DE1550116C - Wirbelstromungsvornchtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Wirbelströmungsvor- Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines

richtung mit einem zylindrischen Gehäuse, das eine Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

Einlaßöffnung zum Einführen eines Versorgungs- Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch die

mediums und eine Auslaßöffnung zum Ablassen des Wirbelströmungsvorrichtung,

Mediums aufweist, sowie eine Einrichtung zum 5 Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1

Einführen eines nahezu tangential gerichteten Steuer- und

' stromes in das Gehäuse, um dem durch das Gehäuse F i g. 3 eine graphische Darstellung des Strömungsströmenden Versorgungsmedium eine Rotations- mittelaustritts aus der Vorrichtung nach Fig. 1 und2 geschwindigkeit zu erteilen, wobei die Menge des aus unter verschiedenen Betriebsbedingungen,
der Auslaßöffnung ausströmenden Mediums durch io In Fig. 1 umgibt ein zylindrisches Gehäuse 10 mit den Steuerstrom steuerbar ist. Umfangswand und Seitenwänden eine zylindrische Es ist bereits eine Wirbelströmungsvorrichtung be- Kammer 12. Durch eine Einlaßöffnung 14 wird der kannt, bei der zur Steuerung der Ausgangsgröße eine zylindrischen Kammer 12 ein Versorgungsmedium, oder mehrere am Umfang der Wirbelstromkammer wie z.B. Luft, unter Druck zugeführt. Axial zur verteilte Austrittsöffnungen angeordnet sind, durch 15 Kammer 12 befindet sich ferner im Gehäuse eine die ein Steuerstrom tangential in die Wirbelstrom- Auslaßöffnung 16, durch die das Versorgungsmedium kammer eintreten kann. Es ist weiterhin bekannt, aus der Kammer 12 in die Atmosphäre entweicht,
zwei in die Wirbelstromkammer einmündende Aus- Innerhalb der Kammer 12 befindet sich ein zylintrittsöffnungen für den Steuerstrom so anzuordnen, drisches Teil 18. Ein mit dem Teil 18 verbundener daß man je nach Verwendung der einen oder ande- 20 Stutzen 20 tritt an einer runden Öffnung 22 durch ren Austrittsöffnung, eine im Uhrzeigersinn ver- das Gehäuse 10. Eine Einlaßbohriing 24 für den laufende Wirbelströmung, oder eine in Gegenuhr- Steuerstrom geht durch den Stutzen 20 und bildet zeigersinn verlaufende Wirbelströmung aufbauen so die Verbindung zu einer zentralen Öffnung 26 kann (Data Processing, Mai/Juni 1964, S. 136). innerhalb des zylindrischen Teils 18. Eine Vielzahl Um ein möglichst gleichmäßiges Einführen des 25 von Kanälen 28 (Fig. 2) erstreckt sich ausgehend Steuerstromes in die Wirbelstromkammer zu gewähr- von der Öffnung 26 durch das Teil 18. Auslaßleisten, ist es ferner bekannt, in gleichmäßigem Ab- Öffnungen 30 dieser Kanäle 26, die eine Einrichtung stand entlang dem Umfang der Wirbelstromkammer zum Einführen des Steuerstroms bilden, führen nahe*· mehrere tangential gerichtete Austrittsöffnungen für zu tangential in eine ringförmige Kammer 32 zwiden Steuerstrom vorzusehen, so daß sich die Wirbel- 30 sehen dem Teil 18 und der inneren Umfangswand des strömung gleichmäßiger ausbilden kann (Proceedings Gehäuses 10. Vorzugsweise befinden sich diese Ausof the Fluid Amplification Symposium, Mai 1964, trittsöffnungen 30 in gleichmäßigen Abständen längs Bd. II, S. 62, 63, 136, 137, 125, 127, und USA - des Umfangs des Teiles 18 verteilt. Der Steuerstrom Patentschrift 2 893 432). strömt unter Druck durch die Einlaßbohrung 24 Den bekannten ' Wirbelströmungsvorrichtungen 35 (F i g. 1) der Öffnung 26 (F i g. 2) zu, von dort in die haftet jedoch der Nachteil an, daß sich trotz der zu_T Kanäle 28 und schließlich nahezu tangential durch vor erwähnten Maßnahmen eine bestimmte Turbulenz die Auslaßöffnungen 30 in die ringförmige Kamim Strömungsbild aufbauen kann, so daß z.B. die mer32.

