DE1523450A1 - Reiner Stroemungsmittelverstaerker - Google Patents

Description

ROMALD EDWARD BOWLES 12712 Meadowood Drive, Silver Spring, Maryland, V, St. A.

Reiner Strömungsmittelveretärker

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf reine Strömungsmittelverstärker und insbesondere auf vorbelaistete Differential-StTOmungsraittelveifstarker zum Vergleich von Größenunterschieden zwischen Strömungsmiiteleingangssignaleri»

A2.tg<&m&i.n kann der Vergleich von Druckiant er schieden zwischen

Stromiafigonaitteisingangssigiialen leicht dur"ch einen pglkomparator dwyclagefiüirt verden« Grundaätalich •±s'b■ ~ß±n" ICoiaparaior" ©l-no logisciie .Saueinheit,, weloiie die auge»·».

bl:i«kliohen ßröBen'©ines-'Signals wirksam-sait d^sajenigeaa..eines

dem Yorsseieh«©. issad

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der .

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dsn beiden Signalen bestehenden Unterschiede entspricht.

Die im ainselnen nachfolgend beschriebenen Strötnungsmittelkomparatore.il enthalten keinerlei bewegliche Teile außer dem Betriebsströinungsniittel und weisen daher nicht die normalerweise mit niachanisch bewegten Elementen verbundenen Nachteile auf, welche bei bekannten mechanischen Komparatoren auftreten. Bei bekannten mechanischen Komparatoren erzeugen Reibungskräfte, welche dui*c3i. susam-nenwirkende mechanische Teile, wie Ventile und Kolben, erzeugt werden. Wärm© und Abnützungsei-scheinungen in der diese 7.'eile enthaltenden Vorrichtung. Zusätzlich erhöhen die Trägheit der beweglichen Teile in Verbindung mit den entsprechenden Heibimgökräften die Gesamtansprochzeit und die Resthystsreae der Vorrichtung* Da es bei einem Komparator erforderlich ist, die Strömung desselben in Abhängigkeit von festgestellten Änderungen einer bestimmten Bedingung, beispielsweise eines Wechsels ucv Strömungsmitteldruckes, zu schalten, ßlnä' eine kurze Zeltlzanatante τχχιΰ, eins Steuerung der Resthysfcerosο ■ Eigenschaft liichf.i^e vorteilliaftö Merkmal©» Es iet dahor sächlich wichtig, -.-/a-in inög!±ah, c-.ie bei;eglio.heii Teile i.a der J.ol:_s;-, :-:'tiv;,'3i:'Loi.t ^u vr..z-mi.nä.3Vii oder 2ü

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Ansprechzeit und geringe Hystereseeigenschaften aufweisen können.

Erfindungegemäß beruht der reine Strömungemittelkomparator Lediglich auf Strömungswechselwirkung, um eine Vergleichewirkung zu erzielen, und Strömungswechselwirkung erzeugt im allgemeinen Energieverluste. Daher mag es entweder wesentlich oder erwünscht sein, die dem Komparator zugeführten Strömungstnittelsignale zu verstärken, bevor das Signal einem Verbraucher zugeführt wird. Ein derartiger Verstärker sollte jedoch vorzugsweise die Ausgangssignale in Art eines Differentia! erhalten,, d.h., der Verstärker sollte ebenfalls ein Differentialverstärker sein und trotzdem ohne alle beweglichen mechanischen Teile arbeiten können.

Bei einem grundsätzlichen Ausführungsbeispiel der Erfindung

nthält ein typischer StrÖraungsraittelkomparator-Verstärker eine Leistungsdüse, welche eine nachfolgend als Leistungsströmung bezeichnete Strömung in ein Ende einer eingeschlossenen Wechselwirkungskammer mit im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt ausstößt. Zwei Steuerdüsen sind unter einem Winkel in bezug auf die LeistungsdUse angeordnet und stoßen nachfolgend als Steuerströmungen bezeichnete Strömungsmittelströmungen in Wechselwirkung mit der Leistungsströmung aus. Die energieärmeren Steuerströmungen, welche mit der energie-

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reicheren» eingeschnürten Loistungsströraung in Wechselwirkung treten ₅ bewirken, eines* verstärkten Rielrfcungsweehsel der energiei'eicheren Löistiisigsötröcmzig in der Wechselwirkungskamraer«

