DE1650067B1 - Function generator - Google Patents
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- F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
- F15C1/00—Circuit elements having no moving parts
- F15C1/14—Stream-interaction devices; Momentum-exchange devices, e.g. operating by exchange between two orthogonal fluid jets ; Proportional amplifiers
- F15C1/146—Stream-interaction devices; Momentum-exchange devices, e.g. operating by exchange between two orthogonal fluid jets ; Proportional amplifiers multiple arrangements thereof, forming counting circuits, sliding registers, integration circuits or the like
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Description
Die Erfindung betrifft einen Funktionsgenerator zur Erzeugung mathematischer Funktionen mit zwei veränderlichen Eingangsgrößen, bei dem ein von einer Quelle konstanten Druckes gespeister, ablenkbarer Strahl eines strömenden Mediums gegen eine zur Aufnahme des Mediums bestimmte Auffängervorrichtung gerichtet ist, die eine Mehrzahl Auffänger umfaßt, welche mehrere in einer Ebene liegende Reihen bilden.The invention relates to a function generator for generating mathematical functions with two variable input variables, in which a source of constant pressure fed, deflectable Jet of a flowing medium against a collecting device intended to receive the medium is directed, which comprises a plurality of catchers, which several in a plane Form horizontal rows.
Bei solchen Funktionsgeneratoren bzw. Verstärkern für strömende Medien ist es bekannt (schweizerische Patentschrift 425 289), den ablenkbaren Strahl mittels zweier Steuerstrahlen abzulenken, die senkrecht zum ablenkbaren Strahl und senkrecht zueinander angeordnet sind. Während die erste Ablenkung in Richtung der in Reihe angeordneten Auffänger erfolgt, bewirkt die zweite Ablenkung, daß der Strahl die Auffängervorrichtung mehr oderweniger voll trifft. Da der dynamische Druck von der Strahlmitte nach der Seite nach außen eine Funktion dieses Seitenabstandes ist und mit dem axialen Abstand von der Düse abnimmt, ist der an den Auffängern gemessene Druck eine Funktion der Ablenkungen durch die beiden Steuerstrahlen, die in Abhängigkeit von zwei unabhängig voneinander veränderlichen Eingangsgrößen gesteuert werden können. Ferner bestimmt die Weite des Auffängers den mittleren dynamischen Druck, welcher durch den Auffänger zurückgewonnen wird. Die Änderung des mittleren Druckes ist auf eine Seitenverschiebung des Strahles zurückzuführen, die umgekehrt mit der Weite des Auffängers variiert. Dadurch kann mit Auffängern unterschiedlicher Weite ebenfalls in der Strahlablenkung entsprechender Druck an der Auffängervorrichtung erzeugt werden.It is known for such function generators or amplifiers for flowing media (Swiss Patent specification 425 289) to deflect the deflectable beam by means of two control beams, the are arranged perpendicular to the deflectable beam and perpendicular to each other. During the first distraction takes place in the direction of the series-arranged catchers, the second deflection causes that the beam hits the catcher more or less fully. Since the dynamic pressure of the center of the beam to the outside is a function of this lateral distance and with the As the axial distance from the nozzle decreases, the pressure measured at the interceptors is a function of the Distractions caused by the two control beams, which are dependent on two independent of each other variable input variables can be controlled. It also determines the width of the catcher the mean dynamic pressure recovered by the receiver. The change of the mean pressure is due to a lateral shift of the jet, which is the opposite of that The width of the catcher varies. This allows with Catching of different widths also in the beam deflection corresponding pressure on the catching device be generated.
