DE1523451A1 - Reiner Stroemungsmittelkomparator - Google Patents

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ

DR. DIETER MORF

München

29. Hai 1964

ROMAU) EDWARD BOWLES X2712 Meadowood Drive, Silver Spring, Maryland, V. St. A,

Reiner Strömungsmittelkomparator

Dio Erfindung bezieht sich allgemein auf rein· Strömungsmittelsysteme und insbesondere auf einen reinen Strömlingsmittelkomparator zum Vergleich von Druckunterechieden zwischen StrömungsmitteleingangsSignalen ohne Verwendung irgendwelcher beweglichen mechanischen Teile.

Allgemein kann der Vergleich von Druckunterschieden zwischen gleichartigen Ströinungstnitteleingangssignalen leicht von einem Strömungsmittelkomparator durchgeführt werden«Grundsätzlich ist ein Komparator eine logische Baueinheit, welche die augenblicklichen Größen eines Signals mit denjenigen eines anderen Sign__als wirksam vergleicht und ein Ausgange signal erzeugt, welches dom Vorzeichen und der Qröße der zwischen den beiden Signalen bestehenden Unterschiede entspricht. 9 Q 9814/0908

Der in vorliegender Erfindung beschriebene Strömungsmittel-^ komparator enthält keinerlei bewegliche Teile außer dem Betriebastfömungsmittel und weist daher nicht die normalerweise mit mechanisch beweglichen Elementen verbundenen Nachteile auf, welche bei bekannten mechanischen Komparatoren auftreten. Bei bekannten mechanischen Komparatoren erzeugen Reibungskräfte, welche durch miteinander in Wechselwirkung stehende mechanische Teile, wie Ventile und Kolben, hervorgerufen werden, Wärme und Abnützungserscheinungen in der diese Teile enthaltenden Vorrichtung. Weiter erhöht die Trägheit der beweglichen Teile in Verbindung mit den entsprechenden Reibungskräften die Gosamtansprachzait und die Resthysterese der Vorrichtung. Da os erforderlich ist, daß ein Komparator seine Strömung in Abhängigkeit von auftretenden Änderungen eines bestimmten Zustandes schaltet, beispielsweise einer Änderung des Strömungsraitteidruckeβ, sind sine kurze Zeitkonstante, hohe Zuverlässigkeit und eine Steuerung der Hystereseeigenschaften wichtige

vorteilhafte Merkmale. Es ist daher grundsätzlich richtig, die beweglichen mechanischen Teile, wenn möglich, in der Komparatorvorrichtun» zu vermindern oder auszuschalten. Der erfindungsgemäße Ströiarnigsmittelkomparator verwendet zu seinem Betrieb lediglich Ströanmgsinitteleingangssignale. Alle mechanischen Elemente oder Bestandteile, welche die Einheit bilden, bleiben beim Betrieb derselben feststehend, so daß der Komparator ein· minimale Schaltzeit als Folge einer Schwankung eines Strömungsmitteleingangssignales und eine schmale Hysteresecharakteristik aufweist.

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Erfindungsgemäß weist ein typischer S'trömungsmittelkomparator zwei unter einem Winkel angeordnete Düsen auf, deren Auslaßmündungen sich, durch eine Endwand einer Wechselwirkungskammer erstrecken. Die Düsen sind unter einem kleineren Winkel als !80° in bezug; aufeinander angeordnet, wodurch die aus den unter einem Winkel angeordneten Düsen mit mindestens einem vorgegebenen Minimaldruck, für welchen die Einheit ausgelegt ist, austretenden Strömungsmittelstrahlen unter einem Winkel in der Wechselwirkungskammer aufeinandertreffen.