Di© Weehselwirkungska>mfter wird in einem typischen Fall durch eine Endwand und zwei nach außen divergierende Seitenwand© gebildet, weiche .nachfolgend als linke und rechte Seitenwand bezeichnet werden„ Die Seitemiäncte können zwar verwendet werden, um das Strömungsmittel ±n der Wechseiwirkungskammer einzuschließen,, und-'ermöglichen'es* somit» eine Wechselwirkung der Strömungen isx 'einem-'Bereich bei einem gewünschten Druck zu be-. u-irkea, die Seiaem-rände keimen jedoch so angeordnet werden„ daß sie von den'Teilen .'hoher Geschwindigkeit der in Wechselwirkung tretenden- Strönmnger. entfernt sind* So wird die Wechselwirkung zwischen den. Strömungen und entsprechend die endgültige Richtung der kombinierten Ströauiigeii eine Funktion der relativen Impulse der¹ LeistungsströrnuKg und dar zwei Steuer strömungen, wobei die Seitem-iände wenig Einwirkung' auf die Ergebnisse der .Weehsel--

ÄRstatt äeeeen können'jedoch die link© und rechte Seitenwand der Wechseiwirkiingskaramer ausreichend nahe an den Mündungen der unter einem ¥inkel 'asigsordneten Düsen angeordnet werden, so daß Grenzschichtwirkungen zwischen den kombinierten Strömunga*«

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*ßittel3tröEungeäi und den Seitenwänden der Wechselwirkungskaimnsr ez'isoxigt werden. Eins derartige Bauweise ergibt, daß die kombinierte Strömung so geschaltet wird, daß si© in die eine oder die andere von srwei Auslaßleitungen in Abhängigkeit von den relativen Größen der in die Düsen gegebenen Ströniungsmittelsigsiale tritt. Wenn beispielsweise die linke und rechte Düse in Wechselwirkung· tretende StrÖBJungsmittelströmungexi in die Wecnsalwirlcttiagskammör .aufuhren, und die rechte Düse ein Strömungs-■iuittalsignaJ. von größerem Betrag als das von der linken Düse si:· geführt a suiiifert, 'legt sich die kombinierte Strömung an die linke Söitonwaiid-an nnü tritt aus der--linken Auslaßleitung, wobei" i7&zi±g oder k-aia Strömungsmittel aus der rechten Auslaß-.loltuKg austritt_c So steuert die Anordnung der Seitenwände in dar ¥eehse-lx?irkiingska3jme-r die Art des Auslasses, weiche bei einem ICoaipax'ator :für ein in die Düsen gegebenes Eingangssignal vorausgesagt werden kann»

Ein V-£örmiger Toiler ist in einem vorgegebenen Abstand von der Sndwand. angeordnet, wobei der Scheitel des Teilers auf einer symmetrisch durch, die Einheit gelegte Mittellinie angeordnet ist und die Seiten des Teilers allgemein parallel zur linken und rechten Seitenwand der Fechselwirkungskaramar verlaufen. Di© Bereich© swisehen dan Seiten des Toilers und der linken und rechten" Seitenwand bilden eine linke baw« rechte Auslaßleitung.

.Von den genannten Steuerdüsen liegt dielinke der beiden in be-

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zug auf dan Toiler und dia Wechselvirlsungskanmier derart, daß si© die ganze oder im wesentlichen die ganze Lsistungsströmung in die rechte Leitung ablenkt, wobei die rechts Steuerdüsa entsprechend so a&geovcmet ist», daß sie die ganae oder im wesentlichen die ge>.niz& Laistungsströmung in die linke Leitung ablenkt ο Wenn die Steuerdüsen im wesentlichen gleiche Querschnittsbsreiöli-3 aufweisen und der Druckunterschied zwischen den in Wechselwirkung tretenden- Steller strömungen Hull oder im wesentlichst Full ist, sind d.ie* Impulse der Sieiiörströjnungen ~gleich, und die" !iaistungaströarnng wird nicht abgelenkt ~* Dementsprechend wird die LeistüngsstrcOmzig* durch den Scheitel des Teilers in awei Teile geteilt und die kombinierten Laistungs und Stouerströurangan teilen sich glelcaniäöig auf dia beiden Auslaßleitungeri aui*_o

