DE1775224A1

DE1775224A1 - Stroemungsverstaerker

Info

Publication number: DE1775224A1
Application number: DE19681775224
Authority: DE
Inventors: Hyer James Martin; Eastman James Middleton
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1967-07-26
Filing date: 1968-07-17
Publication date: 1972-03-23
Also published as: US3486520A; SE331038B; JPS4840268B1; GB1180685A; FR1574375A

Description

Patentanwalt Karl A. ßrose

Dip! bg.

D-8023 München - Pullach WI«MfÄ.2.I.MdMi.7930570,79317l2

vln/Bä - 4055-A München-Pullach, 15.JuIi 1968

THE BENDIX OOEPOEATION, Fisher Building, Detroit,Michigan, USA

Strömungaverstärker

Die Erfindung betrifft eine Strömungsvorrichtung, und insbesondere einen Strömungsverstärker mit verbesserter Charakteristik. ™

Mediums- oder reine Flüssigkeitsverstärker sind in relativ kurzer Zeit vom Laborstadium mit keiner unmittelbaren Verwertbarkeit zu bedeutenden Hilfseinheiten für mechanische, elektrische und/oder hydro-mechanische Steuernetzwerke fortgeschritten, wie z.B. in Steuersystemen wie Komputer, Antriebe, Steuersysteme und ähnlichem. Die Vorteile von Mediumverstärkern bei mechanischen und/oder elektrischen Anordnungen mit ähnlichen Staierfunktionen sind gut bekannt und sie bestehen auch in einer ünempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen wie z.B. Vibration, Temperatur, Feuchtigkeit und radioaktiver Strahlung. Allgemein sind Mediumverstärker leichter an Gewicht, kleiner im Ausmaß λ wenig teuer, erfordern wenig Wartung und sie sind in vielen Anwendungsfällen zuverlässiger als mechanische und elektrische Vorrichtungen mit ähnlichen Funktionen.

Es gibt eine Anzahl von verschiedenen Typen an Mediumverstärkern deren gebräuchlichsten in eine Grundkategorie eingeteilt werden können wie z».B. in einen Dralltyp, Wirbeltyp, eine Düse mit wechsele»wirkung und einen Grenzschichttyp. Jeder Typ weist ganz bestimmte Charakter!stiktti auf, so daß ein Verstärker eines gegebenen Typs speziell für eine Verwendung unter bestimmten funktioneIlen Anforderungen und/oder Arbeitsbedingungen eingesetzt werden kann. Die Grenzschicht und Wechselwirkunge-Düsentypen

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scheinen jedoch die vielseitigsten Typen zu sein .und sie haben eine beträchtliche Entwicklung durchgemacht, die Abwandlungen und Verbesserungen dieser Typen hervorrief, um die Charakteristik wie erstens die Druckverstärkung, zweitens die Strömungsverstärkung, dl^rttens die Druckausbeute, viertens die Null-Steuerströmung, fünftens das Beibehalten einer Ausführung mit Überschallzuflhrung in Düsendruckverhältnis oder wie sechstens die Vielseitigkeit zu verbessern.

Selbst bei dem oben geschilderten Fortschritt auf diesem Gebiet besteht das Bedürfnis auf dem Gebiet für eine automatische Steuerung eines Mediumverstärkers zu schaffen, der die oben aufgeführten Charakteristiken verbindet und im einzelnen als proportional arbeitender Einzel- oder Doppelausgangsverstärker als monostabiler Verstärker oder als bistabiler Verstärker in den verschiedensten abgewandelten Formen Verwendung finden kann.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Mediumverstärkers vom Typ einer Düse, der sich durch einen relativ hohen Systemströmungsdruck und Strömungsverstärkung kennzeichnet und geeignet ist mit nur wenig oder keinem Steuereingangsströmungsfluß unter einer Null-Betriebsbedingung zu arbeiten.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Mediumverstärkers vom OJyp einer Düse, der als monostabiler, bistabiler oder proportionaler Mediumverstärker betrieben werden kann.

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Die Erfindung schafft weiterhin einen Meditunverstärker mit einer Leistungsströmungsdüse, die durch ein Strömungsrohr mit üjTometrisch angeordneten konkaven Vänden, die in der Richtung der Leistungsströmung der Düse konvergieren, gerichtet ist, wobei die Leistungsdüse davon absteht und durch eine Kammer mit relativ niedrigem Druck reicht, um einen Strömungsteiler zu beaufschlagen, der die Leistungsströmung äer Düse in Ausgangskanäle aufteilt.Ein steuerndes Mediumdruckifferential wird quer gegen die Leistungsdüse aufgebracht, und von gegenüberliegenden Steueröffnungen für das Medium stromaufwärts von den konkav zulaufenden Wänden freigegeben, so daß die Leistungsdüse veranlasst wird, eine der konkaven Wände zu beaufschlagen, und die Strömung entsprechend in einen der Ausgangskanäle abgelenkt wird. Eine spezielle Ausrichtung der Wände des Rohres und der Kammer mit niedrigem Druck zusammen mit einer Vielzahl von benachbarten Entlüftungsteilen stromabwärts von den konkav verlaufenden Wänden ermöglichen es, den Strömungsverstärker als monostabilen, bistabilen, oder als proportionalen Zweifach- oder Einfach-Ausgangsverstärker mit hoher Verstärkercharakteristik zu betreiben.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung.

In dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mediumverstärkers nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Mediumverstärkers der Fig.1 bei dem verschiedene Teile so verbunden sind, um einen Zweifach-Ausgangs-Proportionalbetrieb vorzusehen;

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Fig· 3 ein Blockdiagrasun des Mediumverstärkers der Fig. 1, wobei verschiedene Teile so verbunden sind, üb. einen Doppeleingang, Doppelausgang-Proportionalbetrieb vorzusehen;

Pig. 4 ein Blockdiagramm des Mediumverstärkers der Fig. 1 ,wobei verschiedene Teile in der Weise verbunden sind, um einen Einzelausgangs-Proportionalbetrieb zu ermöglichen;

Fig. 5 ein Bbckdiagramm des Mediumverstärkers der Fig. 1, wobei verschiedene öffnungen so verbunden sind, um einen bistabilen Betrieb vorzusehen;

Fig. 6 ein Blockdiagramm des Mediumverstärkers der Fig. 1, bei dem die verschiedenen Anschlüsse in der Weise verbunden sind, um eine monostabile Betriebsweise zu schaffen;

Fig. 7 eine abgewandelte Anordnung der Fig. 2, in der die Druckvoluminas in geeigneter Weise derart verbunden sind, um eine proportionale Betriebsweise, mit einem Phasenrorlauf vorzusehen; und

Fig. 8 eine abgewandelte Anordnung der Fig. 2, in der die Steuereingangsöffnungen mit Drosselungen für die Strömung ausgestattet sind.

In Fig. 1 ist eine Mediumverstärker mit 20 bezeichnet, der ein Gehäuse 22 aufweist, in dem ein Paar von Strömungsauslaßöffnungen 24 und 26 und eine Einlaßöffnung 28 für das Strömungsmittel vorgesehen sind. Die Einlaßöffnung 28 für das Strömungsmittel ist über einen Kanal 28 mit einer Quelle eines Mediums 30 unter Druck verbunden, Ktad dieses Medium weist einen Druck P_ß auf, und es kann in geeigneter Weise Gas oder Flüssigkeit darstellen, es wird jedoch in der folgenden Beschreibung angenommen, daß das Medium luft ist. Die Auslaßöffnungen 24 und 26 für das Medium sind durch Kanäle 31 und 32 jeweils in geeigneter Weise mit herkömmlichen Ausgangslasten verbunden, die nicht gezeigt sind, und in ihnen variiert der Ausgangsdruck entsprechend dem

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Ausgang des Mediums aus den Öffnungen 24 und/oder 26 in charakteristischer Weise.

Die Einlaßöffnung 28 verbindet strömuij£mässig das zugeführte Medium mit einem Druck -s»ä P_a mit einer öffnung' 33 mit einer Weite "a" , aus der das Medium in Form eines Düsenstrahls y\ ausströmt und dieser Strahl gelangt zwischen die ablenkenden Seitenwände 35 und 36, die in einem Abstand von dieser öffnung gelegen sind und konkav ausgebildet sind und in Richtung der Strömung konvergieren, in eine öffnung 38 mit einer Weite "b" endigen, durch die der Strahl des Mediums frei hindurchströmen kann. Von der öffnung 38 aus gelangt der Düsenstrahl zwischen die Wände 40 und 42, die sich im Abstand von dieser öffnung befinden und die in Richtung der Strömung divergieren und in eine Kammer 44 münden, durch die der Strahl des Mediums gelangt, und ein keilförmig geformtes aufteilendes Teil 46 beaufschlagt, welches den Düsenstrahl in zwei Abschnitte aufteilt, wobei ein Teil in den Auslaßkanal 48 gelangt, der zur öffnung 24 führt, und wobei der andere Abschnitt zum Auslaßkanal 50 geführt wird, der mit der öffnung 26 verbunden ist. Es sei erwähnt, daß die öffnung 33, die öffnung 38 und das aufteilende Teil 46 längs der Achse x-x ausgerichtet angeordnet sind und daß die Wände 3^- und 36 als auch die Wände 40 und 42 symmetrisch sind und in gleichem Abstand an sich gegenüberliegenden Seiten von der Achse x-x angeordnet sind.

