DE1600420B2 - WonostabHes, fluidic OR-NOR wall jet element - Google Patents
WonostabHes, fluidic OR-NOR wall jet elementInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein monostabiles, fluidisches OR-NOR-Wandstrahl-Element mit einer Seitenwände aufweisenden Wechselwirkungskammer, in die eine Arbeitsstrahldüse sowie in gleicher Ebene und im wesentlichen senkrecht dazu mindestens eine Steuerstrahldüse münden und von der zwei Auslaßkanäle ausgehen.The invention relates to a monostable, fluidic OR-NOR wall jet element with a side wall having interaction chamber, in which a working jet nozzle and in the same plane and At least one control jet nozzle opens essentially perpendicular to it and from which two outlet channels go out.
Allgemein tritt in ein fluidisches Wandstrahl-Element eine Fluidströmung hoher Energie, die im folgenden als Arbeitsstrahl bezeichnet wird, aus einer Düse oder öffnung in eine Wechselwirkungskammer ein, wobei die Düse oder öffnung derart konstruiert ist, daß der Arbeitsstrahl im Raum gut abgegrenzt ist; diese Strömung wird durch die Druckverteilung in den Grenzschichtbereichen des Arbeitsstrahles zu einem der beiden Auslaßkanäle hin gerichtet. Diese Druckverteilung wird beeinflußt oder gesteuert durch die Gestalt der Wand der Wechselwirkungskammer, durch die Energiehöhe des Arbeitsstrahles, durch die Förder- oder Transportcharakteristika des Fluids, durch den Rückdruck der Auslaßkanäle sowie durch die Strömung eines Steuerfluids zum Grenzschichtbereich hin.In general, a fluid flow of high energy occurs in a fluidic wall jet element, which is hereinafter referred to as Working jet is referred to, from a nozzle or opening into an interaction chamber, the The nozzle or opening is constructed in such a way that the working jet is well delimited in space; this current becomes one of the two outlet channels due to the pressure distribution in the boundary layer areas of the working jet directed towards. This pressure distribution is influenced or controlled by the shape of the wall of the Interaction chamber, through the energy level of the working beam, through the conveying or transport characteristics of the fluid, by the back pressure of the outlet channels and by the flow of a control fluid towards the boundary layer area.
Bei einem bistabilen Wandstrahl-Element kann der Arbeitsstrahl durch den Steuerstrahl zur gegenüberliegenden Wand der Wechselwirkungskammer abgelenkt werden, wobei der Arbeitsstrahl sich an diese gegenüberliegende Wand »anlegt« und in dieser Anlagestellung verbleibt, auch wenn der Steuerstrahl abgeschaltet wird. Bei einem monostabilen Wandstrahl-Element bleibt der Arbeitsstrahl von sich aus, d. h. ohne die Einwirkung eines Steuerstrahls, nur an einer Wand der Wechselwirkungskammer in Anlagestellung. Der Arbeitsstrahl kann zwar zur gegenüberliegenden Wand abgelenkt werden, jedoch nur so lange, wie ein Steuerstrahl vorhanden ist. Wenn der Steuerstrahl abgeschaltet oder beendet wird, kehrt der Arbeitsstrahl automaIn the case of a bistable wall jet element, the working jet can pass through the control jet to the opposite one Wall of the interaction chamber are deflected, with the working beam at this opposite Wall "touches" and remains in this contact position, even if the control jet is switched off will. In the case of a monostable wall jet element, the working jet remains on its own, i. H. without the action of a control jet, only on one wall of the interaction chamber in the contact position. The working beam can be deflected to the opposite wall, but only as long as a control beam is available. When the control beam is switched off or terminated, the working beam automatically reverses
tisch in die Anlagestellung an die erste Wand zurück.table back in the contact position on the first wall.
Ein bekanntes fluidisches OR-NOR-Element ist eine monostabile Vorrichtung, bei der nur auf einer Seite der Wechselwirkungskammer eine oder mehrere Steueröffnungen vorgesehen sind. Diese öffnungen sind an Fluidsignalquellen angeschlossen, so daß der Arbeitsstrahl zum anderen Auslaßkanal abgelenkt wird, wenn ein Steuerstrahl aus diesen öffnungen austritt Wenn daher von irgendeiner, mehreren oder allen Fluidsignalquellen ein Fluidstrom durch die Steuerdüsen hindurch erzeugt wird, wird der Arbeitsstrahl -zum unstabilen Auslaßkanal hin abgelenkt. Dies ist der sogenannte »OR-Zustand«, weil irgendeine oder auch jede andere der Signalquellen den Arbeitsstrahl umlenken kann. Wenn kein Signal geliefert wird, fließt der Arbeitsstrahl durch den stabilen Auslaßkanal. Dies ist der sogenannte »NOR-Zustand«, da keine der Signalquellen den Arbeitsstrahl ablenkt. OR-NOR-Elemente dieser Art sind aus der US-PS 3 240 319 sowie aus »Transaction of the Society of Instrument Technology«, Februar 63, bekannt.A well-known fluidic OR-NOR element is a monostable device in which only on one side one or more control openings are provided in the interaction chamber. These openings are connected to fluid signal sources so that the working jet is deflected to the other outlet channel, when a control jet emerges from these openings If therefore from any, several or all Fluid signal sources a fluid flow is generated through the control nozzles, the working jet -zum deflected unstable outlet channel. This is the so-called "OR state" because either or also any other of the signal sources can deflect the working beam. If no signal is supplied, the flows Working jet through the stable outlet channel. This is the so-called »NOR state« because none of the signal sources deflects the working beam. OR-NOR elements of this type are disclosed in US Pat. No. 3,240,319 as well Transaction of the Society of Instrument Technology, February 63, known.
Aus der US-PS 3 174 497 ist es bekannt, bei fluidischen Freistrahl-Elementen Sperrsignaldüsen vorzusehen. Die in dieser Druckschrift offenbarte Lehre geht jedoch dahin, die Sperrsignaldüse senkrecht zu der von der Arbeitsstrahldüse und der Steuerstrahldüse gebildeten Ebene anzuordnen, um den Arbeitsstrahl aus dieser Ebene heraus ablenken zu können. Dadurch werden jedoch weitere Kanäle zur Aufnahme des abgelenkten Arbeitsstrahls erforderlich^ was den Aufbau dieser vorbekannten Elemente aufwendig macht. Darüber hinaus »sieht« die an die Auslaßkanäle eines derartigen Elements angeschlossene Vorrichtung während der Betätigung eines Sperrsignals einen Zustand, welcher normalerweise bei OR-NOR-Elementen nicht auftritt. Während dieser Zeit tritt nämlich kein Arbeitsstrahl aus einem der beiden Auslaßkanäle aus, was eine besondere Anpassung der sich an die Auslaßkanäle anschließenden Vorrichtung notwendig macht.From US-PS 3,174,497 it is known in fluidic Provide blocking signal nozzles for free jet elements. The teaching disclosed in this document works however, the blocking signal nozzle is perpendicular to that formed by the working jet nozzle and the control jet nozzle Arrange level in order to be able to deflect the working beam out of this level. This will be however, further channels for receiving the deflected working beam are required ^ which is the structure of this previously known Makes elements expensive. In addition, the "looks" at the outlet channels of such an element connected device during the actuation of a locking signal a state which normally does not occur with OR-NOR elements. During this time there is no working beam from one of the two outlet channels, which is a special adaptation of the adjoining the outlet channels Makes device necessary.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein monostabiles fluidisches OR-NOR-Wandstrahl-Element zu schaffen, das nicht nur OR-NOR-Funktionen liefert, sondern auch eine Möglichkeit zur Unterbindung dieser Funktion aufweist und eine einfaehe und kompakte Bauweise des OR-NOR-Wandstrahl-Elementes zuläßt.The present invention is based on the object of a monostable fluidic OR-NOR wall jet element to create that not only provides OR-NOR functions, but also a possibility for Has prevention of this function and a simple and compact design of the OR-NOR wall jet element allows.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die der Steuerstrahldüse gegenüberliegende Seitenwand der Wechselwirkungskammer eine an sich bekannte Sperrsignaldüse mündet, welche der Steuerstrahldüse direkt gegenüber und in der von der Arbeitsstrahldüse und der Steuerstrahldüse gebildeten Ebene liegt. Bei einem in dieser Weise ausgebildeten OR-NOR-Element kann durch Zuführung eines Sperrstrahles die Wirkung des Steuerstrahls kompensiert werden, so daß die OR-NOR-Funktion unterbunden ist. Darüber hinaus sind— außer für die Zuführung des Sperrstrahls — keine weiteren Zu- oder Abführungskanäle erforderlich, so daß der Aufbau einfach und kompakt gestaltet werden kann.This object is achieved according to the invention in that in the one opposite the control jet nozzle Side wall of the interaction chamber opens a known blocking signal nozzle, which the control jet nozzle directly opposite and in the plane formed by the working jet nozzle and the control jet nozzle lies. In the case of an OR-NOR element designed in this way, a blocking beam can be fed in the effect of the control jet can be compensated, so that the OR-NOR function is prevented. About that apart from the supply of the blocking jet, there are no further supply or discharge channels required so that the structure can be made simple and compact.
Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten OR-NOR-Element erfolgt durch den Sperrstrahl keine Ablenkung des Arbeitsstrahles, sondern lediglich eine Aufhebung der Wirkung des Steuerstrahles, so daß der Arbeitsstrahl die Wechselwirkungskammer durch den Auslaßkanal verläßt, durch den er ohne Steuersignal ebenfalls hindurchtreten würde.In the case of an OR-NOR element designed according to the invention, there is no deflection by the blocking beam of the working beam, but merely a cancellation of the effect of the control beam, so that the working beam leaves the interaction chamber through the outlet channel through which it leaves without a control signal would also pass through.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des GegenstandesAn advantageous further development of the object
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der Erfindung besteht darin, daß die Sperrsignaldüse einen größeren Querschnitt aufweist als die Steuerstrahldüse. Dadurch wird mit Sicherheit erreicht, daß der Sperrstrahl in der Lage ist, die Wirkung des Steuerstrahls aufzuheben. ·of the invention is that the locking signal nozzle has a larger cross section than the control jet nozzle. This ensures with certainty that the blocking beam is capable of the effect of the control beam to cancel. ·
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird an Hand der F i g. 1 und 2 erläutert: F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht eines monostabilen, fluidischen OR-NOR-Wandstrahl-Elementes gemäß der Erfindung;A preferred exemplary embodiment of the present invention is illustrated with reference to FIGS. 1 and 2 explained: F i g. 1 shows a side view of a monostable, fluidic OR-NOR wall jet element according to FIG the invention;
F i g. 2 ist eine Draufsicht auf das OR-NOR-Wandstrahl-Element gemäß der vorliegenden Erfindung.F i g. Figure 2 is a top plan view of the OR-NOR wall jet element according to the present invention.
Das strömende Fluid kann komprimierbar sein, wie etwa Luft, Stickstoff oder andere Gase, oder nicht komprimierbar, wie etwa Wasser oder andere Flüssigkeiten. Sowohl die komprimierbaren als auch die nicht komprimierbaren Fluide können Feststoffe enthalten.The flowing fluid may or may not be compressible, such as air, nitrogen, or other gases compressible, such as water or other liquids. Both the compressible and the non-compressible Compressible fluids can contain solids.
In F i g. 1 ist ein OR-NOR-Wandstrahl-Element 10 dargestellt, das Platten 12 und 14 aufweist, in denen geeignete Kanäle oder Öffnungen ausgebildet sind. Die Kanäle und inneren Öffnungen in diesen Platten müssen geringere Tiefe als die Plattendicke haben, da diese ) Platten auch die Abschlußdeckelplatten der Vorrichtung bilden. Die Vorrichtung kann z.B. teilweise in einer der Platten ausgebildet sein, während der Rest der Vorrichtung in der anderen Platte ausgebildet ist und die Platten dann derart zusammengesetzt sind, daß die Kanäle die richtigen Verbindungen miteinander erhalten. Rohre 16, 18, 20 und 22 bilden geeignete Anschlüsse an die verschiedenen Kanäle. Die Platten 12 und 14 sind in der Darstellung durch Verschmelzung miteinander verbunden. Zur Erleichterung der Beschreibung und der Darstellung ist die Platte 12 so dargestellt, als bestehe sie aus durchsichtigem Werkstoff.In Fig. 1 shows an OR-NOR wall jet element 10 having plates 12 and 14 in which suitable channels or openings are formed. The channels and internal openings in these panels must be Depth less than the plate thickness, as these plates also form the end cover plates of the device form. For example, the device may be partially formed in one of the plates, while the rest the device is formed in the other plate and the plates are then assembled such that the channels get the right connections with each other. Pipes 16, 18, 20 and 22 form suitable connections to the different channels. The plates 12 and 14 are shown by fusing connected with each other. For ease of description and illustration, the plate 12 is shown as as if it were made of transparent material.
