypass or return flow duct can be without slowing down the flow there significantly. The point of view of the simpler and lighter construction plays a significant role in aircraft jet engines in particular Role.

Es sind Ringventile mit einem ringförmigen Axialschieber oder in Umfangsrichtung verschiebbaren Klappen bekannt (britische Patentschrift 672 193). Die bekannten Ringventilkonstruktionen erlauben jedoch keine Selbsthalrung des geschlossenen Ventils durch den Druck des verdichteten Mediums.They are ring valves with an annular axial slide or flaps displaceable in the circumferential direction are known (British patent specification 672 193). The known ring valve constructions, however, do not allow the closed valve to self-hold by the pressure of the compressed medium.

Bei Ventilen anderer Gattung ist es zwar bekannt (deutsche Patentschrift 417 143), sie als Doppelsitzventil auszubilden und durch unterschiedliche Ventilflächen eine Hilfskraft zum leichteren Öffnen des Ventils nutzbar zu machen. Diese bekannte Lehre hat jedoch auf die Entwicklung von Ringventilen keinen Einfluß genommen.In the case of valves of other types, it is known (German patent 417 143) to use them as a double seat valve train and through different valve surfaces an auxiliary force for easier opening of the To make valve usable. However, this known teaching has no effect on the development of ring valves Influenced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei einem Ringventil zu erreichen, daß es in Schließstellung gehalten wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das als an sich bekanntes Ringventil ausgebildete Abblasventil zwei sich in der Schließstellung an die jeweiligen Ventilsitze anlegende Flansche mit verschieden großen Druckangriffsfiächen aufweist. Damit ist ein gegenüber dem bekannten Stößelventil einfacher aufgebautes Ringventil geschaffen, das dennoch die Charakteristik aufweist, in der Schließstellung selbst gehalten zu werden.The invention is based on the object of ensuring that a ring valve is in the closed position as well is held. This object is achieved according to the invention in that that as per se Known ring valve formed blow-off valve two in the closed position on the respective valve seats has adjacent flanges with different sized pressure attack surfaces. So there is an opposite the well-known plunger valve created a more simply constructed ring valve that still has the characteristic has to be held in the closed position itself.

Eine besonders günstige Ausbildung ergibt sich, wenn einer der Flansche des Ringventils federnd ausgebildet ist." Diese federnde Ausbildung, die den Flansch ganz oder zu einem Teil betreffen kann, bietet den Vorteil größerer Herstellungstoleranzen, da der Innendruck des Kompressors in der Schließstellung stets für eine federnd dichte Anlage des Flanschs an seinem Ventilsitz sorgt.A particularly favorable design results when one of the flanges of the ring valve is designed to be resilient is. "This resilient training, which can affect the flange in whole or in part, offers the advantage of greater manufacturing tolerances, since the internal pressure of the compressor is in the closed position always ensures a resiliently tight contact of the flange on its valve seat.

Vorzugsweise sind die Flansche in Radialebenen liegende Ringflansche, durch deren Anwendung zusammen mit ringförmigen Ventilsitzen sich eine besonders einfache Ringventilkonstruktion ergibt.The flanges are preferably ring flanges lying in radial planes, by using them together with ring-shaped valve seats, a particularly simple ring valve construction results.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbcispicls unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below on the basis of an exemplary embodiment with reference to FIG Drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Teils eines Kompressorgehäuses mit einem Abblasventil gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a partially sectioned perspective View of part of a compressor housing with a blow-off valve according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Ventil in etwas abgewandelter Ausführung,2 shows a section through the valve in a somewhat modified version,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils.
F i g. 1 zeigt einen Teil eines Gehäuses 10 eines Verdichters eines Strahltriebwerks. Das Gehäuse 10 trägt Statorschaufeln 11 des Hochdruckteils des Verdichters, zwischen denen Reihen von umlaufenden Rotorschaufeln 12 angeordnet sind.3 shows a section through a further embodiment of a valve according to the invention.
F i g. 1 shows part of a housing 10 of a compressor of a jet engine. The housing 10 carries stator blades 11 of the high pressure part of the compressor, between which rows of rotating rotor blades 12 are arranged.