Der Impuls einer Stauerströjnung hängt von der Größe und Geschwindigkeit dar Strömung und von der Sichte, Viskosität, Kompressibilität und anderen Eigenschaften der verwendeten Ströiaunasmittei. ab_c 2!ur r'eröinfachung der Brläuteruag wird angenommen,, daß dia Stärke der svj-ei in Wechselwirkung tretenden. Sti'oiuuiHgeii und dia in beide Lüsezi gegebenen Strömungsmittel glaich sand. Es ist jedoch klar, daß jede oder mehrere dieser Eigenschaften abgeändert werden kann» um dem System vorgegebene Eigenschaften zu erteilen« In einem System, in welchem die Abmessungen der Steuerdüsen «nd die Ströiaungsmittal

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gleich, sind, erzeugea gleiche auf die den zwei Steuerdtisen angeführt en. Strömungsmittel ausgeübte Drucke Strömungen gleicher Msage und gleicher Energie zur Ablenkung der Leistungsgti-ömuns« Daher zeigt eine Nullbedingung in einem derartigen System eine Gleichheit der drei grundlegenden Parameter der Ströiauiigsffiittelströmung an, Wenn es Jedoch erwünscht 1st, die Wirkung- dieser drei Paratnet er zu trennen und eine Nullbedingung lediglich in einem derselben nachzuweisen, beispielsweise dor Strömungsmenge, dann müssen Unterschiede in den Strömungen erzeugt werden. Bei ©inem Ausführungsbeispiel der XCx'fiudUiig ist die Abmessung einer der Steuerdüsen größer als die der anderen,, Wenn unter dieser Bedingung die Drucke der den zwei Steuerdüsen zugeführten Strömungsmittel gleich sind, so sind die Geschwindigkeiten der Strömungen gleich, jedoch sind ihre Strömungsmengen und dadurch ihre Impulse verschiedene Da die Richtung der kombinierten Leistungs- und Steuerströmung eine Funktion der relativen Impulse der Strömungen ist, wird die korabiniex'te Strömung in diesem Fall von dem Mittel- oder Nullsustaad abgelenkt.

Um einen ISullsttstand zu erzeugen, muß der Druck des der Steuerdüse mit verhältnismäßig kleinerem Querschnitt zugeführten StrÖBiungsmittela erhöht werden, um die Strömungsmenge und die Geschwindigkeit des aus dieser Düse austretenden Strömungsmittels au erhöhen. Da die Energie einer Strömung eine Funktion sowohl

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der Strömungsmenge als auch des Druckes ist, erzeugen Steueratrömungon mit gleichen Energien eine verschiedene Richtwirkung auf die Leistungsströmung durch einen der anderen zwei Parameter. So können durch geeignete Eichung des reinen Strömungs· mittslkomparator-Verstärkers getrennte Nullzustände für jeden der Parameter der kombinierten Lelstungs- und Steuerströmung eingestellt werden. Durch das genannte Verfahren wird ein vorbelasteter Komparator-Verstärker geschaffen, bei welchem der Druck auf eine Zuleitung zu einer Steuerdtio© den Druck auf die andere Zuleitung zur anderen Steuerdüse um einen festen Betrag Übersteigen muß, bevor ein Nullzustand eintritt.

Es ist daher allgemein, ein Ziel der Erfindung, einen vorbelasteten Differential-Strömungsmittelkomparator ohne bewegliche mechanische Teile zu schaffen.

Bin weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines vorbelasteten Strömungstnittelkoraparators mit einem reinen Strönmngsmittelverstärker, bei welchem die Leistung des Verstärkers vorbelastet 1st.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines vorbelasteten Strb'mungsmittelkomparators mit einer Leistungsdüse, um eine definierte Leistungsströmung auszustoßen, und mit zwei einander gegenüberliegenden Steuerdüsen, um Steueretrömungen

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in ¥i)chselwirkungs be Ziehung mit der Leistungsströmung auszu- utoßhn, vim einen verstärkten Richttangswechsel derselben zu bewirken, wobei der Komparator so ausgebildet ist, daß er ein voi-beias'tstes Atta gangs signal abgibt, wenn die Eingangseignale im weeontiichen die gleiche Größe aufweisen,

Anliand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert * Es zeigen

Figur 1 - eine Draufsicht auf ainen erfiiidungsgemäßen, vorbelasteteii reinen StröniUiigsmlttellcoraparator und

Figtiran 2-6 einschließlich Draufsichten auf andere Ausführungsbeiapialo von erfindungs gemäß an vorbelasteten reinen StriJnnmgs« mittaIkoraparatoren.

