DE1811668B2

DE1811668B2 - Dynamic fluid amplifier

Info

Publication number: DE1811668B2
Application number: DE1811668A
Authority: DE
Inventors: Cornelius Johannes Van Dieren Gorp; Henk Arthur Marie Velp Verhelst
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1967-12-20
Filing date: 1968-11-29
Publication date: 1975-12-18
Also published as: NL148383B; NL6717363A; SE341893B; GB1257649A; FR1596803A; JPS4824583B1; DE1811668A1; US3568700A

Description

verstärker, dessen Arbeitsweise die Mitnahme von Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wirdamplifier, the operation of which is the entrainment of the embodiment of the invention

zusätzlichem Fluid aus der Umgebung durch den erreicht, daß die Umgebung des Strahls weitgehend Hauptstrahl bedingt und der eine Wechselwirkungs- 50 von der freien Umgebung abgeschirmt wird und das kammer aufweist, in welche eine Leistungsstrahldüse Mitreißen von Fluid geordnet verläuft. Die Ziel- und etwa senkrecht zu deren Strahlrichtung minde- Setzung einer guten Abschirmung und eines kleinen stens eine Steuerdüse einmünden und von der min- Bauvolumens haben zu einer eng umschlossenen destens ein Ausgangskanal und mindestens eine Ent- Wechselwirkungskammer mit Strömungsleitern und lüftungsöffnung ausgehen. SS Kanälen geführt, die eine wesentlich gesteigerteadditional fluid from the environment achieved by the fact that the environment of the jet largely The main ray and the one interaction 50 is shielded from the free environment and that has chamber, in which a power jet nozzle entrainment of fluid runs in an orderly manner. The goal- and approximately perpendicular to the direction of the beam, a good shielding and a small one At least one control nozzle open out and from the min- construction volume have to be a tightly enclosed one at least one exit channel and at least one ent interaction chamber with flow guides and vent go out. SS channels resulted in a significantly increased

Fluidverstärker der genannten Art sind in ver- Miniaturisierung ermöglicht.Fluid amplifiers of the type mentioned are made possible in miniaturization.

schiedenen Ausführungsformen bekannt, die sich in Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unter-different embodiments known, which are divided into preferred embodiments in the

Wandstrahl-, Freistrahl- und Turbulenz-Verstärker ansprächen enthalten.Wall jet, free jet and turbulence amplifier claims included.

einteilen lassen. Um eine gute Einstellung der Rückströmung zulet divide. To get a good adjustment of the return flow too

Eine typische Ausgestaltung eines Wandstrahl- 60 ermöglichen, kann es vorteilhaft sein, in einem oder Verstärkers ist in der FR-PS 12 83 184 beschrieben mehreren der Rückführungs- und/oder Entlüftungsund in Fig. 1 dargestellt. Eine typische Ausgestal- kanäle feste oder durch Einstellmittel veränderliche tung eines Freistrahl-Verstärkers ist in der US-PS Vermengungen anzuordnen, die eine Drosselwirkung 70 758 beschrieben und in F i g. 3 dargestellt. Ein hervorrufen.To enable a typical configuration of a wall jet 60, it may be advantageous to use one or Amplifier is described in FR-PS 12 83 184 several of the return and / or venting and shown in Fig. 1. A typical design channels fixed or variable by setting means processing of a free jet amplifier is to be arranged in the US-PS mixes that have a throttling effect 70 758 and in FIG. 3 shown. Evoke a.

Turbulenz-Verstärker wurde durch die CA-PS 65 Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnun-19 506 bekannt und ist schematisch in Fig. 5 gen erläutert.Turbulence booster was described by CA-PS 65. The invention will now be known with reference to the drawing 19 506 and is illustrated schematically in FIG. 5.

wiedergegeben. Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Wandstrahl-reproduced. Fig. 1 shows a conventional wall jet

AlIe diese Bauarten entsprechen dem eingangs Verstärker mit abgenommmener Abdeckplatte;All these types correspond to the amplifier with removed cover plate;

3 43 4

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäß verbesserten nimmt hier die Funktion der Wand 10 in Fig. 1,Fig. 2 shows an improved according to the invention takes on the function of the wall 10 in Fig. 1,

Wandstrahl-Verstärker mit abgenommener Abdeck- welche einen Wandstrahl-Verstärker üblicher BauartWall-jet amplifier with the cover removed - which is a wall-jet amplifier of the usual type

platte; darstellt. Der Kanal 6 ist an den Rückführkana» 13plate; represents. Channel 6 is on return channel »13