Die Platten 12 und 14 können aus irgendeinem geeigneten Werkstoff bestehen, etwa aus Metall, Glas, keramischem
Werkstoff, Kunststoff od. dgl, und sie können mit irgendeinem, dem Fachmann bekannten Verfahren,
etwa durch Verschmelzung der Platten miteinander, Befestigung der Platten mittels Schrauben u. dgl., aneinander
befestigt, miteinander verschmolzen oder miteinander verbunden sein.
Gemäß F i g. 2 ist eine geeignete (nicht dargestellte)The plates 12 and 14 can be made of any suitable material, such as metal, glass, ceramic material, plastic or the like, and they can with any method known to those skilled in the art, for example by fusing the plates together, fastening the plates by means of screws and the like Like., attached to one another, fused to one another or connected to one another.
According to FIG. 2 is a suitable (not shown)
ί Quelle von unter hohem Druck stehendem Fluid an eine öffnung 24 angeschlossen, von der aus das Fluid durch eine Arbeitsstrahldüse 26 strömt und aus dieser Düse als gut abgegrenzter, energiereicher Arbeitsstrahl in eine Wechselwirkungskammer 28 austritt Da es sich um eine monostabile Wandstrahl-Vorrichtung handelt, sind die Teile der Vorrichtung derart gestaltet und angeordnet, daß sich der Arbeitsstrahl automatisch an die Wand 30 der Wechselwirku,.gskammer 28 anlegt und durch einen Auslaßkanal 32 fließt. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Zum Beispiel kann man die Wechselwirkungskammer 28 hinsichtlich der Arbeitsstrahldüse 26 derart gestalten, daß die Wand 30 näher am Arbeitsstrahl liegt als die Wand 34. Außerdem kann man einen Fluidteiler 36 derart gestalten und anordnen, daß er die normale Strömung von der Arbeitsstrahldüse 26 in den Auslaßkanal 32 lenkt und führt. Der Fachmann ist ohne weiteres in der Lage, die verschiedenen Elemente so zu bestimmen und zu gestalten, daß die Vorrichtung als monostabile Vorrichtung arbeitet.ί Source of fluid under high pressure connected to an opening 24, from which the fluid flows through a working jet nozzle 26 and exits from this nozzle as a well-defined, high-energy working jet into an interaction chamber 28. the parts of the device are designed and arranged such that the working beam is u automatically against the wall 30 of the exchange action, .gskammer 28 creates and flows through an outlet passage 32nd This can be achieved in a number of ways. For example, one can design the interaction chamber 28 with respect to the working jet nozzle 26 such that the wall 30 is closer to the working jet than the wall 34. A fluid divider 36 can also be designed and arranged to allow normal flow from the working jet nozzle 26 into the outlet channel 32 guides and guides. The person skilled in the art is readily able to determine and design the various elements so that the device operates as a monostable device.
An der Seitenwand 30 der Wechselwirkungskammer 28 ist eine Steuerstrahldüse 38 vorgesehen. Der Arbeitsstrahl wird durch einen Steuerstrahl aus der öffnung 38 so abgelenkt, daß er so lange durch den Auslaßkanal 40 fließt, wie ein Steuerstrahl durch die Steuerstrahldüse 38 hindurch zur Verfügung steht.A control jet nozzle 38 is provided on the side wall 30 of the interaction chamber 28. The working beam is deflected by a control jet from the opening 38 so that it passes through the outlet channel for so long 40 flows as a control jet is available through the control jet nozzle 38.
Gegenüber der Steuerstrahldüse 38 ist eine Sperrsignaldüse 46 in der Wechselwirkungskammer vorgesehen. Von einer geeigneten, an die öffnung 48 angeschlossenen Quelle her wird ein Sperrsignalstrom geliefert, um einen Sperrstrahl durch die öffnung 46 austreten lassen zu können.A blocking signal nozzle 46 is provided in the interaction chamber opposite the control jet nozzle 38. A blocking signal current is supplied from a suitable source connected to the opening 48, in order to be able to let a blocking jet emerge through the opening 46.