In Figur T ist zur Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel eines vorbelasteten reinen Strömungsniittelkomparators dargestellt.

Der Komparator 10 wird in einer ehenen Platte 11 durch Ausformen, Fräsen, Gießen oder durch andere Verfahren ausgebildet, wodurch die nötigen Durchführungen und Hohlräume in derselben gebildet werden. Die Platte ti kann aus jedem mit dem verwendeten Strömungsmittel verträglichen Material, und zwar beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Keramik oder anderem geeigneten Material bestehen. Daa

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verwendete Strömungsmittel kann gasförmig oder flüssig sein oder eine Kombination aus beidem darstellen.

Die Platte 11 wird mit ainsr anderen ebenen Platts 12 abge-

deckt, welch© an der Platte M festgeklemmt oder auf andere Weise mit derselben abgedichtet 1st, beispielsweise durch Maachinenschrauben, ICleianisn, Klebstoffe oder durch andere geeign©ta Eini-lchtungen« Es ist jedoch von grundsätzlicher Wichtigkeit, daß dl© Verbindung zwischen den Platten strönmngstnitteldicht ist, so daß das Strömungsmittel nur innerhalb der Durchführungen und Hohlräume strömt, weiche in der Platte 11 ausgebildet sind*»

Der Strömungsmittölkornparator 10 kann eine Leistungsdüse 13 und zwei Steuardüsen 14 und 15 aufweisen, welche in Mündungen 16, bzw. 18 enden5 wobei die Mündungen mit den Seitenwänden 20 und einer Strönningswöchselwirkungskainraer 22 koiamunizieren. Ein symmetrischer V-förmiger Strömungsteiler 24 ist zwischen den Seitenwänden 20 und 21 angeordnet, wobei die Seiten des Teilers 24 die inneren Seitenwände der Äuslauleittingen Z6 und 27 bilden, Strömungsinitteleingangssignale werden in den Komparator 10 durch Einlaßleitungen oder Rohre 30, 31 und 32 gegeben, weiche mit den Düsen 13, "54 bzw» 15 komiaunizieren» Um die Wirkungsweise eines Strömungsmltteldruckkomparators zu erläutar-n, Werde angenoaniiea, daß die Strömungsmitteleingangssignale, welc&e In die Leitungen

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und 31 gegeben werdea, auf konstanten Bezugsdrucken gehalten wsrdon. und daß die Leitung 32 ein veränderliches oder schwankendes Druckeingangssignal erhält. Das in den Schlauch 32 gegebene sclxwankende Drucksignal kann beispielsweise» durch eine bekannte, auf einen Zustand ansprechende StrSmungsmitteleinriclitiang, beispielsweise einen ausdehnbaren und zusammendrttckbaren Druckbalg oder durch eine Schwenkdüse, erzeugt werden, welche veränderliche Mengen von unter Druck stehendem Strömungsmittel in die Leitung 32 in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Düse in Bezug auf dieselbe liefert.

Die Mündung 18der Steuerdüse I5 hat einen größeren Querschnittsfoereich als die Mündung 17 der Steuerdüse Ik und obwohl der Brück des in die Steuerdüse Ik gegebenen Eingangeströmungsmittelsignales dem Druck des in die Steuerdüse 15 gegebenen Ströraungemittelsignales gleich ist, tritt aus der Mündung 18 ein Signal aus, dessen Strömungsgeschwindigkeit und Impuls im Vergleich zu Strömungsgeschwindigkeit und Impuls des aus der Mündung I7 tretenden Strömungsmitteln größer sind. Die aus der Leistungsdüee 13 austretende Leistung«strömung wird daher in die Leitung 26 durch Wechselwirkung mit dem größeren Steuersignal aus der Steuerdüse I5 vorbelastet.

Um einen !Nullzustand im Komparator 10 zu erzeugen, d.h. eine symmetrische Strömung in bezug auf die Mittellinie CL, muß der

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auf die Düse 15 ausgeübte Druck kleiner sein als der auf die Düse 14 ausgeübte Druck.