Der bekannte Verstärker hat den Nachteil, daß die Auffängervorrichtung nur von einem Teil des ablenkbaren Strahles mit unterschiedlicher Wirkung getroffen wird und damit nur ein Teil zur Messung ausgenutzt wird, so daß die Erfassung der Ausgangsgröße meßtechnisch sehr schwierig ist. Außerdem bewirken kleine Fehler in der Ablenkung des Strahles und fertigung'sbediiigte sowie zeitweise auftretende Störungen der Strahlausbildung große Abweichungen im Ergebnis.The known amplifier has the disadvantage that the collecting device of only part of the deflectable beam is hit with different effects and thus only part of the measurement is exploited, so that it is very difficult to measure the output variable. aside from that cause small errors in the deflection of the beam and manufacturing-related as well as intermittent ones Disturbances in the beam formation, large deviations in the result.
Es istferner bekannt (USA.-Patentschrift 3 004 547), bei einem digital arbeitenden Verstärker für strömende Medien den Strahl bis kurz vor der Auffängervorrichtung in einem schwenkbaren Strahlrohr zu führen, das mittels Steuerstrahlen abgelenkt wird.It is also known (U.S. Patent 3,004,547) in the case of a digital amplifier for flowing media, the jet up to shortly before the collecting device to lead in a swiveling jet pipe, which is deflected by means of control jets.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und einen möglichst kompakten Funktionsgenerator zu schaffen. Sie wird bei einem "Funktionsgenerator der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die,Auffängervorrichtung eine zwischen zwei Haupträumen eines Gehäuses angeordnete Trennwand ist, die dicht gebündelt verlaufende, enge, laminare Strömung gewährleistende Kanäle unterschiedlicher Länge aufweist, wobei diese Kanäle eine ihrer Lage in einem rechtwinkligen Koordinatensystem entsprechende Länge aufweisen, und daß die Abströmung aus dem von dem ablenkbaren Strahl durchquerten Raum gedrosselt im Sinne der Aufrechterhaltung eines gewünschten Druckes erfolgt, während der Raum jenseits der Trennwand mit dem Eingang einer Druckmeßeinrichtung in ständiger Verbindung steht und der Querschnitt des Strahles klein gegenüber der gesamten von den Kanälen in der Trennwand eingenommenen Fläche ist.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages indicated and one possible to create a compact function generator. In the case of a "function generator" it is the input described type solved in that the, catcher is a partition arranged between two main rooms of a housing, which is tight Bundled, narrow, laminar flow channels of different lengths having, these channels having one of their position in a rectangular coordinate system corresponding Have length, and that the effluent from which the deflectable jet traversed Choked in the sense of maintaining a desired pressure takes place during the space Space beyond the partition is in constant communication with the input of a pressure measuring device and the cross-section of the beam small compared to the total of the channels in the partition occupied area.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Funktionsgenerators beruht darauf, daß je nach dem Ausmaß der Auslenkung des Flüssigkeitsstrahles aus einer Grundstellung heraus dieser Strahl auf mehr oder weniger lange Durchflußkanäle in der Trennwand trifft. Die durch diese Kanäle an der Auftreffstelle des Strahles in den zweiten Raum strömende undThe effect of the function generator according to the invention is based on the fact that, depending on the extent the deflection of the liquid jet from a basic position out of this jet to more or meets less long flow channels in the partition. The through these channels at the point of impact of the beam flowing into the second space and
ίο anschließend durch die unbeaufschlagten Kanäle zurückströmende Flüssigkeit erzeugt grundsätzlich eine Drucksteigerung in diesem zweiten Raum, deren Ausmaß abhängig ist von der Länge der Einströmkanäle und dem für die Rückströmung insgesamt zur Verfügung stehenden Querschnitt. Wird somit die Auftreffstelle des Strahles aus irgendeiner Zone in eine Zone längerer Durchflußkanäle verlagert, so sinkt der Druck im Raum hinter der Trennwand, bzw. er steigt an, wenn die Verlagerung der Auftreffstelle in eine Zone kürzerer Durchflußkanäle erfolgt. Daß das Ausmaß der Druckänderungen unter der Voraussetzung, daß die Kanäle laminare Durchströmbedingungen gewährleisten und der Strahlquerschnitt klein