Die ¥echselwirkungskammer wird in einem typischen Fall durch ains Endwand und zwei nach außen divergierende Seitenwände gebildet, weiche nachfolgend als die linke und rechte Seitenwand bezeichnet werden, und wird durch eine ebene Ober- und Bodenwand abgeschlossen. Die Seitenwände können zwar zur Einschließung dee Ströioungsmittels in die Wechselwirkungskammer verwendet werden und ermöglichen es so, daß die Strömungen in einem Bereich bei einem gewissen gewünschten Druck in Wechsel· wirkung treten, die Seitenwände können jedoch so angeordnet werden, daß sie von den Teilen hoher Geschwindigkeit der in Wechsel· wirkung tretenden Strömungen entfernt sind,, Somit wird die Wechselwirkung zwischen den Strömungen und entsprechend die endgültige Hielitung der kombinierten Strömungen eine Funktion der relativen Impulse der zwei Strömungen, wobei die Seitenwände eine geringe Einwirkung auf die Wechselwirkung haben.

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Anatattdessen !dornten die linke und die rechte Seitenwand der Wechselwirkurigskammer ausreichend nahe an den Mündungen der unter einem Winkel angeordneten Düsen angeordnet werden, so daß ß>renzsehiehtv,rii"\kungen zwischen den kombinierten Strömunge· tiittalstrSraurigeii und den Seitenwänden der Wechselwirkungskammer" hervorgerufen werden« Eine derartige Bauweise ergibt, daß die kombinierte Strömung in die eine oder die andere von zwei Auslaßleitmagen in Abhängigkeit der relativen Größen der in die Düsen gegebenen Strönjungsniittelsignale geschaltet wird» Wenn beispielsweise die linke and die rechte Düse in Wechselwirkung tretende Strtiffiiangsaiittelströmungen in die Wechselwirkungskammer · einführen und die rsc&te Düs® ein Strönsungsmittelsignal mit größerer Stärke als das dor linken Düse zugeführte einführt, so logt sich di© kombinierte Strönmngsmittelströmung an die linke Seitenwand an und tritt aus der linken Auslaßleitung aus« t.obsi x-TQiilg odor kain Strömungsmittel aus der rechten Auslaßleitung tritt. So steuert die Anordnung der Seitehwände in der tfschselwirkungskammer die Art des Auslasses, welche bei

Komparator für ©in gegebenes, den Düsen zugeführtes Einvorhsrgesagt werden kann₀

Ein V-förmigea- Teiler ist in einem vorgegebenen Abstand von der Endwand angaordsaet, wobei der Scheitel des Teilers auf der Mittellinie zwischen den Mündungen der Düsen angeordnet ist und dis Seiten des Teilers im allgemeinen parallel zur linken und rechten Seitenwand dei- Kammer verlaufen. Die Bereiche

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BAD OHiOlNAL

zwischen den Seiten des Teilers und der linken und rechten Seitenwand bilden eine linke bzw. rechte Auelaßleitung.

Von den oben genannten Düsen ist die linke Düse in bezug auf den Teiler und die Wachse lwirkungskanuner so angeordnet, daß sie ihre ganze oder im wesentlichen ganze Strömung in die rechte Leitung ausstößt, wobei die rechte Düse entsprechend so angeordnet ist, daß sie ihre ganze odor im wesentlichen ganze Strömung in die linke Leitung ausstößt. Die Düsen sind im wesentlichen mit gleichen Querschnittsflächen ausgebildet.

Um einen Druokvergleich durchzuführen, wird Strömungsmittel mit einem gewissen vorgegebenen Druck beispielsweise der linken Düse zugeführt und es tritt eine wohldefinierte und eingeschnürte Strömung aus dieser Düse in die Wechselwirkungskammer. Dieses ganse oder im wesentlichen ganze Strömungsmittel wird in die rschte Auslaßleitung gerichtet. Eingangsströmungsmitteisignale, welche die Form von Druckschwankungen entweder im abnehmenden oder im zunehmenden Sinn aufweisen können, werden in eile rechte Düse gegeben und diese Signale treten aus dieser Düse, um mit der aus der linken Düse tretenden Strömung in Wechselwirkung zu traten und diese dadurch in einem Ausmaß abzulenken, welches von den relativen Impulsen des aus der rechten Öüse tretenden Eingangssignales und des aus der linken Düse tretenden Standard- oder Bezugssignale» abhängt. Zm allgemeinen