Linearität der Steuerung der Ausgangsgröße dadurch Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Wirbelnachteilig beeinflußt wird. 40 Strömungsvorrichtung besteht darin, daß Versor-Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gungsmedium durch die Einlaßöffnung 14 in den besteht darin, nicht nur die Linearität der Steue- linken Teil (F i g. 1) der Kammer 12 zwischen dem rung der Ausgangsgröße bei einer Wirbelströmungs- zylindrischen Teil 18 und dem Gehäuse 10, einer sovorrichtung der eingangs genannten Art zu ver- genannten Füllkammer 34, zugeführt wird. Von der bessern, sondern auch deren Ansprechempfind- 45 Füllkammer 34 strömt das Versorgungsmedium durch lichkeit. die ringförmige Kammer 32, den rechten Teil der Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Kammer 12, die sogenannte Wirbelstromkammer 36, löst, daß im zylindrischen Gehäuse ein zylindrisches . und tritt dann durch die Öffnung 16 aus. Bei kon-Teil mit Abstand zur inneren Umfangswand und zu stantem Versorgungsmitteldruck erreicht die durcheiner die Einlaßöffnung für das Versorgungsmedium 50 strömende Menge W₀ (Fig. 3) durch die Auslaßaufweisenderi Seitenwand des Gehäuses derart ange- Öffnung 16 (Fig. 1) ihr Maximum, wenn der Steuerordnet ist, daß eine ringförmige Kammer zwischen stromdruck an der Einlaßbohrung 24 gleich Null ist. diesem Teil und der inneren Umfangswand des Ge- Ist der Steuerstromdruck Null, wird keine Rotationshauses und eine Strömungsverbindung zwischen der bewegung auf das zugeführte Versorgungsmedium Einlaßöffnung für das Versorgungsmedium und der 55 übertragen, während es durch die ringförmige Kamringförmigen Kammer gebildet wird, und daß die mer 32 strömt; das Ergebnis davon ist, daß das VerEinrichtung zum Einführen des Steuerstroms derart sorgungsmedium schnell durch die Wirbelstromausgerichtet ist, daß sie den Steuerstrom nahezu kammer 36 zu der Auslaßöffnung 16 strömt,
tangential der ringförmigen Kammer zuführt. Die maximale Durchstrommenge aus der Öffnung Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber dem 60 16 herrscht gemäß Fig. 3 in Punkt 38, wo der Bekannten besteht darin, daß das Versorgungs- Druck des Steuerstromes P_c gleich Null ist.
medium, bevor es effektiv in die Wirbelstromkammer .Wenn ein Steuerstromdruck an der Bohrung 24 eintritt, bereits von der Steuergröße beeinflußt wurde (F i g. 1) angelegt wird, tritt der Steuerstrom durch und darüber hinaus sehr viel gleichmäßiger verteilt die Austrittsöffnungen 30 (Fig. 2) in die ringförmige in die Wirbelstromkammer einströmen kann. Da- 65 Kammer 32 aus und überträgt eine Rotationsbewedurch wird als besonderer Vorteil weitgehendst ver- gung auf das Versorgungsmedium, während dieses mieden, daß sich im Strömungsbild eine Turbulenz durch die ringförmige Kammer 32 strömt. Da die ausbilden kann. Kammer 32 verhältnismäßig klein ist und da eine

Vielzahl von Austrittsöffnungen 30 zu ihr führen, wird die Rotationsbewegung sehr wirksam auf das zugeführ.te Versorgungsmedium übertragen. Zu dem Versorgungsmedium, das dann in die Wirbelstromkammer 36 eintritt, ist zu der radialen Geschwindigkeitskomponente noch eine kreisförmige hinzugekommen. Diese Rotationsgeschwindigkeit vergrößert sich bei Annäherung der Strömung an die Öffnung 16 und als Ergebnis davon wird eine Verringerung der Strömung aus dieser öffnung bewirkt. Der Grad der Verringerung der Strömung nimmt etwa proportional mit der Zunahme des Steuerstromdruckes zu. Das Diagramm in F i g. 3 zeigt, wie bei gleichbleibendem Versorgungsmitteldruck die Gesamtheit der durchströmenden Menge W₀ durch die Öffnung 16 abnimmt, wenn der Druck P_c des Steuerstromes zunimmt.

