DE1525690C3 - Gegenstrahlanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gegenstrahlanordnung mit zwei gegeneinandergerichteten, koaxial liegenden und in eine geschlossene Kammer mit einer Öffnung mündenden Düsen, welche an Strömungsmittelquellen angeschlossen sind, wobei die Aufprallebene der beiden aufeinandertreffenden Strömungsmittelstrahlen durch einen quer zu den Strömungsmittelstrahlen liegenden Steuerstrahl aus einer Steuerdüse beeinflußbar ist.

Bei bekannten Gegenstrahlanordnungen dieser Art besteht der Nachteil, daß Signale, die aus verschiedenen Quellen stammen, lediglich addiert werden können. Wenn aber Signale nicht nur addiert, sondern auch subtrahiert werden sollen, ist es bei den bekannten Anordnungen zur Durchführung einer Subtraktion erforderlich, das Vorzeichen des zu subtrahierenden Signals in einem getrennten Verstärker umzukehren, wonach dann die Signale in bekannter Weise addiert werden. Es ist offensichtlich, daß eine solche Arbeitsweise aufwendig und umständlich ist.

Es ist andererseits bekannt, daß mit den gewöhnlichen Ablenkverstärkern, bei denen zwei Steuerdüsen vorgesehen sind, sowohl positive als auch negative Signale verarbeitet werden können, was bedeutet, daß Signale sowohl addiert als auch subtrahiert werden können.

Es ist nun erwünscht, Signale, die aus verschiedenen Quellen stammen (beispielsweise aus der Messung der Differenz der in zwei verschiedenen Räumen herrschenden Drücke, so bei der Schaffung staubfreier Räume), mittels einer einzigen Gegenstrahlanordnung addieren und auch subtrahieren zu

ίο können.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine Gegenstrahlordnung der einleitend genannten Art so auszubilden, daß mit ihr Signale sowohl addiert als auch subtrahiert werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß an eine Öffnung (Steueröffnung) der Kammer, eine zweite Steuerquelle angeschlossen ist, derart, daß bei Druckerhöhung der zweiten Steuerquelle die Ablenkwirkung des Steuerstrahls abnimmt

2Q und umgekehrt.

Durch die Erfindung wird auf einfache Weise erreicht, daß mit einer einzigen Gegenstrahlanordnung Signale sowohl addiert als auch subtrahiert werden können. Dabei fließt durch die der zweiten Steuerquelle zugeordneten Öffnung hindurch kein Strömungsmittel aus der Kammer durch diese Öffnung hindurch aus, weil der betreffende Strömungsmittelstrahl (Leistungsstrahl) gegenüber der Kammer einen erheblich höheren Druck hat.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung sind in der Steuerdüse und in der Steueröffnung Strömungsmittelwiderstände angeordnet. Eine solche Ausführung ist vorteilhaft, wenn auf jede Signaleingangsleitung mehrere Signale genommen werden sollen.

Gemäß einer anderen Ausbildung der Erfindung ist die Gegenstrahlanordnung einem nachgeordneten Strömungsmittel-Operationsverstärker vorgeschaltet.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Druck an der Steuerdüse einstellbar, derart, daß er in einem vorbestimmten konstanten Verhältnis zu dem Druck an der Steueröffnung steht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es stellt dar:

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht einer Gegenstrahlanordnung;

F i g. 2 eine schematische Ansicht eines Strömungsmittel-Operationsverstärkers, welchem eine Gegenstrahlanordnung vorgeschaltet ist.

Die Gegenstrahlanordnung gemäß F i g. 1 weist ein Gehäuse 1 mit zwei gegenüberliegenden und im Abstand voneinander befindlichen Düsen für die Haupt-(Gegen)-Strahlen 2 und 3 auf, die in den gegenüberliegenden Stirnwänden des Gehäuses 1 gebildet sind.

Eine Trennwand 6 im Gehäuse 1 ist mit einem Loch 7 versehen, das mit den Öffnungen der Düsen 2 und 3 ausgerichtet und von diesem im Abstand angeordnet ist. Die Trennwand 6 begrenzt eine Ausgangskammer 8 auf einer ihrer Seiten, die gemäß der Zeichnung der Düse 3 benachbart liegt. Die Trennwand 6 schließt mit ihrer gegenüberliegenden Seite eine Kammer 9 ab.