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ΒΑ.Π OHiQfINAL

hängt der Impuls einer Strömung von der Stärke und Geschwindigkeit der Strömung und von der Dichte, Viskosität, Kompressibilität und anderen Eigenschaften der verwendeten Strömungsmittel

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ab und irgendeine oder mehrere dieser Eigenschaften könne/a*>g®- ändert werden, um-dem' Komparator vorgegebene Eigenschaften zu erteilen. In einem StröiHtingsiaittelkoniparator mit Irapulsaustausch-, bei welchem die Düsengrößen und die Strömungsmittel gleich sind,, erzeugen gleiche auf die in die zwei Düsen eingeführten. Strömungsmittel ausgeübte Drucke in Wechselwirkung tretende Strömungen gleicher Strömungsmengen und gleicher Energien» Daher gibt ein Nullzustand in einem derartigen System eine Gleichheit der Impulse von' Strönmngstnittelströmung aus den Auslaßleitungesi an« ■ ' · >

Wenn sieh die Druckunterschiede gegenüber dem Mullzustand erhöhen oder erniedrigen, so bewegt sich die kombinierte Strömung qaor sum Scheitel das Teilers als Funktion der StrömungsimpulsQ und das gegenseitige Verhältnis des in die zwei Auslaßleitungen eintretenden Strömungsmittela wird entsprechend geändert. Die Druckunterschiede zwischen den EingangsSignalen können dann durch Bestimmung des Unterschiedes im Strömungsmitteldruck in den zwei Auslaßleitungen gemessen werden»

Es ist grundsätzlich ein Ziel der Erfindung, einen Strömungsmittelkomparator au schaffen, welcher keine beweglichen mechanischen Teile aufweist.

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Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, einen reinen
StröjHungsmittelkoinparator zum Vergleich der Druckunterschiede zwischen gleichartigen StröEuungsmitteleingangssignaien zu

schaffen«, _;

Hoch ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Bifferential-Ströaiungsraittelkomparators, bsi welchem die Ausgangssignalstärke die Stärke der Eingangssignale annäherte

Anh&riä der Figuren xiirel die Erfindung beispielsweise näher

erläutert. Es

Figur' 1 eins¹ Ansicht des erf indungsgemäßexi reinen Strömungs-

s von oben und .

Figuren 2 und 3 Stronrangsverteilungen von Strömungsmittel in eiiaejs reiaesi Strömungsmittelkomparator unter zwei Sätzen von

Arbeitsbedingungen,, ' . ■ ■ ' ' :

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In Figur 1 ist oin reiner Strömungstnittelkosaparator 10 in
eimer sbeaen Platte 11 dwrch Ausformung, Fräsen, Gießen oder dureii andere Verfahren; hergestellt, durch welche die nötigen B und Aushöhlungen in demselben gebildet werden.

1 ist äurch eine weitere ebene Platte 132 abgedeckt,

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welche mit dor Platte 11 beispielsweise durch Maschinenschrauben, Klemmen, Klebstoffο oder durch andere geeignete Einrichtungen abgedichtet ist. Es ist wichtig, daß die Verbindung zwischen don Platten ströimiRigsusitteldicht ist, so daß das Strömungsmittel eingeschlossen ist und lediglich in einer Ebene innerhalb der leitungen tsnd Aushöhlungen strömen kann, welche in der Platte Ί1 ausgebildet sincU Bi® Platten 11 und 12 können aus jedem mit dom verwendeten Strömungsmittel verträglichen Material bestehen und zwar beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Keramik oder anderem geeigneten. Material. Das verwendete Strömungsmittel kann gasförmig oder flüssig oder ©ine Kombination aus beidem sein utiä praktiscliGi-weiso können Luft und Wasser verwendet werden _o

Der StrömuBgsraittelkomparator 10 enthält zwei Düsen i4 und 15» walche in Müsidwngen I4a bsw. 15& enden, wobei die Mündungen mit zwei, gegenüberliegenden. Endv/andabschnitten 16 einer Strömunge-