ist im Verhältnis zum Gesamtdurchlaßquerschnitt der Kanäle, unabhängig von der Viskosität der Flüssigkeit vornehmlich durch die Länge der Durchflußkanäle bestimmt wird, läßt sich durch eine einschlägige Rechnung leicht nachweisen. Jeder möglichen Kombination der strahlablenkenden Eingangsgrößen y und χ ist somit eine bestimmte Auftreffstelle des Strahles zugeordnet. Dabei trifft stets der gesamte Strahl die Auffängervorrichtung, die erfindungsgemäß in zwei Richtungen durchströmt wird und -dadurch sehr kompakt gehalten werden kann. Da ferner der Druck hinter der Auffängervorrichtung in erster Linie von der Länge der getroffenen Kanäle abhängt, die aber von äußeren Einflüssen unabhängig ist, ist die Ausgangsgröße meßtechnisch leicht und genau zu erfassen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung tritt der ablenkbare Strahl nahe vor der Auftreffstelle aus einem verschwenkbaren Rohr aus, wobei zweckmäßig die Halterung des Rohres "an der der durchbrochenen Trennwand gegenüberliegenden Wand des von ihm durchquerten Raumes über ein biegeelastisches Glied (Federbalg oder dünnwandiges Rohrstück) erfolgt. Das Verschwenken des Strahlrohres kann durch auf Änderungen der Eingangsdrücke ansprechende Federbälge oder Dosenpakete erfolgen.ίο subsequently flowing back through the unaffected channels generates a pressure increase in this second space, the extent of which is dependent on the length of the inflow channels and the overall cross section available for the return flow. Thus, if the point of impact of the jet is shifted from any zone into a zone of longer flow channels, the pressure in the space behind the dividing wall falls or increases if the point of impact is shifted to a zone of shorter flow channels. The fact that the extent of the pressure changes, provided that the channels ensure laminar flow conditions and the jet cross-section is small in relation to the total flow cross-section of the channels, is primarily determined by the length of the flow channels, regardless of the viscosity of the liquid, can easily be proven by a relevant calculation . Each possible combination of the beam-deflecting input variables y and χ is therefore assigned a specific point of impact of the beam. The entire beam always hits the collector device, which, according to the invention, has a flow through it in two directions and can therefore be kept very compact. Furthermore, since the pressure behind the catching device depends primarily on the length of the ducts hit, which is independent of external influences, the output variable can be measured easily and precisely. In a further embodiment of the invention, the deflectable beam emerges from a pivotable tube close to the point of impact, the tube being appropriately held on the wall of the space through which it traversed, opposite the perforated partition, via a flexible member (bellows or thin-walled pipe section). The swiveling of the jet pipe can take place by means of spring bellows or can packets which respond to changes in the inlet pressures.
Die Zeichnungrzeigt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung.The drawing shows three exemplary embodiments of the invention.
Abb. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Funktionsgenerator mit einem der Auslenkung durch die EingarigsgrößenX y ausgesetzten Strahlrohr;FIG. 1 shows a function generator according to the invention with a beam pipe exposed to the deflection by the single-axis variables X y;
Abb. 2 stellt einen Schnitt-durch den Funktionsgenerator nach Ab b. 1 nach der LinieΙΙ-Π dar;Fig. 2 shows a section through the function generator after Ab b. 1 along the line-Π;
Abb. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Funktionsgenerator mit einem nachgeschalteten Fluidic-Verstärker; Fig. 3 shows a function generator according to the invention with a downstream Fluidic amplifier;
Abb. 4 veranschaulicht eine Ausführung, bei der der abzulenkende Flüssigkeitsstrahl den ihm zugeordneten Raum ganz durchquert und durch zwei flache Steuerstrahlen abgelenkt wird;Fig. 4 illustrates an embodiment in which the jet of liquid to be deflected completely crosses the space assigned to it and through two shallow control beams are deflected;
Abb. 5 stellt einen Schnitt durch den Funktionsgenerator nach A b b. 4 nach der Linie ΠΙ-ΠΙ dar;Fig. 5 shows a section through the function generator according to A b b. 4 along the line ΠΙ-ΠΙ;
Die Abb. 6 und 7 zeigen Aufbaumöglichkeiten für das Kanalbündel in der Trennwand.