Die entgegenwirkenden Strömungsmittelstrahlen 4 und 5 treffen in einer Aufprallebene aufeinander, die

von der relativen Stärke der beiden Strömungsmittelstrahlen 4,5 (Hauptstrahlen) abhängig ist. Dabei wird die Stärke der beiden Strömungsmittelstrahlen so gewählt, daß die Aufprallebene in oder an dem

3 4

Loch 7 liegt, und es wird in der Ausgangskammer 8 das erste und das zweite Steuersignal direkt an die ein Ausgangssignal erzeugt, welches der relativen Steuerdüse 12 angelegt werden, ist die Verstärkungs-Stärke der Hauptstrahlen proportional ist. Eine Aus- charakteristik, d. h. die Änderung des Ausgangssigangsleitung 10 ist mit der Ausgangskammer 8 ver- gnals für eine gegebene Änderung des Eingangssibunden. Die Kammer 9 ist geschlossen, und in sie 5 gnals für die beiden Eingangssignale, abgesehen vom mündet eine erste Steuersignalleitung 11, die in einer Vorzeichen, die gleiche. Jedoch müssen in der Praxis Steuerdüse 12 nahe der Düse 2 endigt. Aus der Steu- die variablen Signalquellen notwendigerweise über erdüse 12 tritt ein Steuerstrahl 13 im rechten Winkel Signalleitungen angeschlossen sein, wobei festgestellt zu dem aus der Düse 2 austretenden Strömungsmit- wurde, daß die Verstärkung von dem Widerstand der telstrahl 4 aus. Ein solcher Steuerstrahl lenkt den io Signalleitungen abhängig ist.

Strömungsmittelstrahl 4 mit Bezug auf das Loch 7 ab Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind und ändert dadurch die wirksame Stärke des Strö- Strömungsmittelwiderstände 15 bzw. 16 in der Steumungsmittelstrahls 4 relativ zu dem Strömungsmittel- ersignalleitung 11 bzw. der zu der Öffnung führenden strahl 5. Die Aufprallebene der Strömungsmittel- Leitung 14 vorgesehen. Durch Steuerung der Größe strahlen 4 und 5 mit Bezug auf das Loch 7 wird somit 15 der Strömungsmittelwiderstände 15, 16 ist die Wirverändert, wodurch sich das Drucksignal in der Aus- kung der Signalquellen einstellbar. Meistens sind jegangskammer8 ebenfalls ändert, weil deren Verbin- doch die Strömungsmittelwiderstände 15 und 16 so dung mit der Kammer 9 geändert wird. dimensioniert, daß gleicher Strömungswiderstand ge-

In der Kammer 9 ist weiterhin eine zweite Öffnung schaffen ist derart, daß der Ausgangsdruck (gemäß 14 (Steueröffnung) vorgesehen. An diese Steueröff- 20 F i g. 1 in der Ausgangsleitung 10) auf eine Änderung nung 14 wird ein zweites Steuersignal, welches mit bei einem der Steuersignale auf die gleiche Weise andern ersten Steuersignal summiert wird, angelegt. spricht bzw. sich auf die gleiche Weise ändert, wie

Die Signaldrücke an der ersten Steuersignalleitung auf eine gleiche und entgegengesetzte Änderung bei 11 und an der zweiten Steueröffnung 14 summieren dem anderen Steuersignal. Somit wird die Druckversich, weil das durch die Steueröffnung 14 zugeführte 25 Stärkung mit Bezug auf jede der Steuersignalleitun-Steuersignal den Druck in der Kammer 9 ändert, wo- gen durch den in die betreffende Leitung geschaltedurch die Wirksamkeit des aus der Steuerdüse 12 ten Widerstand gesteuert, und es gilt im wesentlichen austretenden Strömungsmittels variiert wird. Wenn folgende Gleichung:

Verstärkung des ersten Steuersignals (Steuersignalleitung 11) Widerstand der zweiten Steuerleitung zur Öffnung 14

Verstärkung des zweiten Steuer- Widerstand der ersten Steuersignalleitung 11

signals (Leitung zur Öffnung 14)

Wenn daher gleicher Widerstand in den beiden genstrahlanordnung 17.