ökamniQr¹ 17 itoni!nunizieren_e Die Düsen ^h und 15 n vorssags!.-eise gleiolxe Größe und Porin auf. Die DüsenliSfindimgea Iha. ν.ηά 15a besitzen vorzugsweise gleiche Querschnitte- ί'1'äch.on t7.no. je eins Seitenwand der Mündungen tka. bzw« 15a kciiverigiereas um eius gesiainsame Kante 18 zu bilden, welche ±n bestig· auf die Seitenwände 2Ö und 21 der Wechselwirkungskammer 17 symmetrisch angeordnet ist. Die Wechselwirkungskammer I7 wird durch diö eben© Platte 12 abgeschlossen und die Bodenfläche der ZCeraiaor I7 ist ebenfalls eben, so daß die Strömung, in der

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Kammer 1? einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt besitzt. Die Kante 18 ist im wesentlichen mit den gegenüber-» liegenden ¥andteilen, welche die Bndwand 16 bilden, waagrecht gefluchtot. Dia Seitenwände 20 und 21 sind von den Mündungen I4a und 15a entfernt angeordnet, so daß im wesentlichen keine • Wechselwirkung und eine daraus sich ergebene Grenzschicht-Anlegung zwischen den aus den Düsen lh und 15 tretenden Strömungen und den Seitenwänden 21 bzw* 20 auftritt»

Stromab der Mündungen 15a und i6a 1st ein Strömungsteiler 22 angeordnet, dessen Scheitel 23 mit einer Bezugs- oder Mittellinie CD zusammenfällt, wobei die Mittellinie CD symmetrisch durch die Wechselwirkungskammer 17 gelegt ist und die Kante durchschneidet. Die Linien OL und OR sind symmetrisch durch die Düsen 14 bzw. 15 gelegt und stellen die Längsachsen dieser Düsen dar. Die Linien OL und OR schneiden einander sowie die Mittellinie CD im Punkt 0. Ein Winkel β wird zwischen den Linien OL und OR gebildet und die Hittellinie CD halbiert diesen Winkel, Bei dem besonderen dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt d&T Abstand von der Kante 18 bis zum Scheitel 23 etwa drei Mündungebreiten und der Winkel θ iet 90°» E* werden Auelafl- laitungen 25 und 26 «wischen den Seitenwänden 20 und 21 und den gegenüberliegenden Seiten des divergierenden Strömunge teile» 22 gebildet. Die durch die Linien COR und GOL gebildeten Winkel 0 und 0' sind vorzugsweise größer al» 90°_β Die Winkelstellung der Düsen Ik und 15 In bezug aufeinander und in bezug

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auf die Weehselwirkungskammer 17 stellt sicher, daß die Leitungen 25 nnd 26 Strömungsmittel aus den Düsen 15 bsw_oi4 in dem Fall aufnehmen» daß kein© aus einer der beiden Düsen austretende WoclisölwirkungsstrÖnmng vorhanden ist. Strömungsmitteldrucksignale x^rerden in den Komparator 10 aus einer geeigneten, nicht dargestellten Quelle durch Einlaßleitungen

oder Rohre 30 und 31 gegeben, welche in der Platte 12 angeschlossen sind und mit den Slnlaßdüsen 14 bzw· 15 kommunizieren, um Strömungsmittel in diese Düsen einzuleiten» Auslässe 33 und 3h sind in der Kammer 17 neben den Seitenwänden 20 bzw»- 21 vorgesehen, welche Auslässe Strömungsmittel in ein unter Umgebungsdruck oder einem vorgegebenen Druck stehendes System ausströmen lassen und dadurch den Druck in der Kammer 1? auf beiden Seiten der kombinierten Strömungen gleich halten, so daß Grensseehichtwirkungen zwischen den in Wechsel·« wirkung tretenden StrömungaimittelströmungiBn und den Kammerseitenwänden nicht hervorgerufen werden.

Zum Zweckder Erläuterung der Wirkungsweise dee Strömungsmitteldruckkomparators 10 ael angenommen, <2a0 das StrömuKgemitteleinganffβsignal, weIch«β In dl· Leitu»« 31 gegeben wird, auf einem konstanten BesugedruelK gehalten wird und daß die Leitung 30 ein veränderliches oder schwankende» Drucksingangssignal aufnimmt» Das schwankend« Drucksignal kann beispielsweise durch übliche' auf einen Zustand ansprechende StröOmngsnittölvorrichtungen, beispielsweise einen Druckbalg oder eine Schwenk-

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.düse hervorgerufen -werden, welche veränderliche Mengen von unter Druck steiiejadera StroHsungstaittsl in die Leitung 30 in Abhängigkeit von &®v Winkelstellung der Düse in bejsug auf dieselbe einleitet,,

Ans Figur 2 ist ersichtlich, daß« wesm d©r schwankend© Sti'öiauagsraitteläruek. in dem Roiir 30 dem geregelten Strömungs 'iait-t©ld.ruc& in. dam.'Rolir 31 gleich 1st, die svrei aus den 14 nnü 1-5 tretendes*- StriSaamgen gegenseitig durch

rkuiig um gleiche) ¥iakeI abgelenkt warden und sich 5:öBifoi2si®rei?.,. um eine su35.5snierig@setste _f gegen den Sciioiteil 23 längs der l'iittallinie OB des Koiaparators 10 gerichtete Strömung zn bildenο Bis kombinierte Strömuag wird durch den Teiler 22 is?, gloieix© Teile geteilt'und die Strömung in dia Laitungsa 23 ■'itsid 2ö. Ist' dalasr ßyaraetriscli«, Dieser Strömungsssustaiid kann als !tall!anstand aageselien %fsr;:d®n_t da im xv-es®n,tlich©n k©ine Bewegung der in Wecfeselwirkuag tretei-id©n StröiaungsmittslstrÖKi© quer rsur Mit't©ll:i.silQ CE _ stattfindet, und ©s ist kein gasagssignal

^fi-3Dt.t äsr- Pi^-jick cias -Strömangsraittsls in dein Rohr 30 etwas größer ■u"ird slo isr Eosugsör^ck des Ströiaungsniittels in dem Rolar 31 y ei?- les:,"x"i- cats größer©- £le;lclifc.,rtige StramitsigSBiittelsignal, w^i«- ches ass c-'.er Düse .1*·}· trifii?', clio definierte Strömung aus der Süse 13; 'de in -^igur 3 dargestellt iet, gegen die Wandung 2Ü i'Jo und ein© Icleiraa Btröioungsiaittölraenge aus der Düse 14 über'».

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quer-t die Mittellinie CD und tritt zusammen mit dem ganzen ans der Düse 15 austretenden Strömungsmittel in di© Leitung 2.6"_β Bie zusätzliche Strömungsmittelströmung in der Leitung 26 er- - seugt ein© unsymmetrisch© Strömurigsverteilung in den Leitungen 23 und" 26j welch©- eine Funktion der Unterschiede zwischen den in die Busen 14 bzw«15 gegebenen EingangsSignalen iet₀

Wenn der Druck in der Düse 14 geringer ist als der Druck in der Düs© 15_S so bewirkt der durch daß aus der Düse 15 austretende Strömungsmittel erzeugte Druckunterschied einen uneymmetrischen Strömungszuetand, wobei das ganze aus der DÜeo Ik austretende Strömungsmittel in die Leitung 25 zusammen mit einem Teil des aus der Düse 15 tretenden Strömungsmittel· eintritt. Dadur-ch häTt.dae aus der Auslaßleitung 25 tretende Strömungsmittel einen größeren Druck als das aus der Leitung tretende Strömungsmittel, wobei der Druckunterschied zwischen den Strömungen eine Funktion der Unterschiede in den Parametern ist, wie oben ausgeführt»

Der Komparator 10 kann vorbelastet, doho einseitig zu Gunsten des einen oder des anderen Eingangssignales durch Veränderung der Winkel 0 oder 0' in bezug aufeinander belastet werden. Wenn beispielsweise der Winkel 0' kleiner als der Winkel 0 ge- --macht-wird, so wird dar liachselwirkungsbereich zwischen den --Strömungen von der Mittellinie COD in einen Bereich rechte vom Scheitel 23 verschoben und infolge der Verschiebung des Wechsel-