ίο Eine besondere Reihe von Statorschaufeln 11a ist mit Öffnungen zwischen benachbarten Schaufeln versehen. Die Öffnungen sind flankiert von radial hervorspringenden Flanschen 13 und 14, welche zwischen sich eine Austrittsluftkammer 15 bilden.ίο A special series of stator blades 11a is provided with openings between adjacent blades. The openings are flanked by radially protruding Flanges 13 and 14 which form an outlet air chamber 15 between them.

Die Flansche 13 und 14 dienen als Ventilsitze für einen Ringventilschieber 16, der mit radialen Flanschen 17 und 18 versehen ist, die sich im geschlossenen Zustand, in dem die Austrittsluftkammer 15 nach außen geschlossen ist, an die Flansche 13 und 14 anlegen. Dabei ist eine größere Fläche des Flansches 17 als des Flansches 18 so dem in der Kammer 15 herrschenden Druck ausgesetzt, daß durch diesen Druck der Flansch 17 gegen seinen Ventilsitz, den Flansch 13 des Gehäuses, gepreßt wird.The flanges 13 and 14 serve as valve seats for a ring valve slide 16, which has radial flanges 17 and 18 is provided, which in the closed state, in which the outlet air chamber 15 after is closed on the outside, apply to the flanges 13 and 14. There is a larger area of the flange 17 than the flange 18 so exposed to the pressure prevailing in the chamber 15 that by this pressure the flange 17 is pressed against its valve seat, the flange 13 of the housing.

Der Ringventilschiebar 16 ist aus zwei halbringförmigen Teilen zusammengesetzt, die an einem zylindrischen Träger 19 angenietet sind, der außen einen Ablenkflansch 20 zum Lenken der austretenden Luft in der Richtung eines äußeren Luftstromes trägt.The ring valve slide 16 is made of two semi-ring-shaped Assembled parts that are riveted to a cylindrical support 19, the outside carries a baffle flange 20 for directing the exiting air in the direction of an outside air flow.

Durch hydraulische Betätigung kann dem Ringventilschieber 16 über ein Gelenk 22, einen Hebel 23 und ein Zylinder-Kolben-Gestänge 31, 33, 34. 35 eine teils axiale, teils in Umfangsrichtung verlaufende Bewegung erteilt werden, deren Axialkomponente zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils ausgenützt wird. Während der wesentlichen Dauer eines Fluges, also während der wesentlichen Dauer des Betriebs des Strahltriebwerks bleibt das Ringventil geschlossen. Auf Grund der besonderen Konstruktion und Bemessung der Ventilteile ist es möglich, während dieser Zeit die hydraulische Steuerung weitgehend zu entlasten, da durch die unterschiedliche radiale Ausdehnung der Flansche 17 und 18 das Ringventil durch den Druck in der Kammer 15 in geschlossenem Zustand gehalten wird.The ring valve slide 16 can be actuated hydraulically via a joint 22, a lever 23 and a cylinder-piston linkage 31, 33, 34, 35 a partly axial, partly in the circumferential direction Movement are granted whose axial component is used to open or close the valve will. During the essential duration of a flight, i.e. during the essential duration of the operation of the Jet engine, the ring valve remains closed. Due to the special construction and dimensioning of the valve parts, it is possible to largely relieve the hydraulic control during this time, because of the different radial expansion of the flanges 17 and 18, the ring valve through the pressure in the chamber 15 is kept in the closed state.

F i g. 2 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform des Ringventils in vergrößerter Darstellung. Bei dieser Ausführungsform ist der größere Flansch 17 a als verstärkter radial innerer Rand einer verhältnismäßig dünnen Ringscheibe 17 b ausgebildet, die eine solche Flexibilität aufweist, daß sie in Axialrichtung in gewissem Umfang gebogen werden kann. Der Flansch 17 α legt sich bei geschlossenem Ringventilschieber 16 an den entsprechenden den Ventilsitz darstellenden Flansch 13 α an.F i g. 2 shows a somewhat modified embodiment of the ring valve in an enlarged view. In this embodiment, the larger flange 17 a is designed as a reinforced radially inner edge of a relatively thin annular disk 17 b , which has such flexibility that it can be bent to a certain extent in the axial direction. When the ring valve slide 16 is closed, the flange 17 α rests against the corresponding flange 13 α representing the valve seat.