Wenn kein Strömungsmittel aus der Leistungsdüse 13 austritt, treten die entgegengesetzten Strömungsmittelströine,, welche aus den Steusrdüson ik und 15 austreten, in der Wechselwirkungskaminer 22 in Wechselwirkung und der größere Impuls und die größere Strömungsgeschwindigkeitdes aus der Düse 15 austretenden Ströjnungsraittois bewirkt, daß im wesentlichen das ganze aus der Steuerdüse 1 k austi^etend/e Strömungsmittel in die Leitung 26 zusammep mit einem Teil des aus der Steuerdüse 15 austretenden Strößiungsmitteis tritt.» Sin Nullzustand tritt lediglich dann ein, wenn die Größe des Drucks des in die Steuerdüse 15 gegebenen Strömungsmitteln geringer ist als der Druck des in die Düse 14 gegebenen StrönningsmittelSj, und dieser ist nur schwach ausgebildet! wenn irgendeine Einwirkung der Seitenwand vorhanden ist, da Seitenwandelnwirkungen eine bistabile Wirkungsweise erzeugen, auch wenn kein Strömungsmittel aus der Leistungsdüse 13 austritt„ Um Seitβnwandeinwirkungen auszuschalten, können durch die Platte 11 gebohrte Auslässe 33 und Jh vorgesehen und neben, den S_eitenwandungen 20 bzw„ 21 angeordnet werden, durch welche Strömungsmittel in ein und aus einein System mit Umgebungsdruck oder vorgegebenen Druck strömt und dadurch die Drucke auf beiden Selten der Kammer 22 ausgleicht. .

Der Komparator 10 ist zwar als Ströimingsmittelverstärker mit

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IffipTilsaustauseh dargestellt, wie oben beschrieben, wenn jedoch die. Seitenwand© 20 und 21 ausreichend nah.© an den in Wechsel— wirkung, t-ratenden. Strönrnngsmitteiströmen angeordnet sind, dann -werden SrenKsciiicSitwirkungen erzeugt, ^reiche eine positive llü.c;kkc-ppluB.fi;sx*'irACuiig hervorrufen,, Wenn die Seitenwände sehr nahe an dor La-is.tungs strömung angeordnet werden_: dann tritt die "korabir.isrte ■ Str"ömu.ngS3iitte!strömung aus einer der Auslaßieitungen 26 oder 27 in Abhängigkeit von den relativen Größen der in dia ■Düsen 1.5 bsv/. 14 gegebenen Eingangs signals aus. Bei einer derartigen Koinparatörausbildung tritt ein "Nullzustand" nicht auf₉ da die Strcömux-'gSEiitteiströitung 'entweder in die Auslaßleitung 26 . od't:· in die' Auslaßleitung 27 strömt, und natürlich sind keine Aü^jAssg, wie die Auslässe 33 und 34_t vorgesehen, um die Drucke frviir.chart des?. Saiv-anwänäen .?.O und 21 und den in Wechselx^irkung trjsendoa Str-üaiiangamittölströmen. auszugleichen und dadurch dia Bil.c'üRg vmt Graiirscrchicfc-twirkungen zu verhindern.

Da die Steüerdiiacmratindizng- 1?2 weiter stroms.b in der Kammer 222 angeordnat ist als dia Steuerdüsenmündting 182, ist die Ablenkungs·= \;irkung auf die aus der Le.tstungsdüse 1-32-austretende LeistungsotröEung geringer als die Ablenkungswirkung des aus der Steuerdüie 152 austratenden Strönungsmittels. Dementsprechend ist die Ba-äeinheit 102 au Gunsten dar Steuerdüse 152 vorbelastete

Fi£~;.r 3 seigt ein weiteres Ausfüiirungsbaispiel eines vorbelasteten reißen Strömungsaiittelkomparators 103, bei welchem die Steuerdüse 143 etwa untex- einem Winkel von 90° in bezug auf die Längsachse