Steuersignalleitungen vorhanden ist, ist gleiche Eine Hauptzufuhrleitung 22 ist mit den verschie-

Druckverstärkung mit Bezug auf jedes Drucksignal, denen Gegenstrahlanordnungen 17 bis 20 verbunden,

abgesehen vom Vorzeichen, geschaffen. um die jeweiligen Hauptstrahlen zu erzeugen. Die

Der Differenzdruck, d. h. der Unterschied der 40 Hauptzufuhrleitung 22 ist über einen Zufuhrdruckreg-

Drücke in den Steuersignalleitungen ist an der Steu- ler 24 mit einer Druckquelle 23 verbunden. Die Ge-

erdüse 12 vorhanden, so daß ein genaues Messen von genstrahlanordnungen 18 und 19 der ersten beiden

Differenzdrücken über einen weiten Bereich von Si- Verstärkungsstufen und der Zufuhrdruckregler 24

gnalpegeln erhältlich ist. sind durch eine Bezugsleitung 25 mit der zweiten

Beim Betrieb der Gegenstrahlanordnung werden 45 Steuersignalleitung zur Öffnung 14 der als Vorstufen

der Druck des ersten Steuersignals und der Druck angeordneten Gegenstrahlanordnung 17 verbunden

des zweiten Steuersignals, die ein einzelner Druck und daher auf den gleichen Bezugswert wie diese be-

oder eine Summierung einer Mehrzahl von Drücken zogen. Die die letzte Verstärkungsstufe bildende Ge-

sein können, an die betreffende Signalleitung ange- genstrahlanordnung 20 und das pneumatische Relais

legt. Dadurch wird eine Druckdifferenz an der Steu- 50 21 sind wahlweise über eine Strömungsmittelschalt-

erdüse 12 erzeugt, wodurch der aus dieser Steuerdüse einrichung 26 und 27 mit der Bezugsleitung 25 oder

austretende Steuerstrahl den Strömungsmittelstrahl 4 mit der Atmosphäre verbunden,

in bekannter Weise ablenkt. Eine einstellbare Rückkopplungsdrossel 28 ist zwi-

Obwohl für jede der Steuersignalleitungen ein sehen die Bezugsleitung 25 und eine Ausgangsleitung

Strömungsmittelwiderstand 15 bzw. 16 als besonde- 55 29 des Operationsverstärkers geschaltet, um ein

res Teil dargestellt ist, kann der erforderliche Strö- Rückkopplungssignal zu dem zweiten Steuersignal zu

mungswiderstand der Steuersignalleitungen einfach schaffen.

der Widerstand dieser Leitungen sein. Beim Betrieb des Verstärkers stellt der Zufuhr-Gemäß F i g. 2 ist eine Gegenstrahlanordnung, wie druckregler 24 einen vorbestimmten Gleichgewichtssie in F i g. 1 dargestellt ist, einem mehrstufigen Strö- 60 punkt in jeder der Gegenstrahlanordnungen einmungsmittel-Operationsverstärker vorgeschaltet, des- schließlich der Vorstufen-Gegenstrahlanordnung 17 sen Stufen schematisch dargestellt sind. ein. Das variable erste Steuersignal und das variable Die Ausführung gemäß F i g. 2 weist eine Gegen- zweite Steuersignal werden an die Steuerdüse 12 und Strahlanordnung 17 gemäß F i g. 1 als Vorstufe, drei die Öffnung 14 der Gegenstrahlanordnung 17 ange-Gegenstrahlanordnungen 18, 19 und 20 als nachfol- 65 legt, um einen sich entsprechend ändernden Steuergende Verstärkungsstufen und ein pneumatisches Re- strahl in Abhängigkeit von der Druckdifferenz der lais 21 als Endenenergiestufe auf. Die Gegenstrahl- beiden Steuersignale hervorzurufen. Der sich änverstärker 18 bis 20 entsprechen im Prinzip der Ge- dernde Steuerstrahl bewirkt, wie oben schon be-

5 6

schrieben, eine Druckänderung in der Ausgangslei- von Strömungsmittelsignalen, welche Verunreinigun-

tung 10. gen enthalten.