Der weitere Flansch 18 α des Ringventils legt sichThe other flange 18 α of the ring valve lies down

dann, wenn der Flansch 17 α am Flansch 13 α anstößt, abdichtend an den ihm benachbarten Flansch 14 a an.when the flange 17 α abuts the flange 13 α , sealingly against the flange 14 a adjacent to it.

Die Ringfläche des Flansches 17 a, welche dem Druck der komprimierten Luft ausgesetzt ist, ist entsprechend einer Radiusdifferenz von C größer als die dem gleichen Druck ausgesetzte Ringfläche des Flansches 18 a. Der Druck der verdichteten Luft unterstüi/Λ also das Schließen des Ventils und hält den Flansch 17 a federnd in abdichtender Berührung mit dem Flansch 13 a. Auf Grund der Biegsamkeit eines der beiden Flansche, nämlich des Flansches 17 a, 17 b, können beispielsweise für die Länge der Betäti-The annular surface of the flange 17 a, which is exposed to the pressure of the compressed air, is larger than the annular surface of the flange 18 a, which is exposed to the same pressure, corresponding to a difference in radius of C. The pressure of the compressed air supports the closing of the valve and keeps the flange 17 a resiliently in sealing contact with the flange 13 a. Due to the flexibility of one of the two flanges, namely the flange 17 a, 17 b, for example, for the length of the actuator

gungshebel und die Ebenheit der bearbeiteten Flächen größere Herstellungstoleranzen zugelassen werden.levers and the evenness of the machined surfaces allowed greater manufacturing tolerances will.

Die Flansche können noch mit Dichtungen versehen sein.The flanges can also be provided with seals.

Fig. 3 zeigt einen Ringventilschieber 124 mit drei in Radialebenen liegenden Ringflanschen 125, 126 und 127. Der Flansch 127 weist eine vergrößerte Ringfläche auf. In der Figur ist die Offenstellung des Ventils dargestellt, in der der mittlere Flansch 126 sich in abdichtender Berührung mit dem Flansch 14' der Austrittskammer 15' befindet, während der Flansch 127 von dem Flansch 13' getrennt ist. In der Offenstellung des Ringventils kann somit austretende Luft nur durch einen Spalt 128 zwischen den Flansehen 127 und 13' entweichen, sie wird also nur zur Abströmseite des Ablenkers 20 hin abgeblasen. In der geschlossenen Stellung des Ringventils sind die Flansche 125 und 127 in dichter Anlage an den Flanschen 14' bzw. 13', und der in der Kammer 15' herrsehende Druck hält das Ventil in der geschlosserten Stellung.3 shows a ring valve slide 124 with three ring flanges 125, 126 located in radial planes and 127. The flange 127 has an enlarged annular surface. The figure shows the open position of the Valve shown in which the central flange 126 is in sealing contact with the flange 14 ' the exit chamber 15 'is, while the flange 127 is separated from the flange 13'. In the In the open position of the ring valve, air can only escape through a gap 128 between the flanges 127 and 13 'escape, so it is only blown off towards the downstream side of the deflector 20. In In the closed position of the ring valve, the flanges 125 and 127 are in close contact with the flanges 14 'or 13', and the pressure prevailing in the chamber 15 'keeps the valve in the closed position Position.

Claims

Patent claims:

1. Blow-off valve for a compressor, in particular for the compressor of a jet engine, which is held in the closed position by the pressure of the compressed medium in the closed position is, characterized in that designed as a known ring valve Blow-off valve two, in the closed position, bear against the respective valve seats (13, 14) Has flanges (17, 18) with differently sized pressure application surfaces.

2. Blow-off valve according to claim 1, characterized in that one of the flanges (17, 18) is designed to be resilient.

3. Blow-off valve according to claim 1 or 2, characterized in that the flanges (17, 18) are ring flanges lying in radial planes.

1 sheet of drawings