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Wirkungsbereiches auf die rechte Seite des Scheitels 23 tritt mehr Strömungsmittel aus der Düse Ik in den Eingang der Leitung 26 vor der Wechselwirkung. Die Wechselwirkung, welche bei Austreten von Strömungsmittel aus der Düse 15 auftritt, ist nicht in der Lage, eine Ablenkung des ganzen Strömungsmittels von dem Eingang der Leitung 26 zu bewirken, wenn nicht das der Dtiee 15 zugeführte Eingangssignal eine beträchtlich größere Stärke aufweist als das der Düse Tk zugeführte Eingangssignal. Daher wird der Komparator 10 gegen die Auslaßleitung 26 hin vorbelastet und entsprechend zu Gunsten der Kingangsdüs© 14 belastet. Wenn umgekehrt der Winkel 0 kleiner gemacht wird als der Winkel 0\, so wird der Komparator gegen die Auslaßleitung 25 hin vorbelastet und zu Gunsten der Eingangs düse 15 belastet.

Die Winkel 0 und 0¹ können durch Verschiebung der Lage des Strb'mungstoilers 22 in bezug auf die Kante 18 und durch Veränderung der Winkelstellung einer Eingangsdüse in bezug auf die andere im Verhältnis zur Mittellinie CD verändert werden.

Der Komparator/iet zwar als Strömungsmittelveretärker mit Impulsaustaueoh dargestellt, wie oben erläutert, wenn jedoch die Seitenwände 20 und 21 ausreichend nahe an den in Wechselwirkung tretenden Strömungsmittelströmen angeordnet werden, 30 werden Grenzechieinwirkungen hervorgerufen und die kombinierte Strömungsmittelströmung tritt in Abhängigkeit von den

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relativen Stärken der in die Düsen 15 bzw? \k gegebenen Eingangs signale in eirio dor AuslaOlöitungen 25 oder 26. Bei dieser Art von Komparator tritt keine "Nullstellung" auf, da die Strömung entweder in die Auslaßleitung 25 oder in die Auslaßleitung 26 strömt und es sind natürlich keine Auslässe, wie die Auslässe 33 und 34, zum Ausgleich, der Drucke zwischen den Seitenwänden 20 und 21 und den in Wechselwirkung tretenden Strömungsmittolströmon vorhanden, wodurch die Erzeugung von O-renzschichtwirkungan verhindert würde.

Eine steuerbare Resthysterese-Charakteristik ist gewöhnlich eins vorteilhafte Eigenschaft eines !Comparators. Vm klarzustellen, was mit dam Ausdruck "Resthysterese¹' in bezug auf reine Strömungsmittelbaueinheiten gemeint ist, sei angenommen, daß eine Strömung von Strömungsmittel durch die Wechselwirkungskammer 17 fließt, Bio Strömung ralßt das Strömungsmittel auf beiden Seiten der Kammer mit und sucht den Druck auf beiden Selten der Kammer infolge der Abführung von Strömungsmittel durch das Mitreißen desselben zu vermindern. Wenn die aus den Mündungen I4a und 15a austretenden Strömungen gleiche Eigenschaften haben, so teilt sich die sich ergebende kombinierte Strömung in bossug auf den Scheitel des Teilers 22 gleichmäßig auf und die kombinierte Strömung des Strömungsmittels ist sodann gleichermaßen wirksam bei der Abführung von Strömungsmittel aus beiden Seiten der Kammer, so daß jede Verminderung des Druckes