Der in Abb. 1 schematisch im Schnitt dargestellteFigs. 6 and 7 show possible structures for the duct bundle in the partition.
The one shown in Fig. 1 schematically in section
und vornehmlich der Veranschaulichung des Erfindungsgedankens dienende Funktionsgenerator besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 6, das durch eine Wand 9 in zwei Haupträume 7 und 8 aufgeteilt ist, einem durch die Wand 10 vom Raum 7 getrennten Raum 11 sowie aus einem im Raum 7 schwenkbar angeordneten Strahlrohr 12. Der Raum 11 steht über die Leitung 13 mit einer nicht gezeichneten Flüssigkeitsquelle konstanten Druckes P3 in ständiger Verbindung.and the function generator, which is primarily used to illustrate the concept of the invention, consists essentially of a housing 6 which is divided into two main rooms 7 and 8 by a wall 9, a room 11 separated from room 7 by the wall 10 and a jet pipe pivoted in room 7 12. The space 11 is in constant communication via the line 13 with a liquid source (not shown) of constant pressure P 3.
Durch eine nicht gezeichnete Einrichtung wird der DruckP0 im Raum 7 über eine Leitung 14 ebenfalls konstant gehalten. (Diese Einrichtung kann jedoch entfallen, wenn als Bezugsdruck P0 der Atmosphärendruck geeignet ist.) Der Raum 8 schließlich, in dem der als Ausgangsgröße anzusprechende Druck P2 herrscht, steht über die Leitung 15 mit dem Eingang einer Einrichtung zur Messung des Drukkes P2 in ständiger Verbindung. Das Strahlrohr 12 ist an der die Räume 7 und 11 voneinander trennenden Wand 10 über ein dünnes Wellrohr 16 so nachgiebig gehaltert, daß zu seiner Verschwenkung nur sehr geringe Kräfte erforderlich sind. Die Flüssigkeit tritt aus dem Raum 11 durch die Wand 10 und das dünne Wellrohr 16 in das Strahlrohr 12 ein, das quer durch den Raum 7 auf eine als Trennwand 9 ausgebildete, eng gebündelt eine große Anzahl von engen Kanälen The pressure P 0 in the space 7 is also kept constant via a line 14 by a device (not shown). (This device can, however, be omitted if atmospheric pressure is suitable as the reference pressure P 0. ) Finally, space 8, in which the pressure P 2 to be addressed as the output variable prevails, is connected via line 15 to the input of a device for measuring the pressure P 2 in constant contact. The jet pipe 12 is held so resiliently on the wall 10 separating the spaces 7 and 11 from one another via a thin corrugated pipe 16 that only very little forces are required to pivot it. The liquid emerges from the space 11 through the wall 10 and the thin corrugated pipe 16 into the jet pipe 12, which is tightly bundled across the space 7 on a large number of narrow channels formed as a partition 9
17 von unterschiedlicher Länge aufweisende Auffängervorrichtung 18 von insgesamt quadratischem Querschnitt mit der FlächeF = e · c (Abb. 2) gerichtet ist. Aus dem Strahlrohr 12 tritt die unter dem Punkt P3 stehende Flüssigkeit dicht vor dem Körper17 of different lengths having catching device 18 of overall square cross-section with the area F = e · c (Fig. 2). The liquid under point P 3 emerges from the jet pipe 12 just in front of the body
18 mit einem Strahl kleinen Querschnitts F.str aus, der Idein sein soll gegenüber der Fläche F der Auffängervorrichtung 18. In der Auffängervorrichtung 18 sind die Kanäle 17 so angeordnet, daß von einem Bezugspunkte (Abb. 2) aus in vertikaler Richtung nach oben, d. h. in der der Eingangsgröße y zugeordneten Verstellrichtung, die Länge der Kanäle 17 zunimmt und in horizontaler Richtung (x) nach rechts abnimmt. Es ist also so, daß bei jeder Auslenkung des Flüssigkeitsstrahles um einen Weg S3, in vertikaler und Sx in horizontaler Richtung der Strahlkern auf einen Kanal 17 bestimmter Länge trifft. Jeder Auftreffstelle ist damit letzten Endes eine bestimmte Auslenkung des Strahlrohres 12 aus der dem Bezugsauftreffpunkt 0 (Abb. 2) entsprechenden Grundstellung heraus zugeordnet. Die Ablenkung des Strahlrohres erfolgt grundsätzlich durch die Eingangsgrößen χ und y, die am Hebelarm α vom Schwenkpunkt des Rohres 12 an diesem angreifen, und zwar y in vertikaler und χ in horizontaler Richtung. 