Die Kammer 44 weist gegenüberliegende Entlüftungskanäle 52 und auf, die zu benachbartenöffnungen 56 und 58 führen, wobei die Entlüftungskanäle mit gekrümmten Wandabschnitten 60 und 62 jeweils ausgestattet sind.

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Die Steueröffnungen 64 und 66 verbinden das unter Druck befindliche Medium von den getrennten Quellen des unter Dru£k "befindlichen Mediums P^ und Pp sträaungsmässig jeweils mit zugeordneten, ausgerichteten und sich gegenüberliegenden Steuereinlaßkanälen 68 und 70, die die Steuerdrücke an den Seiten der Leistungsdüse 34 zwischen der öffnung 33 und den Wänden 35, 36 aufrichten, um dadurch eine Steuerdruckdifferenz P^ - P₂ über der Düse 34- zu bewirken, wobei diese Druckdifferenz dazu beiträgt, den Leistungsstrahl 34- gegen die-Wände 35 oder 36 abzulenken, was von dem größeren der zwei Drücke F* und Ppabhängt und wobei der Ablenkungsgrad von der-Differenz der Drücke abhängt.

zueinander
Sich gegenüberliegende und/aufgerichtete Steuerkanäle 72 und 74 gind quer relativ zum Leistungsstrahl 34 angeordnet und mündifeen strömungsmässig zu diesem Strahl 34 zwischen der öffnung 38 und den Wänden 40, 42. Die Kanäle 72 und 74 sind mit Drosselorganen 76 und 78 ausgestattet und jeweils mit den zugeordneten öffnungen 80 und 82 strömungsmässig verbunden. Die öffnungen 80 und/oder 82 können von einer Quelle mit relativ niedrigem Druck P, über die Kanäle 84 und 86 jeweils belüftet werden, wie in Fig. 2 mit 4, 7 und 8 angegeben, oder nach der abgewandelten Belüftungsanordnung der Fig. 5 und 6, einzeln oder beide durch geeignete Verschlußteile 88 oder 90 verschlossen werden.

Es sei angenommen, daß die öffnungen 80 und 82 in Fig. 1 als auch die öffnungen 56 und 58 in der Weise wie in Fig. 2 gezeigt von der Quelle mit relativ niedrigem Druck P, belüftet werden, '.im eine proportionale Betriebsweise zu ermöglichen, wobei das Steuerausgangsdifferential an den öffnungen 24 und 26 proportioaal dem Steuereingangsdifferentia]?', welches von den Einlaßkanälen 68 und 70 hergeleitet wurde, und auf den Leistungsstrahl

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34 gerichtet wurde,

Geht man von einer Null-Betriebsbedingung aus, so daß die Steuerdrücke P>, und P₂ in den Steuerkanälen 68 und 70 jeweils gleich groß sind, so ist der Steuerdruck-Unterschied P^ - P₂ über dem Strahl 34 gleich Null, wodurch der Düsenstrahl 54 unbehindert axial durch die öffnung 58 und zwischen den Wänden 40 und 42 und danach durch die Kammer A4 mit relativ niedrigem Belüftungsdruck P, passieren kann und in folgenden das aufspaltende Teil 46 beaufschlagt, welches den Leistungstrahl 54 in zwei gleiche Ströme des Mediums aufteilt, die jeweils in die Ausgangskanäle 48 und 50 gerichtet sind, und sich somit ein Druckunterschied von Null an den Ausgangsöffnungen 24 und einstellt.Hohlgemerkt tritt die oben beschriebene NuIl-Betriebsbedingung in einem weiten Bereich des Steuerdruckes an den Steuereinlaßkanälen 6l· und 66 auf, vorausgesetzt die Staierdrücke P^₁ und P₂ sind gleich groß, so daß sich ein Druckunterschied von Null über der Düse 54 ergibt. Bei den Null-Betriebsbedingungen kann das Druckgefälle des steuernden Stromes an den Ein-Daßkanälen 64 und-66, in Einklang mit der Mitführung des steuernden Mediums durch die Düse 54, «uf Null reduziert werden, in dem man die öffnung 58 mit einer Weite "b" versieht, die sehr nahe bei der effektiven Weite ^Ma" der Leiäfcungsdüse 34 liegt. Während die StrÖmungscharakteristiken in der Gegend der öffnung 38 etwas komplex und nicht voll bestimmbar sind, erscheint es, daß der Durchgang des Düsenstrahls 54 dicht bei den Kanten der öffnung 38 ein Umkehren des Steuerstromes bewirkt, der von dem Düsenstrahl 54 beim Torbeiströmen an den Steuereinlaßkanälen 68 und 70 mitgeführt wird, wodurch eine WirbelstÄung zwischen den Wänden 55 und 56 und der nahegelegenen Seite des Düsenstrahls 54 aufgebaut wird, wie dies durch die Pfeile in Fig. 1 veranschaulicht ist. Die in der Weise aufgebaute Wirbelströmung erzeugt