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der Leistungsdüse 133 und die Stauerdüae 153 unter einem Winkel, Tvelchar beträchtlich kleiner ist als 90 ·. in bezug auf die Längsachse der Leiötrmgaduse 133 angeordnet 1st. Da die definierte Steuerströmung, welche aus der Steuerdüse 153 austritt, unter einem verminderten "Winkel (kleineror Querimpuls) mit der aus der Leistungs.düsQ "ί33 austretenden Leistungsströraung stromab eier Wechseiwirlcungsstelle zwischen der Leistungsströnmng und der aus der Steuerdtise 143 austretenden definierten Stouürströuiung in Wechselwirkung tritt, lenkt die Steuerdüse 153 die Leistungsströnrnng weniger wirksam in die Auslaßleitung 263 ab als die Steuerdüse 143 die Leiatungsströmung in die Auslaßleitung 273 ablenkt. Daher ist bei der gleichen Größe der in die Steuerdüsan 143 und 153 gegebenen Eingangssignale die Leistung der Baueinheit 103 vorbelastet oder vorgespannt zu Gunsten der Auslaßleittmg 273. Es können Auslässe 333 und 343 neben den Seiten-wändoii 203 bsw. 2 s 3 vorgesehen werden, um die Erzeugung von Gronsschlclitwirkungers längs dieser Seiten-'/ände zu verhindern« Um einen Nullaustand in der .'Leistung' der. Baueinheit I03 au bewirken, rauß die Steuerdüse 153 ain stärkeres Eingangssignal als das von der iüsö .143 aufgenommene aufnehmen.

Figur 4 esigt einan vorbelasteten. Strömungsmittelkomparator 10k, bei w&lciiern die Mündung¹ ί 64 der Leistungsdiise 13^ unter, einem Win>oi in besug auf die Längsachse der Düse angeordnet ist, so daß die Leistungsströmung in die Auslaßleitung 274 gerichtet wird. Wenn daher die Steusrdüsan 144 und 154 Ströraungsinitteleingangs-

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Signale von im wesentlichen der gleichen Stärke aufnehmen, so vircl die Leistung der Baueinheit \Ok zu Gunsten der -Auslaß-* leitung 27k vorbolastai-. Es können Auslässe 33^ und jkk neben den ^-ite-nwänäeri 20*5- bsw„ 2t4 vorgesehen werden, um die Ent-α taming Von. Irenasehichtwirkungen zu verhindern,,

Dia Baueinheit 1Qk kann auch zu Gunsten der Auslaßleitung 274 vorbelastet werden,, falls die Mündung 16^ im wesentlichen mit dieser Auslaßleitung gefluchtet hergestellt oder ausgebildet

Die Hündung οiner Steuerdüse kann ebenfalls unter einem Winkel beaüglich der Längsachse der Steuerdüse angeordnet werden, um einen vorbelasteten Strömungsinittelfcoinparator au erzeugen« Der in· den.Figuren dargestellte Komparator 105 sieht eine Mündung für eine Steuerdüse 155 vor, xvelche in Fluchtung mit der Auslaß- !©itüng 265 ausgekehlt oder auf andere Weise hergestellt ist₀ Da die aus der Mündung 185 austretende Steuers fr b'nmng unter einem Winkel mit der X>eistungsströmung aus der Leistungsdüse stromab des Wechselwirkungsbex-eiches zwischen der Steuers tr ömung aus der Steuerdüse 145 und der Leistungsströiaung in Wechselwirkung tritt,, ist das der Steuerdüse 155 zugeführte Steuersignal weniger wirksam bei der Ablenkung der Leistungsströmung am Scheitel des Teilers 225 und daher wird der Komparator I05 zu Gunsten der Auslaßleituttg 275 vorbelastet.

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Figur 6 zeigt einö Düse 35t welche als Leistungs- oder Steuerdüse in einem reinen StrömungsmitTtelverstärker der oben beschriebenen Art verwendet werden kann, um einen vorbelasteten Strömungsmittelkoraparator zu erzeugen. Die Düse 35 weist eine Mündung 36 auf, welche durch rechtxiinklige Seitenwände 37 bzw„ 38 gebildet wird. Die Seitenwand 37 endet in einem im wesentlichen ebenen Teil einex Seitenwand oder Endwand hO der Tfechselwirkungskammer 226„Die Seitenwand 38 erstreckt sich von der Ebene der Seitenwand 40 um einen ausreichenden Abstand nach außen, um zu bewirken, daß die aus der Düse 35 austretende Strömung mehr nach rechts als nach links austritt, wie in figur 6 für eine gegebene Länge der Seitenwand 38 dargestellt ist. Somit wird ein Strömungsmittelverstärker, in welchem die Düse 36 enthalten, ist, entsprechend der Lage der größeren Länge der Mündungsseitenwand vorbelastet«