18 with a beam of small cross-section F. str , which should be idein opposite the surface F of the catcher device 18. In the catcher device 18, the channels 17 are arranged so that from a reference point (Fig. 2) in the vertical direction upwards ie in the adjustment direction assigned to the input variable y, the length of the channels 17 increases and decreases in the horizontal direction (x) to the right. It is so that with each deflection of the liquid jet by a path S 3 , in the vertical and S x in the horizontal direction, the jet core strikes a channel 17 of a certain length. Each point of impact is thus ultimately assigned a certain deflection of the jet pipe 12 from the basic position corresponding to the reference point of impact 0 (Fig. 2). The deflection of the jet pipe is basically carried out by the input variables χ and y, which act on the lever arm α from the pivot point of the pipe 12, namely y in the vertical and χ in the horizontal direction.
Die Wirkungsweise ist folgende: Der Flüssigkeitsstrahl trifft bei irgendeiner Auslenkung mit seinem Querschnitt Fstr auf die linke Seite der Auffängervorrichtung 18 auf und bewirkt, daß durch den an der Auftreffstelle entstehenden Überdruck, der bei kurzer Strahllänge nahezu den Wert P5-P0 annimmt, eine Durchströmung der im Bereich der Auftreffstelle liegenden Kanäle 17 in den bereits flüssigkeitsgefüllten Raum 8 hinein erfolgt. Da aus dem Raum 8 praktisch keine Flüssigkeit durch die Leitung 15 abströmen soll, wird bei dem geschilderten Vorgang Flüssigkeit durch die nicht vom Strahl beaufschlagten Kanäle der Auffängervorrichtung 18 in den Raum 7 hinein verdrängt. Dies hat eine Drucksteigerung vom Ausmaß P2-P0 zur Folge, die um so größer ist, je mehr Flüssigkeit in der Zeiteinheit in den Raum 8 übertritt, letzten Endes also bei konstanter Differenz P3-P0 eindeutig abhängig ist von der ausgemittelten Länge der an der Durchströmung in Richtung Raum 8 beteiligten Kanäle. Die Druckdifferenz P2-P0, die die Ausgangsgrößen des Funktionsgenerators darstellt, ist also eine Funktion der die Strahlauslenkung bewirkenden Eingangsgrößen χ und y. Der Funktionswert ζ ist offenbar um so genauer, je kleiner die Querschnittsabmessungen der Kanäle gegenüber den maximal auftretenden Werten von Sx und S1, sind und je besser die Drücke P3 und P0 konstant gehalten werden.The mode of operation is as follows: With any deflection, the liquid jet hits the left-hand side of the catcher device 18 with its cross-section F str and causes the overpressure at the point of impact, which for a short jet length almost assumes the value P 5 -P 0, there is a flow through the channels 17 located in the area of the point of impact into the space 8 which is already filled with liquid. Since practically no liquid should flow out of the space 8 through the line 15, in the process described, liquid is displaced into the space 7 through the channels of the collecting device 18 that are not acted upon by the jet. This results in an increase in pressure of the magnitude P 2 -P 0 , which is greater the more liquid passes into the space 8 in the unit of time, i.e. in the end, with a constant difference P 3 -P 0, it is clearly dependent on the averaged length of the channels involved in the flow in the direction of space 8. The pressure difference P 2 -P 0 , which represents the output variables of the function generator, is therefore a function of the input variables χ and y causing the beam deflection. The function value ζ is evidently the more precise the smaller the cross-sectional dimensions of the channels are compared to the maximum values of S x and S 1 and the better the pressures P 3 and P 0 are kept constant.