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einen Strömungswiderstand gegen das weitere Kitftibren des Steuerstromes aus den Kanälen 68 und 70» wodurch der Strom aus den letzteren Kanälen sehr weit oder vollständig reduziert wird. Dadurch isi^cFin minimaler SteuerstromunfcerscBied zwischen den Einlaßkanälen 68 und 70 erforderlich, xm den !Düsenstrahl 34 abzulenken und eine entsprechende relativ groß» Änderung im Differentialausgang an den Auslaßöffnungen 24 und 26 zu bewirken, so daß damit ein System mit entsprechend hoher Verstärkung geschaffen wird.

Nimmt man an, daß der Steuerdruck P^ im Einlaßkanal 68 erhöht wird, um eine Druckdifferenz P^ - Pg über dem Strahl 5*l· zu erzeugen, so wird dor Düsenstrahl 34 proportional nach rechte abgelenkt, wie aus Fig. 1 zu entnehmen, so daß eijroiglieb die Wand 36 beaufschlagt und von dieser in einem Winkel relativ zur Achse x-x in Richtung des Auslaßkanales 48 abgelenkt wird. Der sich ergebende größere Teil des Düsenstrabls 3^» der auf den Auslaßkanal 48 gerichtet ist, erzeugt ©inen entsprechenden Differentialausgang an den Auslaßöffnungen 24 und 26. Es sei bemerkt, daß ein relativ kleiner Ablenkwinkel des Strahles 34 als Wirkung des Steuerdruckunterschides -P^ '- Pg über demselben das Beaufschlagen des Strahls y\- auf die Wand 36 bewirkt, die ihrerseits einen relativ großen Ablenkwinkel des Düsenstrahles 34 verursacht, so daß dadurch eine hohe Strömungsverstärkung oder Differential an den Auslaßöffnungen 24 und 26 erhalten wird.-

Es hat sich herausgestellt, daß wenn die Wände 35 und 36, wie gezeigt, konkav ausgebildet werden, und in einem angemessenen Winkel zur Achse x-x geneigt sind, der Abstand "c" stromaufwärts der Wände 35 und 36 so gewählt werden kann,-um nicht nur einen Null-Steuerstrom, oben beschrieben, zu erhalten, sondern auch im wesentlichen einen Null-Steuerstrom durch den Einlaßkanal 68 und 70 zu erhalten, und zwar für typisch große Steuer-

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druckunterschiede P^ - Pp, wodurch man im wesentlichen eine unendlich große Steuereingangsimpedanz und eine entsprechend maximale Verstärkung des Systems erhält.

Die oben "beschriebene Ablenkung des Leistungsstrahles 54 wird nach links erfolgen, wie aus Pig. 1 zu entnehmen ist, wenn ein Mediumdruckunterschied P₂ - P^ vorherrscht, was dann der Fall ist, wenn der Druck Po den Druck P_xJ überschreitet, was seinerseits eirffientsprechend umgekehrten Differentialausgang ergibt, und zwar an den Auslaßöffnungen 24 und 26.

Die Punktion der Wände 40 und 42 besteht darin, die Ablenkung des Leistungsstrahles 54 zu begrenzen, um eine zu große Ablenkung dieses Strahles zu verhindern und um einen entgegengesetzten Effekt am Differentialausgang an den Auslaßöffnungen 24 und 26 zu verhindern. Die Wände 40 und 42 und die zugeordneten Steuerkanäle 72 und74, die stromaufwärts von diesen gelegen sind, als auch die zurückfallenden Wandabschnitte 60 und 62 erzeugen mehrere weitere wünschenswerte Effekte. Die Staierkanäle 72 und 74, die von relativ niedrigem Druck des Mediums P, belüftet werden, sind dazu vorgesehen, den gut bekannten "Coanda Effekt" zu erzeugen, und zwar zwischen dem Leistungsdüsenstrahl 54 und der Wand 40 oder 42diä au'demnächst gelegen ist, was von der Richtung des Ablenkungswinkels des Leistungsstrahles abhängt. Die Drosselteile 76 und 78 in den Kanälen 72 und 74 drosseln die jeweils den Strom durch den Kanal 72, wodurch sie den Grad des "CoandaEffekts" steuern, der nahe der Wand 40 auftritt, wenn der Leistungsdüsenstrahl 54 nahe an dieser vorbeigeht, und drosselt die Strömung durch den Kanal 74 um gleicherweise den "Coank Effekt" zu steuern, der nahe der Wand 42 erzeugt wird, wenn der Leisbungsstrahl 54 nahe an dieser vorbeigeht. Die Drosselboile 76 und 78 komm 3O gewählt werden,