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsbaispielen können vorbelastete reine Strömungsmittelkomparatoren durch unsymmetrische Anordnung des Teilers in bezug auf die Leistungsdüsenmündung und die Mittellinie CL geschaffen werden, so daß die Strömungsverteilung in den Auslaßlei.tungen unsymmetrisch ist, weiter durch Anordnung der Mündung der Leistungsdüse außerhalb der Mittellinie CL, so daß eine unsymmetrische Strömung von den Auslaßleitungen aufgenommen wird»- durch die Erzeugung verschiedener Widerstände in den Elementen» welche Strömungsmittel in die beiden Steuerdüsen zuführen, so daß entsprechend verschiedene Geschwin-

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digkeitsprofile zwischen den aus den beiden Steuerdüsen austretenden Strömungsmitteln bestehen, oder die den beiden Steuerdü__sen zugeführten Strömungsmittel können von verschiedener Art sein, beispielsweise im Pail von Dampf, oder die den beiden Steuerdüsen zugeführten Strömungsmittel können verschiedene Teilchenraengen mitführen.

'Wie oben erwähnt, stellt eine niedrige Resthysterese eine vorteilhafte Eigenschaft eines !Comparators dar_o Um klarzusteilen, was durch den Ausdruck * "-Resthystereseⁿ in bezug auf reine Strömungsmittelbauelemente gemeint ist, wird angenommen, daß ©ine Strömungsmittelströsnung durch die Wechselwirkungskanmier 22 strömt« Die Strömung reißt das Strömungsmittel auf beiden Selten der--Kammer.-mit und sucht den Druck auf beiden Seiten der Kammer infolge der Abführung von Strömungsmittel durch dieses Mitreißen zu vermindern« Wenn die aus den Mündungen der Düsen austretenden Strömungen gleiche Eigenschaften aufweisen, so teilt sich die kombinierte Strömung in bezug auf den Scheitel des V-förmigen Teilers Zk gleichmäßig auf und die kombinierte Strömung des Strömungsmittels ist dann gleichmäßig wirksam bei der Entfernung von Strömungsmittal aus beiden Selten der Kammer, so daß Jede Druckverminderung in den Bereichen zwischen den zwei Seltenwänden 20 und 21 der Wechselwirkungskammer 22 und den Seiten der Strömlings mittelströmung gleich ist.

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Wenn jedoch die beiden Einlaßströraungan verschiedene aufweisen, so wird die kombinierte Strömung mehr gegen eine Seitenwand als gegen die andere abgelenkt, beispielsweise mehr aur Seitenwand 20 als zur Seitonwand 21, infolge dar Tatsache, daß der Bruckbsrsich sra±seilen einer Seite ä er Strömung und der .Seitenwand 20'kleiner wird als der entsprechende Druckhereich auf der anderen Seite der Strömung. Der Druck im Bereich zwischen einer Seit© der Strömung wird so zu einem größeren Ausmaß vermindert als der Druck im Bereich awischen der anderen Seite der Strömung und der Seitenwand 21Ό- Diese Erscheinung kann einen Druckunterschied quer zur kombinierten Strömung ergeben, welcher, was den Komparator betrifft,, die gleiche Wirkung wie ein Unterschied der Parameter zwischen den zweiEingangssignalen hat„ Entsprechend geht das Gerät nicht dann durch eine Nullstellung, wenn die Signale aus den zwei Mündungen gleich sind, da der dadurch erzeugte 'Druckunterschied, daß die Strömungnäher an einer Seitenwand als an der anderen Seitenwand sich befindet, ebenfalls über\irandsn werden muß.

Diese Erscheinung wurde bisher als Resthysterese des StrönmngsniittelkoBsparators bezeichnet und stellt die prozentuale Druckänderung dar» Vielehe sur Schaltung aus einem Nullzustand erforderlich ist, wann der Nullzustand einmal eingestellt 1st"» Die Auslässe 33 und 3k bei dem in Figur 1 dargestellten Aus führ un'gs· beispiel und die entsprechenden Auslässe 332, 342} 333, 3^3 und » 3hh in den Figuren 2, 3 bzw, 4 ermöglichen die Einströmung

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und Ausströmung von Strömungsmittel in die und aus den Wechsel-. wirkungskammern-<;in-Abhängigkeit von den relativen Druckunteraehieden".'»wischen den an der Wechselwirkungskammer gelegenen Enden dor Auslässe und den äußeren Enden der Auslässe» Im allgemeinen vermindern diese Auslässe die Resthysterese des !Comparators _t in welchem sie enthalten sind j, da sis gleiche Druckunter·» schiede swischen den beiden Seiten einer Strömungsmittelleistungsßtrömuiig aufrechtzuerhalten suchen.