Dieses Ausgangssignal, welches von den nachfol- Wie oben erwähnt, ist die zweite Steuersignalleigenden Gegenstrahlanordnungen 18 bis 20 und dem tung für die Öffnung 14 direkt über die Bezugsleipneumatischen Relais 21 verstärkt wird, steht als 5 tung 25 mit dem Zufuhrdruckregler 24 verbunden, Steuersignal an der Leitung 29 für Betätigung eines so daß der Zufuhrdruckregler 24 und die Zufuhr zu Verbrauchers oder einer Belastung an. Ein Teil die- den verschiedenen Stufen auf einen entsprechenden ses Steuersignals, das durch die Einstellung der va- Druck bezogen sind und Änderungen des Drucks des riablen Rückkoppelungsdrossel 28 bestimmt ist, wird zweiten Steuersignals die Charakteristik des Operazu der Bezugsleitung 25 rückgekoppelt und ändert io tionsverstärkers nicht ändern.

daher das zweite Steuersignal und verbessert die Be- Wie oben erwähnt, ist die Verstärkung der Gegentriebscharakteristik des Operationsverstärkers. Strahlanordnung 17 direkt auf den Widerstand der

Die Hauptzufuhrleitung 22 ist weiterhin über eine Steuersignalleitungen bezogen. Demgemäß kann variable Drossel auf der Austrittsseite des Strö- durch richtige Auswahl dieses Signalleitungswidermungsmittelwiderstandes 15 mit der ersten Steuersi- 15 Standes, dargestellt durch die Strömungsmittelwidergnalleitung 11 verbunden. Der erste Steuersignal- stände 15 und 16, das Verhältnis der Druckverstärdruck kann damit auf eine gewünschte Höhe vorge- kung mit Bezug auf jede Steuerleitung gleichgemacht spannt sein, und das variable Steuersignal kann grö- werden. Wenn es andererseits erwünscht sein sollte, ßer oder kleiner als der Druck des zweiten Steuersi- ungleiche Verstärkungen zu haben, kann dies direkt gnals in der Leitung 14 sein. Die Vorspannung er- 20 durch Einsetzen entsprechend ungleicher Strömungsmöglicht ein Ausfließen des Strömungsmittels in den mittelwiderstände in der einen oder der anderen Si-Signalleitungen und ermöglicht damit das Messen gnalleitung 11 oder 14 erhalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gegenstrahlanordnung mit zwei gegeneinanderserichteten, koaxial liegenden und in eine geschlossene Kammer mit einer Öffnung mündenden Düsen, welche an Strömungsmittelquellen angeschlossen sind, wobei die Aufprallebene der beiden aufeinandertreffenden Strömungsmittelstrahlen durch einen quer zu den Strömungsmittelstrahlen liegenden Steuerstrahl aus einer Steuerdüse beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an eine Öffnung (14) (Steueröffnung) der Kammer (.19) eine zweite Steuerquelle angeschlossen ist, derart, daß bei Druckerhöhung der zweiten Steuerquelle die Ablenkwirkung des Steuerstrahles abnimmt und umgekehrt.

2. Gegenstrahlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerdüse (12) und der Steueröffnung (14) Strömungsmittelwiderstände (15,16) angeordnet sind.

3. Gegenstrahlanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstrahlanordnung einem nachgeordneten Strömungsmittel-Operationsverstärker vorgeschaltet ist.

4. Gegenstrahlanordnung nach einem der Ansprüche! bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck an der Steuerdüse (12) einstellbar ist, derart, daß er in einem vorbestimmten konstanten Verhältnis zu dem Druck an der Steueröffnung (14) steht.

5. Gegenstrahlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdüse (12) über einen veränderlichen Strömungsmittelwiderstand (32) an die Strömungsmittelquelle (22) angeschlossen ist.