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daß sie den "Coanda-Effekt" auf j,enen Punkt reduzieren,/bei dem der Leistungsdüsenstrahl 34 nicht in einer bistabilen Weise arbeitet, sondern in einer proportionalen Weise, wobei der Grad des "Coanda Effekts", der erzeugt wurde, aumI die Ablenkung des Leistungsdüsenstrahles 34 unterstützt, dadurch die Differenz des Steuerdruckes P^ - Pp reduziert, die erforderlich ist, den Lefebungsdüsenstrahl 34- in einem vorgegebenen Grad abzulenken, wodurch die Verstärkung des Mediumverstärkers unterstützt wird. ...

Wird die Verstärkersrordnung der Fig. 1 nach der Pig. 3lelüftet, so sind die öffnungen 80 und 82 wie die öffnungen 64 und 66 von getrennten Quellen variabler Drücke P^ und P,- belüftet, die jeweils in bekannter Weise durch geeignete Steuermaßnahmen, nicht gezeigt, gesteuert werden können. Das gesteuerte Medium unter Druck wird quer gegen den Leistungsstrahl 34 durch die Kanäle 72 und 74, die von den öffnungen 80 und 82 stammen, jeweils aufgebracht, und dies addiert sich zu dem Effekt des steuernden Mediums mit den Drücken P^ und Pg, die über die Steuerkanäle 68 und 70 eingeführt werden, um den Leistungsdüsenstr ah I 34 abzulenken.

Da die Kanäle 72 und 74 stromabwärts von der öffnung 38 angeordnet sind, hat das Medium mit den Drücken P* und P₁-, die durch diese eingebracht werden, einen niedrigereren verstärkenden Effekt, als das Medium, mit den Drücken P^, und Pp, welches durch die Kanäle 68 und 70 eingeführt wird.

Wird eine Vorrichtung nach Pig. 1 in der Weise belüftet, wie in Fig. 4 gezeigt ist, so sind die öffnungen 56 und 58 durch einen Kanal 92 verbunden, und daher von der Belüftungsquelle mit dem Druck P, isoliert. Die Steueröffnungen 80 und

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sind durch die Kanäle 84 und 86 mit dem Belüftungsdruck P, in Verbindung, wie im Falle der Fig. 2. Die Auslaßöffnung 26 ist ebenso durch die Kanäle 9"¹ und 86 mit P, verbunden, so daß die verbleibende Auslaßöffnung 24 einen einzelnen Ausgangsdruck für Steuerzwecke vorsieht. In der Belüftungsanordnung der Fig. 4 sind die Saugcharakteristiken des Leistungsstrahles 3^zi, wenn er in den Ausgangskanal 50 ausströmt, der zur öffnung 26 führt, ausreichend, um den Druck des Mediums in den Kanal 48, der zur Staieröffnung 24 führt, auf ein Maß zu£eduzieren, welches kleiner als der Belüftungsdruck P, ist. Die Möglichkeit den Ausgangsdruck so zu reduzieren, daß er gleich oder kleiner als der Belüftungsdruck P, ist, stellt ein wesentliches Merkmal in vielen Systemanwendungsfällen Einzelausgangsver stärker dar.

Wird die Vorrichtung nachFig. 1 im Sinne der Fig. 5 belüftet, so sind die Steueröffnungen 80 und 82 durch Verschlußteile 88 und 90 jeweils blockiert und die verbleibenden öffnungen sind im Sinne der Fig. 2 belüftet. Die Belüftungsanordnung nach Fig. 5 ergibt eine bistabile Betriebsweise mit guten Kippcharakteristiken auf Grund einer relativ starken "Coanda-Effekt-Wirkung", die nahe dem Leistungsdüsenstrahl 34 hervorgerufen wird. In dieser Weise ergibt ein Druckimpuls Jj* des Mediums, der durch den Kanal 68 entgegen dem niedrigereren Mediumdruck Pp eingeführt wird, eine Ablenkung des Leistungsdüsenstrahles 34 gegen die Wrand 36» von welcher der Leistungsstrahl 34 durch die öffnung 38 zum Auslaßkanal 48 abgelenkt wird und nahe an der Wand 40 entlanggeht, worauf der "Coanda-Effekt" , der zwischen der Wand 40 und dem Leistungsdüsenstrahl 34 in der Gegend des Kanales 72 hervorgerufen wurde, den Leistungsstrahl 34 zum Kippen veranlasst und zwar auf die Wand 40 und er verbleibt in dieser Lage, wenn sich der Steuerdruckunter-

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schied P- - Pp auflöst. Ein Druckimpuls Pg, &er durch den Kanal 70 entgegengesetzt dem niedrigeren Druck F^ des Mediums eingebracht wird, veranlasst den Leistungeetrahl J4 «on der Wand 40 auf die Wand 42 abgelenkt zu werden, wo der entsprechende "Coanda Effekt" der zwischen der Wand 42 und dem Leietungadüsenstrahl 34 Inder Gegend des Kanäles 72 erzeugt wurde, den Leistungestrahl veranlasst auf die Wand 42 zu kippen. Sind die Öffnungen 80 und 82 durch die Verschlußteile 88 und 90 blockiert, so werden offensichtlich die Droeaelorgane 76 und in den jeweiligen Kanälen 72 und 74 nicht benötigt·

Wird eine Vorrichtung nachPig. 1 in der Weis· nach flg. 6 belüftet, eo. ist die Steueröffnung 82 durch ein Verschlußteil 90 blockiert und die Steueröffnung 80 wird durch einen Kanal 84 mit einem Druck P- belüftet. In dieser Weise wird der Hediumveretärker monostabil gestaltet, wobei der Leistungsdüsenstrahl 34 auf die Wand 42 kippt, wenn er auf-diese zu durch die Wirkung des "Coanda Effekts¹¹ abgelenkt wird, er kippt jedoch nicht auf die Wand 40, wenn er-nahe auf diese zu abgelenkt wird.

Wird die erfindungsgemäSe Vorrichtung in der Weise belüftet, Nie dies In 71g· 7 veranschaulicht ist, eo sind Kanäle 84 und 86 jeweils mit Drosselorganen 92 und 94 ausgestattet, und Mediumspeicherbebälter, die von Kammern 96 und 98 gebildet werden, sind strömungsmässig mit- den Droaaelorganen 92 und jeweils in Reihe geschaltet und zwischen letzteren Droaaelorganen angeordnet und nahe den zugeordneten Öffnungen 80 und 82 gelegen. Die Drosselorgan 76 und 78 in den jeweiligen Kanälen 72 und 74 können weggelassen werden, ao daß ohne die Wirkung der Drosselorgane 92 und 94 die Verstärkung des Medium· yerstärkere reduziert wird, während durch die Wirkung der Drossel-

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organe 92 und 94 die Verstärkung relativ hoch wird. Werden die Drosselorgane 76 und 78 weggelassen und die Drosselorgan 92 und 94- ohne Wirkung belassen, so wird man feststellen, daß der zuvor erwähnte "Coanda Effekt", der nahe den Wanden 40 und 42 zur Unterstützung der Ablenkung des Leistungsdüsenstrahles 34-er zeugt wurde, nicht auftreten wird, wodurch die Verstärkung des Verstärkers entsprechend reduziert wird· Das anfängliche Ansprechen des Leistungsdüsenstrahles 34 auf die Siaierdrüoke P^ und P₂, die durch die jewdligen Kanäle 72 und 74 übertragen werden, geschieht bei einer relativ niedrigen Verstärkung auf Grund des Sammeleffektes der Kammern 96 und 98« Die Verstärkung des Verstärkers wächst jedoch mit der Zeit wie sich der Effekt der Sammelkammern 96 und 93 verflüchtigt, wobei die Drosselorgan 92 und 94 ihre effektive steuernde Wirkung auf die Strömung des Mediums durch die jeweiligen Kanäle 72 und 74 zur Wirkung gelangen können. In dieser Weise wird der Mediumverstärker in den bekannten "proportional plus integrierenden" Betriebszustand verwandelt, der seinerseits das Auftreten eines Phasenvorlaufes vorsieht.

Wird nun die erfindungsgemäße Vorrichtung nachFig. 1 im Sinne der Fig. 8 belüftet, so kann der Strom des Mediums mit den Drücken P^, und Pp in die jeweiligen Öffnungen 64 und 66 durch Drosselorgane 100 und 102 in strömungssteuernder Bezie hung mit den jeweiligen öffnungen 64 und 66 gesteuert werden. Der zuvor beschriebene Mediumverstärker ist für wenig oder gar keine steuernde Strömung durch die Steuerkanäle 68 und 70, für normale Stuereingangsdrücke P^ und P₂ mit speziellem Ver-Gorgungodruck P und mittlere Steuerdrücke P^ und P₂ bestimmt.

ist manchmal wünschenswert in einem weiten Bereich des Ver- ^ungsdruckes P und mittleren Steuerdrücken P^ 'and P_p zu ar i, die von >lon bestimmten Drücken abweichen und was einen

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kennzeichnenden steuernden Strom des Mediums durch die Steuerkanäle 68 und 70 ergibt. In einem solchen ¥all wird der steuernde Strom im wesentlichen durch die Drosselorgan« 100 und 102 reduziert. Da die Steuer Strömungen mit den Brücken P^ und T2 in Jedem Fall relativ klein unter nahen Hull-Bedingungen sind, erhöhen die Droaselorgane 100 und 102 sehr die Ste»reingangs8tr8mung8impedans, feel sehr kleiner Druckverstärkung. Zusätzlich gestatten die Drosselorgane 100 und 102 eine große Steuerdruckdifferenz P₁- P₂ &** Mediums oder mittlere Steuerdrücke bei guter Sättigungs- und Verstärkungaoharakteristik.

Es wurde festgestellt, daß gute Druckwiederherstellung erreicht wird, obwohl die Ausgangskanäle 48 und 50 um ein Tie If ach β a der Weite des Leistungsdüsenstrahles 34 stromabwärts von der öffnung 33 gelegen sind. Es scheint, daß beim Erreichen sehr niedriger Eingangssteuer strömungen Wirbel längs den Seiten des Leistungsdüsenstrahles 34 erzeugt werden. Offensichtlich ergeben die Wirbel einen mehr gleichmassigeren Geschwindigkeitsgradienten an den Seiten des Leistungsdüsenstrahles 34- der seinerseits die kinetische Spitzenverluste (kinectic head losses) vermindert. Es wurde ebenso festgestellt, &ß wesentliche Verstärkungs- und Druckwiedergewinnung mit hohen (Überschall-) Versorgungs-Belüftungsdruckverhältnissen P_/P_z erhalten werden.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten sind für ä.^.e Erfindung von Bedeutung.

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Claims

FATENTANSFBtJGHE

1. Mediumverstärker mit einem Gehäuse und einem Mediumeinlaß, der mit einer Quelle eines unter Druck befindlichen Mediums verbunden ist und mit zwei in Abständen voneinander angeordneten Auslaßöffnungen des Mediums, einer ersten Öffnung, die unter Druck befindliches Medium von der Einlaßöffnung erhält und einen Strom des Mediums axial durch sie hindurch auf die Auslafiöffnungen richtet, mit Einrichtungen zur Ablenkung des Mediums die die zwei voneinander in Abstand angeordneten Auelaßöffnungen aufteilt und dazu geeignet ist, einen Teil des Mediumstromes zu jeder der Auslaßöffnungen abzulenken, um dieselben unter Druck zu versetzen, und mit einem ersten und einem zweiten sich gegenüberliegenden Steuerkanal für ein Medium, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von im Abstand angeordneten, ein Medium ablenkende Wände (35*36) stromabwärts von der ersten Öffnung (33) vorgesehen ist, die konkav auegebildet sind, und in einem ausgewählten Winkel in Strömungsrichtung des Stromes (34-) des Mediums konvergieren, und eine zweite Öffnung (38) formen, die axial mit der ersten öffnung (33) ausgerichtet gelegen ist, und eine effektive Weite aufweist, die im wesentlichen gleich der Weite des Stromes (34-) des Mediums ist, daß der erste und der zweite Steuerkanal (08,70) des Mediums mit einer ersten und einer zweiten Quelle (P^₁Pg) mit jeweils gesteuertem Mediumdruck stimungsmässig verbunden ist und in geeigneter Weise eine Steuerdruckdifferenz über dem Strom (34) des Mediums erzeugen und diesen Strom (34) in einem Winkel zur Achse der ersten Öffnung (33) ablenken und bewirken, daß der Strom (34-) des Mediums eine der das Medium ablenkenden Wände (35»36) beaufschlagt, was von dem relativen Ablenkwinkel dieses Strahles abfiSngt» daß eine das Medium ablenkende Wand den sie beaufschlagenden Strom in einem Winkel durch die zweite Öffnung (38) und relativ zur das Medium aufteilet

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den Einrichtung (46) ablenken kann, um dadurch die relativen Teile des Mediumströmeβ (34), welche auf die Auelaßöffnungen (24,26) hin abgelenkt wurden, zu variieren, undrfwiscben diesen Auelaßöffnungen (24,26) ein entsprechendes Auegpgsdruckdifferential zu erzeugen.

2 J Mediumverstärker nacjb Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsdruokdifferential veranlasst wird, proportional zum Steuerdruckdifferential des Mediums sich zu verändern.

3. Mediumverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Paar, von im Abstand zueinander angeordneten Wänden (40,42) stromabwärts von der zweiten öffnung (58) vorgesehen ist, zwischen denen der Strom (34) des Mediums zu den Auelaßöffnungen (24,26) gelangt, daß das zweite Paar der im Abstand zueinander angeordneten Wände (40,42) in der Richtung der Strömung des Mediumströmeβ (34J divergieren und zu den AueIaBSffnungen (24,26) des Mediums ausgerichtet sind, um dadurch eine zu groß« Ablenkung de« Mediumstrorneβ (34) relativ zu den Aulaflöffnungen (24,26) zu verhindern.

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4. Mediumver stärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich gegenüberliegende dritte und vierte Kanäle ($2,74) vorgesehen sind, die quer strömungsmässig zum Medlumstrom (34) in der Mitte der zweiten Öffnung (38) und dem zweiten Paar der im Abstand voneinander angeordneten Wände (40,42) sündigen.

5. Mediumverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß.der dritte und der vierte Kanal (72,74) mit einer dritten und einer vierten Quelle (P^,Pc) eines gesteuerten Mediumdruckes jeweils verbunden ist und in geeigneter Veise das Me^Fium quer gegen den Mediumstrom aufbringen, so daß dadurch' ein Steuerdruckdifferential über diesem erzeugt wird, um die Ablenkung des Mediumstromes (34-) zu unterstützen.

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6. Mediumverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte und vierte Kanal (72,?4) mit einer Quelle (P^) mit relativ niedrigem Druck strömungsmässlg verbunden ist und eine Zone niedrigen Druckes nahe am Mediumstrom (34) und einer des zweiten Paares der im Abstand voneinander angeordneten Wände (40,42) erzeugen kann, was von der Sichtung des Aklenkwinkels des Mediumstromes (34) abhängig ist, um dadurch das Steuerdruckdifferential dea Mediums, das zur Ablenkung des Mediumstromes (34) um einen bestimmten Betrag erforderlich ist, minimal zu gestalten.

7. Mediumverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß. der Verstärker eine bistabile Betriebsweise aufweist und daß der dritte und vierte Kanal (72,74) abgeschlossen sind und eine Zone mit niedrigem Druck nahe dem Mediumsstrom (34) und einer des zweiten Paares-der im Abstand, voneinander ange ordneten Wände (40,42)..erzeugen 4km*, was von der Richtung des Ablenkwinkels dea Mediumstromeβ (34) abhängig ist, daß die Zone mit niedrigem Druck den Mediumstrom (34) dau veranlasst, sich an eine Wand des zweiten Paares der im Abstand voneinander angeordneten Wände {40,42.) anzulegen und in der beaufschlagenden Lage nach Verflüchtigung des Steuerdruckdifferentials verbleibt, weiches durch den ersten und den zweiten Steuerkanal (68,70) erzeugt wurde.

8. Mediumverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker in einer monostabilen Betriebsweise betrieben wird und einer des dritten oder vierten Kanales (72, 74) mit einer Quelle (P?) mit relativ niedrigem Druck eines Mediums verbunden ist,, während der andere verschlossen ist, daß der dritte und vierte Kanal (72,74) eine Zone niedrigen Druckes nahe dem Mediumstrom (34) und einer der Wände des zweiten

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Paares der im Abstand voneinander afjeordneten Vände (4O_t42) erzeugen kann, um daduroh den Hediumstrom (34)*u veranlassen, eine der Wände de β zweiten Paares der im Abstand voneinander angeordneten Vände (40,42) zu beaufschlagen und in der beaufschlagten Lag« nach Verflüchtigung des Steuerdruckdlfferentiales verbleibt, welches durch den ersten und zweiten Steuerkanal (68,70) erzeugt wurde.

9· Mediumverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein fünfter und sechster Kanal (52,34) vorgesehen 1st, die quer strömungsmässig zum Hediumstrom (34) zwischen dem zweiten Paar der im Abstand voneinander angeordneten Wände (40,42) und den im Abetand voneinander angeordneten Auelaßöffnungen (24,26) mündigen,

I :

10. Mediumver stärker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte und sechste Kanal (52,54) mit einer Quelle (P₅) mit relativ niedrigem Druck eines Mediums verbunden sind und eine Zone niedrigen Drucks nahe dem abgelenkten Mediumatrom (34) erzeugen können.

11. Mediumverstärker nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte und sechste Kanal (52,54) mit-einander verbunden sind, und daß eine der zwei im Abetand voneinander angeordneten Auslaßöffnungen (24,26) mit einer Quelle (P,) relativ niedrigen Druckes verbunden ist, während die andere mit einer Auegangsbelastung verbunden ist.

12. Mediumverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Samme!kammern (96,98) für das Medium vorgesehen sind und daß

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den Strom des Mediums drosselnde Organe (92,94) strömungsmässig mit jedem dee dritten und vierten Kanäles (72,74) zur Steuerung des Stromes zwischen dem dritten und vierten j Kanal (72,74) und der Quelle (P ) mit relativ niedrigem Druck eines Mediums in Seihe geschaltet sind, um dadurch das Ansprechen des Mediumstromes (34) auf das dteuernde Druckdifferential als Funktion von der Zeit variieren zu können, um eine Phasenvoreilung zu schaffen.

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