Der Komparater 10 besitzt zwar eine gewisse Re s th}rst ere se _t der Betrag dar Resthysterese bei jedem der oben erläuterten Komparatoren ist jedoch geringer als bei bekannten Komparatoren mechanischer Art, welche bewegliche mechanische Teile enthalten, und entsprechend ist die Schaltzeit des reinen Strömungsmittelverstärkars 10 geringer als diejenige von Komparatoren der mechanisehen Art.

Es ist für den Fachmann klar, daß die Strömungsmittelauagangs« signale aus den oben erläuterten, vorbelasteten Strömungsmittelkomparatorexi zur Steuerung oder Betätigung anderer Arten von reine; Strömungsmitteleinheiten, oder anderer Arten von Systemen verwendet werden können, welche Strömungsmittel zu ihrer Steuerung oder zu ihrem Betrieb verwenden. Falls eine Leistungsverstärkung nicht erwünscht ist, kann die Leistungsdüse entweder weggelassen werden oder der Komparator kann ohne Leistungedüse ausgebildet werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Vorbelasteter reiner Strömungsmittelkomparator, gekennzeichnet durch eine Wechselwlrkungskatnnier zur Auf nähme und Einschließung von Strömungsmittelströmungen in derselben, welche ein stromauf und ein stromab gelegenes Ende aufweist, mehrere Auslaßleitungen zur Aufnahme von Strömungsmittel aus der Wechselwirkungskamnier, welche mit dem stromab gelegenen Ende derselben kommunizieren, eine Leistungsdüse, welche mit dem stromauf gelegenen Ende der Kammer kommuniziert, um eine definierte Leistungsströmung in die Kammer auszustoßen, mindestens zwei Steuerdüsen, welche unter einemWinkel in bezug auf die Leistungsdüse angeordnet sind, um definierte Strömungen in die Wechselwirkungskammer in Wechselwirkungsbeziehung mit der Leistungsströmung auszustoßen und dadurch eine Ablenkung derselben in der Kammer zu bewirken, wobei mindestens eine der Düsen geeignet ist, einen vorgegebenen Parameter der aus der Wechselwirkungskammer in ein© der Auslaßleitungen austretenden Strömung vorzubelasten,

   2, Vorbelasteter Ströioungsmittelkomparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngt© Abschnitt einer der Steuerdüsenweiter ist als der verjüngte Abschnitt der anderen

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   3ο Vorbelasteter Strömungsinittelkomparator nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsdüse ausgerichtet ist, um eine größere Menge der Leistungsströmung in die eine Auslaßleitung als in die andere Auslaßleitung auszustoßen.

   Ji₀ Vorbelasteter Strömungsmittelkomparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß eine Steuerdüse in bezug auf die Wechselwirkungskammer derart angeordnet ist, daß die Ablenkwirkung auf die Leistungsströmung, welche durch die aus der genannten einen Steuerdüse austretende Strömung bewirkt wird, größer ist als die Ablenkwirkung auf die Leistunge« strömung, welche durch die andere Steuerdüse bewirkt wird.

   Vorbelasteter Strömungsmittelkomparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _f daß der Winkel zwischen einer der Stauerdüsen und der Leistungsdüse von dem Winkel zwischen der Leistungsdüse und der anderen Steuerdüse verschieden ist ο

   6„ Vorbelasteter reiner Strömungsmittelkomparator, gekennzeichnet durch eine Wechselwirkungskaimner zur Aufnahme und Einschließung von Strömungsmittelströmungen in derselben, welche ein stromauf und ein stromab gelegenes Ende aufweist, durch mehrere Auslaßleitungen zur Aufnahme von Strömungsmittel aus der Wechselwirkungskammer, welche mit dem stromab gelegenen

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   Ende derselben kommunizieren, mindestens zwei Steuerdüsen, welche In bezug aufeinander unter einem Winkel angeordnet sind und mit der Kammer kommunizieren, um definierte Strömungen in Wechselwirkungsbeziehung auszustoßen, wobei mindestens eine der Steuerdüsen so ausgebildet und angeordnet ist, daß die in Wechselwirkung tretenden Strömungen mit einem im wesentlichen konstanten Strömungsmittelparameter in eine der Auslaßleitungen vorbelastet werden«

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