Der Funktionsgenerator gemäß A b b. 3 entspricht im Aufbau grundsätzlich dem Generator nach Abb. 1. Der Steuerstrahl tritt wiederum aus einem nahezu den ganzen ihm zugeordneten Raum 19 durchquerenden Rohr 20 aus, dessen Verschwenkung in horizontaler und vertikaler Richtung durch von den Eingangsgrößen χ und y beaufschlagte Federbälge 21 erfolgt, von denen nur der horizontal verstellende Federbalg gezeichnet ist. Dem Funktionsgenerator nachgeschaltet ist über eine Laminar-Drossel 22 ein sogenannter Fluidic-Verstärker 28 zur Übertragung der Änderungen des Ausgangsdrukkes P2. Die Nachschaltung eines solchen Verstärkers empfiehlt sich deshalb, weil auch er keine Reibungsverluste erzeugenden bewegten Teile hat.The function generator according to A b b. 3 basically corresponds in structure to the generator according to Fig. 1. The control jet in turn emerges from a pipe 20 which traverses almost the entire space 19 assigned to it and whose pivoting in the horizontal and vertical direction is effected by bellows 21 acted on by the input variables χ and y, from which only the horizontally adjusting bellows is drawn. A so-called fluidic amplifier 28 for transmitting the changes in the output pressure P 2 is connected downstream of the function generator via a laminar throttle 22. The downstream connection of such an amplifier is recommended because it also has no moving parts that generate friction losses.
Die Besonderheit des in den Abb. 4 und 5 dargestellten Funktionsgenerators besteht darin, daß der. Steuerstrahl 24 den ihm zugeordneten Raum 23 frei nahezu ganz durchquert und an seiner Wurzel, wie insbesondere Abb. 5 gut erkennen läßt, durch zwei flache Flüssigkeitsstrahlen 25 und 26 abgelenkt wird.The peculiarity of the function generator shown in Figs. 4 and 5 is that the. Control beam 24 its associated space 23 free almost completely traversed and reveals good at its root, in particular Fig. 5, is deflected by two flat liquid jets 25 and 26.
A b b. 6 zeigt vergrößert ein Kanalbündel, das aus miteinander verlöteten oder verschweißten gewellten Blechen 27 aufgebaut ist.A b b. 6 shows, on an enlarged scale, a bundle of ducts made up of corrugated corrugations soldered or welded to one another Sheets 27 is built up.
Abb. 7 veranschaulicht eine andere Möglichkeit für den Aufbau des Kanalbündels, wonach die gewellten Bleche 274niteinander verklebt sind.Fig. 7 illustrates another possibility for the construction of the duct bundle, after which the corrugated Sheets are glued to one another.
Claims (4)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1239639D GB1239639A (en) | 1967-10-25 | 1968-10-15 | |
| US769107A US3526242A (en) | 1967-10-25 | 1968-10-21 | Function generator for producing an output which varies in conformity with two inputs |
| FR1587199D FR1587199A (en) | 1967-10-25 | 1968-10-23 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEK0063707 | 1967-10-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1650067B1 true DE1650067B1 (en) | 1970-10-29 |
Family
ID=7231256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19671650067 Withdrawn DE1650067B1 (en) | 1967-10-25 | 1967-10-25 | Function generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1650067B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3004547A (en) * | 1960-07-22 | 1961-10-17 | Hurvitz Hyman | Bounded jet fluid amplifiers |
| CH425289A (en) * | 1962-12-31 | 1966-11-30 | Gen Electric | Amplifier for flowing media |
-
1967
- 1967-10-25 DE DE19671650067 patent/DE1650067B1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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