Entlüftungsöffnungen 50 und 52 liefern beim Durchtritt des Arbeitsstrahles durch den Auslaßkanal 32 oder durch den Auslaßkanal 40 in für den Fachmann bekannter Weise eine mitzuschleppende Strömung.Ventilation openings 50 and 52 provide when the working jet passes through the outlet channel 32 or a flow to be entrained through the outlet channel 40 in a manner known to the person skilled in the art.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Das Fluid tritt durch die Arbeitsstrahldüse 26 als Arbeitsstrahl in die Wechselwirkungskammer 28 ein. Gemäß der obigen Beschreibung legt sich der Arbeitsstrahl automatisch an die Wand 30 an und tritt in den Auslaßkanal 32 ein.The device works as follows. The fluid enters through the working jet nozzle 26 as a working jet the interaction chamber 28. According to the description above, the working beam automatically lays down on the wall 30 and enters the outlet channel 32.
Ein Steuerstrahl durch die Steuerstrahldüse 38 bewirkt, daß der Arbeitsstrahl vom Auslaßkanal 32 zum Auslaßkanal 40 umgelenkt wird. Bis zu diesem Punkt stimmt die Arbeitsweise der Vorrichtung mit derjenigen eines herkömmlichen OR-NOR-Wandstrahl-Elementes insofern überein, als der Arbeitsstrahl durch den NOR-Auslaßkanal 32 fließt, wenn weder durch die Einlaßsignalöffnung 42 noch durch die Einlaßsignalöffnung 44 ein Steuerstrahl zugeleitet wird, während der Arbeitsstrahl zum OR-Auslaßkanal 40 abgelenkt wird, wenn entweder durch die Einlaßsignalöffnung 42 oder durch die Einlaßsignalöffnung 44 oder durch beide Einlaßsignalöffnungen ein Fluidsignal zugeleitet wird.A control jet through the control jet nozzle 38 causes the working jet from the outlet channel 32 to the Outlet channel 40 is deflected. Up to this point, the operation of the device is consistent with that of a conventional OR-NOR wall beam element in that the working beam passes through the NOR outlet passage 32 flows when neither through the inlet signal port 42 nor through the inlet signal port 44 a control beam is fed while the working beam is deflected to the OR outlet channel 40, if through either inlet signal port 42 or through inlet signal port 44 or through both inlet signal ports a fluid signal is supplied.
Wenn die Ablenkung des Arbeitsstrahles zum OR-Auslaßkanal 40 nicht nur davon abhängig sein soll, daß ein Fluidsignal an der öffnung 38 zur Verfügung steht, sondern zusätzlich auch davon, daß eine andere vorgegebene Situation oder Bedingung oder ein anderer vorgegebener Zustand vorhanden ist, sieht man ein Sperrsignal von der Sperrsignaldüse 46 her vor, das das von der Steuerstrahldüse 38 abgegebene Signal unterbindet oder überwindet, so daß der Arbeitsstrahl zum Auslaßkanal 32 zurückkehrt oder weiter durch diesen Auslaßkanal fließt, so als ob kein Signal durch die Steuerstrahldüse 38 übertragen würde.If the deflection of the working beam to the OR outlet channel 40 should not only depend on the fact that a fluid signal is available at the opening 38, but also from the fact that another predetermined If there is a situation or condition or some other predefined state, you will see a blocking signal from the blocking signal nozzle 46, which prevents the signal emitted by the control jet nozzle 38 or overcomes, so that the working jet returns to the outlet channel 32 or further through this outlet channel flows as if no signal was transmitted through the control jet nozzle 38.
Selbstverständlich muß der Druck des Sperrfluids groß genug sein, um die Kraft des durch die Steuerstrahldüse 38 austretenden Steuerstrahls zu überwinden. Man führt die Sperrsignaldüse 46 daher vorzugsweise mit einem größeren Querschnitt aus, so daß genügend Sperrfluid durch die Sperrsignaldüse 46 hindurchtreten kann.Of course, the pressure of the barrier fluid must be large enough to the force of the through the control jet nozzle 38 exiting control jet to overcome. The blocking signal nozzle 46 is therefore preferably guided with a larger cross-section, so that sufficient barrier fluid can pass through the barrier signal nozzle 46 can.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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