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In άοη Bereichen, zwischen den zwei Seitenwänden 20 und 21 der Wechselwirkungskammer 17 und den Seiten der Strömungsffiittelströmung gleich ist. Wenn jedoch die zwei Eingangeströmungen verschiedene Parameter haben, so wird di· kombinierte Strömung mehr gegen eine Seitenwand als gegen die andere abgelenkt, beispielsweise mehr zur Seitenwand 20 als zur Seitenwand 21, und zwar infolge der Tatsach·, daß der Druckbereich zwischen einer Seite der Strömung und der Seitenwand 20. kleiner wird als der entsprechende Druckbereich auf der anderen Seite der Strömung. Der Druck in dem Bereich zwischen der einen Seite der Strömung wird so *u einem größeren Ausmaß vermindert als der Druck in den Bereich zwischen der anderen Seite der Strömung und der Seitenwand Daraus ergibt sich ein Druckunterschied quer zur kombinierten Strömung, welcher, soweit es den Komparator betrifft, die gleiche Wirkung wie ein Unterschied der Parameter zwischen den zwei EingangeSignalen hat. Dementsprechend kann das Gerät nicht direkt durch eine nullstellung gehen, wenn die Signale aus den zwei Mündungen gleich sind, da der durch die näher an einer. Seitenwand als an der anderem Seitenwand fließend« Strömung erzeugte Druckunterschied ebenfalls überwunden werden muß.

Diese Erscheinung wurde bisher als Resthysterese-Charakteristik des Strömungsmittelkoaparators bezeichnet und stellt die

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prozentuale .änderung des Steuerdruckes dar, welche zur Schaltung aus einam Ifollausgangszuetand erforderlich ist, wenn einmal ein Nu1Iolagangszustand erzeugt ist₀ Wie oben erwälant,, ist ύ±β Sehaltsoit eines reinen Strömungsmittel« komp&rators beträchtlich geringer als diejenige von mechanischen Komparator©!!,, welche bewegliche Elemente enthalten.,

Der Winkel $ ist zwar mit annähernd 90 dargestellt, er ke,sm jjedoeli innerhalb ©ranzen verändert werden. Wenn der Winkel ® auf annähernd 180° vergrößert wird, fällt die Aus-* gangssignalhiJIua für ©ine gegebene Eingangssignalhöhe beträchtlich unter d@n Wert, den die Ausgangssignalhöhe besitzt, trenn der Wink©! © annähernd 90° ist. Der Abfall in der Ausgangs βignalhöfee kann auf die Energieverluste zurückgeführt worden, welche auftraten,, wenn die Strömungseingänge von den Eingangsdüsen sich direkt entgegengesetzt einander nähern und aufeinander treffen» Weiter wurde beobachtet, daß bei entgegengesetzter odor etwa entgegengesetzter Anordnung der Düsen die Düse_{ welche das StrJiiEungsmitielsignal größerer Stärke ausstößt „ ©isie Strömung aus der entgegengesetzten Düse, welch® das Strömungsmitte-lsignal geringerer Stärke aufnimmt, verhindert und di© StröiHiKg größerer Stärke in die entgegengesetzte Steuei-düso durch die Mündung dieser Düse eindringen kann? Daher wird bevorzugt, daß der Winkel Θ zwischen den Eingangsdüsen beträchtlich geringer als 180° ist, um Energieverluste zu ver-

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mindern und den Eintritt von Strömungsmittel in eine Düse aus der anderen Düse, welche eine Strömung größerer Stärke ausstößt, zu verhindern. Der Minimalwert des Winkels θ wird allgemein durch die Ausbildung der Vocheelwirkungskammer und durch die Eigenschaften des Eingangssignale vorgeschrieben, wie dem Fachmann verständlich ist_o

Weiter ist dem Fachmann klar, daß die StrSmungsmitte1ausgangssignale aus dem oben beschriebenen reinen Strömungsraittelkomparator zum Antrieb oder zur Steuerung anderer Arten von reinen Strömungsmitteleinheiten oder anderer Arten von Systemen verwendet werden können, welche Strömungsmittel zur Steuerung oder zum Betrieb derselben verwenden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Reiner Strömungaciittelkomparator, gekennzeichnet durch eine Wechselwirkungskamaier zur Aufnahme und Einschließung von Ströraungsraittol3trömen in derselben, welche ein stromauf und ein stromab gelegenes Ende aufweist, mehrere Auslaßleitungen, welche mit dem stromab gelegenen Ende der Wechselwirkungskammer kommunizieren, um Strömungsmittel aus derselben aufzunehmen, mindestens zwei Steuerdüsen, welche mit dem stromauf gelegenen Ende der Kammer kommunizieren, um definierte Ströme in Wechselwirkungsbeziehung in die Kammer auszustoßen, wobei jede Düse ein· Längs-Symmetrieachse aufweist und der zwischen den Symmetrieachsen der Düsen eingeschlossene Winkel kleiner als 180 ist.