Aus F i g. 3 ist zu entnehmen, daß zwischen den Punkten 40 und 42 die Durchflußmenge W₀ zwischen einer verhältnismäßig großen Menge und einer verhältnismäßig kleinen Menge bei verhältnismäßig geringer Vergrößerung des Steuerstromdruckes stark abnimmt.

In der oben beschriebenen Ausführung wurde der Steuerstrom durch die Kanäle 28 dem zylindrischen Teil 18 zugeführt. Es ist einzusehen, daß dieser nahezu tangentiale Steuerstrom in die ringförmige Kammer 32 auch durch Auslaßöffnungen am Gehäuse 10 zugeführt werden kann. Außerdem kann für verschiedene Anwenduhgsformen eine einzige oder eine Vielzahl von Steuerstrom-Austrittsöffnungen entweder im Teil 18 oder im Gehäuse 10 oder in beiden vorgesehen werden. Auch können die Austrittsöffnungen 30 so angebracht sein, daß eine oder mehrere von ihnen. die Steuerströme in tangential entgegengesetzter Richtung der ringförmigen Kammer 32 zuführen.

Claims (6)

Patentansprüche: 40

1. Wirbelströmungsvorrichtung mit einem zylindrischen Gehäuse, das eine Einlaßöffnung zum Einführen eines Versorgungsmediums und eine Auslaßöffnung zum Ablassen des Mediums aufweist, sowie eine Einrichtung zum Einführen eines nahezu tangential gerichteten Steuerstromes in das Gehäuse, um dem durch das Gehäuse strömenden Versorgungsmedium eine Rotationsgeschwindigkeit zu erteilen, wobei die Menge des aus der Auslaßöffnung ausströmenden Mediums durch den Steuerstrom steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im zylindrischen Gehäuse (10) ein zylindrisches Teil (18) mit Abstand zur inneren Umfangswand und zu einer die Einlaßöffnung (14) für das Versorgungsmedium aufweisenden Seitenwand des Gehäuses (10) derart angeordnet ist, daß eine ringförmige Kammer (32) zwischen diesem Teil (18) und der inneren Umfangswand des Gehäuses (10) und eine Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung (14) für das Versorgungsmedium und der ringförmigen Kammer (32) gebildet wird, und daß die Einrichtung (30) zum Einführen des Steuerstroms derart ausgerichtet ist, daß sie den Steuerstrom nahezu tangential der ringförmigen Kammer (32) zuführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einführen des Steuerstromes in die ringförmige Kammer (32), bestehend aus einer oder mehreren Austrittsöffnungen (30), in dem zylindrischen Teil (18) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von in gleichen Abständen längs des Umfangs angeordneten Austrittsöffnungen (30) im zylindrischen Teil (18) zum Einführen des Steuerstromes in die ringförmige Kammer (32) vorgesehen ist, wobei die Austrittsöffnungen (30) über Kanäle (28) mit einer Öffnung (26) einer Einlaßbohrung (24) am zylindrischen Teil (18) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstrom-Austrittsöffnungen (30) im zylindrischen Gehäuse (10) oder im zylindrischen Gehäuse (10) und im zylindrischen Teil (18) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Austrittsöffnungen (30) derart angeordnet sind, daß die Steuerströme in tangential entgegengesetzter Richtung der ringförmigen Kammer (32) zugeführt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Teil (18) zwischen seiner einen Seite und der einen Seitenwand des zylindrischen Gehäuses (10), die die Einlaßöffnung (14) aufweist, eine Füllkammer (34) und zwischen seiner anderen Seite und der anderen Seitenwand des Gehäuses (10), die die Auslaßöffnung (16) enthält, eine .Wirbelstromkammer (36) bildet, wobei die Füllkammer (34) und die Wirbelstromkammer (36) mit der ringförmigen Kammer (32) in Strömungsverbindung stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen