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Die Erfindung betrifft einen proportionalen Strömungsmittelverstärker
mit einer Wechselwirkungskammer, in welche eine Leistungsstrahldüse sowie quer zur
Leistungsstrahldüse angeordnete Steuerstrahldüsen münden und von welcher mehrere
durch Strömungsmittelteiler getrennte, in Richtung des aus der Leistungsstrahldüse
austretenden Leistungsstrahles liegende Auslaßkanäle ausgehen.
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Gemäß der Zeitschrift »Science and Mechanics«, Juni 1960, Seiten 81
bis 83, ist ein Strömungsmittelverstärker bekannt, bei dem in eine Aluminiumplatte
Düsen, Kanäle und Hohlräume bildende Vertiefungen eingebracht sind, die durch eine
Platte abgedeckt sind. Dabei ist ein aus einer Leistungsstrahldüse austretender
Leistungsstrahl auf zwei verhältnismäßig dicht gegenüberliegende Auslaßkanäle gerichtet.
Zwischen der Leistungsstrahldüse und den Auslaßkanälen liegt eine Wechselwirkungskammer,
in der ein Steuerstrahl aus einer Steuerstrahldüse seitlich auf den Leistungsstrahl
trifft und diesen proportional ablenkt, so daß dieser, je nach der Stärke der durch
den Steuerstrahl bewirkten Druckdifferenz, abgelenkt wird und entsprechend weniger
in den einen und mehr in den anderen Auslaßkanal bzw. umgekehrt eintritt. Es ist
angegeben, daß das Maß der Ablenkung von der durch den Steuerstrahl bewirkten Druckdifferenz
und damit von dem Druck und der Leistung des Steuerstrahles abhängt. Mehr als zwei
Auslaßkanäle sind nicht vorgesehen. Würden sie vorgesehen sein, so müßte der Druck
und damit die Leistung des Steuerstrahles zu einer entsprechend großen Ablenkung
des Leistungsstrahles so erhöht werden, daß die Verstärkungswirkung verlorengehen
würde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strömungsmittelverstärker
mit mehr als zwei Auslaßkanälen und mit einer möglichst hohen Verstärkung zu schaffen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
erfindungsgemäß die Auslaßkanäle mit ihrer Mündung in einer Entfernung etwa entsprechend
der zehnfachen Breite der Leistungsstrahldüse von dieser angeordnet sind.
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Mit dieser Anordnung lassen sich drei Auslaßkanäle vorsehen mit relativ
hoher Verstärkungswirkung des Strömungsmittelverstärkers, die dadurch erzielt wird,
daß der Abstand der Auslaßkanäle groß ist im Verhältnis zum Durchmesser der Leistungsstrahldüse.
Bisher ging man davon aus, daß der Abstand zwischen der Leistungsstrahldüse und
den Auslaßkanälen möglichst klein sein muß, um eine Entbündelung des Leistungsstrahles
zu vermeiden. Die Erfindung bricht mit diesem Vorurteil und verwendet einen großen
Abstand zwischen Leistungsstrahldüse und Auslaßkanälen, so daß ein größerer Ablenkweg
im Bereich vor den Auslaßkanälen und damit die Anordnung mehrerer Auslaßkanäle nebeneinander
in der Ablenkungsebene möglich ist. Wegen des großen Abstandes ist ein geringerer
Ablenkwinkel möglich, und dieser erfordert wiederum eine geringere Leistung des
Steuerstrahles, so daß die Verstärkung groß ist. Die geringere Beeinflussung durch
den Steuerstrahl bei einem vorbestimmten Ablenkwinkel führt zu einer geringeren
Entbündelung des Leistungsstrahles durch den Steuerstrahl, was dann wiederum den
größeren Abstand zwischen Leistungsstrahldüse und Auslaßkanälen ermöglicht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Mündungen
jedes Auslaßkanals bezüglich ihrer Breite mindestens doppelt so groß wie die Breite
der Leistungsstrahldüse sind. Durch diese Bemessung der Auslaßkanäle im Verhältnis
zu der Leistungsstrahldüse läßt sich erreichen, daß der Leistungsstrahl vollständig
in einen und nur in einen der Auslaßkanäle eintritt.
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Eine ander Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zwischen
den Steuerstrahldüsen und Auslaßkanälen breite, entlüftete Querkanäle angeordnet
sind. Dadurch soll die Beeinflussung des Leistungsstrahles auf seinem Weg von der
Leistungsstrahldüse zu den Auslaßkanälen vermieden werden.
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An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
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Der in der Zeichnung dargestellte proportionale Strömungsmittelverstärker
115 soll auf Grund eines kleinen Massen- oder Volumenflusses als Steuersignal eine
große Massen- oder Volumenflußänderung am Ausgang hervorrufen. Da ein hohes Ausflußverhältnis
erwünscht ist, haben die durch Strömungsmittelteiler 119 und 121 voneinander
getrennten Auslaßkanäle 116, 117 und 118 je eine der zweifachen Breite
W der Leistungsdüse entsprechende Breite. Dadurch wird fast der gesamte aus einer
Leistungsstrahldüse 122 austretende Leistungsstrahl, z. B. komprimierte Luft, aufgefangen,
dazu noch diejenigen Teile, die durch viskose Reibung, Wirbelbildung oder andere
Wechselwirkungen mit dem in einer Wechselwirkungskammer 123 befindlichen Medium
von dem Leistungsstrahl mitgerissen werden. Dies schließt auch das aus Steuerstrahldüsen
141, 142 ausgetretene Medium ein. Spitzen 124 und 126 lenken die nicht in einen
der Auslaßkanäle 116, 117
oder 118 eingetretene Strömung
in die Umgebung des Strömungsmittelverstärkers 115 durch entlüftete Querkanäle
127 und 128 ab.
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Durch die breiten Querkanäle 127 und 128 wird sichergestellt, daß
auf beiden Seiten des Leistungsstrahles etwa Umgebungsdruck herrscht. Da in einer
den Mengen- oder Volumenfluß verstärkenden Anordnung weder Druck noch Kraft erhalten
werden sollen, sind die Auslaßkanäle 116, 117 und 118 in einer Entfernung etwa entsprechend
der zehnfachen Breite W der Leistungsstrahldüse 122 angeordnet. Bei einem derartig
großen Abstand wird, wie oben schon ausgeführt wurde, das in der Wechselwirkungskammer
befindliche Medium (Strömungsmittel) mitgerissen, so daß sich die in die Auslaßkanäle
116, 117 und 118 eintretende Menge entsprechend erhöht. Jeder Auslaßkanal
116, 117 und 118 ist mit einem Rohr 133, 134 und 136 verbunden, welche
zu je einer Pfeife 137, 138 und 139 führen. Die Pfeifen 137, 138 und 139 werden
daher durch die den Steuerstrahldüsen 141 und 142 entsprechend zugeführten
Strömungsmittelsignale betätigt.
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Der Strömungsmittelverstärker 115 ist in bekannter Weise aus drei
flachen Platten aufgebaut; die eine über der anderen gestapelt und fest durch Schrauben
an den Ecken miteinander verbunden sind. Zum Zweck der besseren Darstellung sind
diese Platten aus durchsichtigem Kunststoffmaterial aufgebaut, sie könnten jedoch
in gleicher Weise auch aus Metall, Keramik od. dgl. bestehen.