   Z* Reiner StrumungsmittelkoBparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dar Winkel etwa »in rechter Winkel 1st.

   3. Reiner Strömungsart ttelkoMparator, gekennzeichnet durch eine Wechselvirkungskawuer »ur Aufnahme, und Einschließung von Strtfnungsmitteletrttaen in derselben, welche zwei gmgmn-Uberliefende, divergierende Seitenwände aufweist, webei mindestens ein Teil einer Endwand eich von Jeder Seiten-

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   1 5 2 3 Λ 51

   ' ^{Ό L} ° ^{Η J} '

   wand stromaufwärts der Kammer erstreckt, mindestens zwei unter einem ¥inköl angeordnete Düsen sich durch die Endiiraiid erstreckend© Mündungen aufweisen und mit dem stromauf gelegenen Ende der Kammer koramunlzieren, die Düsen in Wechselwirkung tretende Strönmngsnaittelströme in die Wocheelwirkungskanimer in Wechselwirkungsbeasiehung ausstoßen j die Seitenwand© von den Mündungen der Düsen um einen ausreichenden Abstand zurückversetzt sind, um die Entsteilung von Grensschichtwirkungen zwischen den in Wechselwirkung tretenden Strömen und den Seitenwänden zu verhindern, jede Düse eine Längssymmetrieachse aufweist, der Winkel zwischen den Symmetrieachsen kleiner als 180 ist und mehrere AusIaOleitungen stromab der Kammer zur Aufnahme von Strömungsmittel aus derselben angeordnet sind«

   k. Komparator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Symmetrieachsen annähernd ein rechter Winkel ist.

   5» Roiner Strömungstnittelkomparator, gekennzeichnet durch eine ¥echs®lwirkungskammer zur Aufnahme und Einschließung von StröRiungsmittelotröinungon in derselben, welche zwei gegenüVJberliegenda Seitenwandungen aufweist, welche in Richtung der Strömung in der Kammer divergieren, durch zwei Düsen, welche so angeordnet sind, daß sie in Wechselwirkung tretende

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   Ströraung3mittelströnumgon in das stromauf gelegene Ende der Kammer ausstoßen,, wobei die Seitenwände von den in Wechselwirkung tretenden Strömungsraittelströmen ausreichend weit zurückversetzt sind, so daß Grenzschichtwirkungen zwischen den in. Wechselwirkung tretenden Strömungen und den Seitenwänden verhindert werden, und wobei mehrere Auslaßleitungen stromabwärts der Kammer angeordnet sind, um Strömungsmittel aus derselben aufzunehmen, und die Strömungsmitteimenge, welche von der Leitung aufgenommen wird, eine Funktion dor Parameteränderung der in die Düsen gegebenen Strömungemitteleingangssignale ist.

   6, Reiner Ströinungsmitt ©!komparator nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß ein Ströraungsiaittel-Strömungeteiler stromab in der Kammer angeordnet ist und die Seiten des Strömungsteiler^ jeweils eine Seitenwand der Auslaßleitungen bilden.

   7c Reiner Strömungsmittelkomparator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Kammer im wesentlichen symmetrisch divergieren und die Düsen und der. Strömungsteiler im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die Seitenwand© der Kammer angeordnet sind.

   8ο Reiner Strömungsmittelkomparator nach Anspruch 5, dadurch'

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   gekennzeichnet, daß die Seitenwände im wesentlichen eymnietriech sind und die Düsen, im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die Seitenwände angeordnet sind»

   9. Heiner Strömtmgsmitte!komparator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen Mündungen zur Einschnürung der in dieselben eingeleiteten Strömungsmittelströme aufweisen und der Winkel zwischen den von den Düsen gebildeten Mündungen kleiner als 180° ist.

   10. Reiner Strömungsiaittelkoinparator nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den durch die Düsen gebildeten Mündungen etwa 90 ist.

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