F i g. 3 zeigt einen herkömmlichen Freistrahl-Ver- angeschlossen,F i g. 3 shows a conventional free jet connection,

stärker mit abgenommener Abdeckplatte; 5 Der in Fig. 3 gezeigte herkömmliche Freistrahl-stronger with the cover plate removed; 5 The conventional free jet shown in Fig. 3

F i g. 4 zeigt einen erfindungsgemäß verbesserten Verstärker ist durch seine offene Konstruktion sehrF i g. Figure 4 shows an amplifier improved in accordance with the invention is very much due to its open construction

Freistrahl-Verstärker mit abgenommener Abdeck- empfindlich gegen Störungen aus der Umgebung, undFree-jet amplifier with the cover removed - sensitive to interference from the environment, and

platte; außerdem gelten für ihn hinsichtlich der Ver-plate; also apply to him with regard to the

Fig. 5 zeigt einen herkömmlichen Turbulenz- schmutzung die gleichen Nachteile wie bei demFig. 5 shows a conventional turbulence pollution the same disadvantages as with that

Verstärker in schematischer Darstellung; io schon beschriebenen Wandstrahl-Verstärker. DieAmplifier in schematic representation; io already described wall jet amplifier. the

F i g. 6 zeigt einen erfindungsgemäß verbesserten Anwendung der Erfindung auf den Freistrahl-VerTurbulenz-Verstärker ohne Abdeckplatte; stärker der F i g. 3 ist in F i g. 4 gezeigt.F i g. 6 shows an improved application of the invention to the free jet turbulence amplifier according to the invention without cover plate; stronger the fig. 3 is in FIG. 4 shown.

F i g. 7 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie Hier ist die Wechselwirkungskammer 4 abgekap-F i g. 7 shows a cross section along the line Here the interaction chamber 4 is capped

VII-VII des in F i g. 6 gezeigten Verstärkers. seit. Durch die Anordnung von Strömungsleitern 17VII-VII of the in F i g. 6 amplifier shown. since. The arrangement of flow guides 17

In den Zeichnungen wurden die einander entspre- 15 bzw. 18 werden Rückführkanäle 24 bzw. 25 gebildet, chenden Elemente der Verstärker mit gleichen Be- die über Entlüftungskanäle 19 bzw. 20 mit der Umzugszeichen versehen. gebung verbunden sind. Zur Vermeidung von Wand-In the drawings, the corresponding 15 and 18 return channels 24 and 25 are formed, Corresponding elements of the amplifier with the same load via ventilation ducts 19 or 20 with the relocation mark Mistake. environment. To avoid wall

Der in F i g. 1 dargestellte Wandstrahl-Verstärker effekten wurden die Ausgleichskanäle 21 bzw. 22 inThe in F i g. The wall jet amplifier effects shown in FIG. 1 were the equalization channels 21 and 22 in

mit OR/NOR-Funktion hat einen als Leistungs- den Strömungsleitern 17 und 18 angeordnet,with OR / NOR function has a power flow guide 17 and 18 arranged

strahldüse 1 ausgebildeten Eintrittskanal für primä- ao Der in F i g. 5 gezeigte Turbulenz-Verstärker her-jet nozzle 1 formed inlet channel for primary ao the in F i g. 5 shown turbulence amplifier

res Fluid, zwei als Steuerdüsen 2 bzw. 2' ausgebil- kömmlicher Bauart hat den Nachteil einer nicht ge-res fluid, two as control nozzles 2 or 2 'of conventional design has the disadvantage of not

dete Steuerkanäle, einen Ansaugkanal 3 zum Ansau- ordneten Rückführung. Zur Vermeidung von Stö-Dete control channels, an intake channel 3 to the accumulated return. To avoid disruptions

gen von mitzureißendem sekundären Fluid aus der rungen des Leistungsstrahls durch frei zirkulierendesgene of entrained secondary fluid from the stanchions of the power jet through freely circulating

Umgebung, eine Wechselwirkungskammer 4, zwei Fluid, die eine Verminderung der Stabilität bewirken,Environment, an interaction chamber 4, two fluids that cause a reduction in stability,

Entlüftungskanäle 5 bzw. 6 und zwei Austrittskanäle as ist eine hinreichend gute Abkapselung erforderlich.Sufficiently good encapsulation is required for ventilation ducts 5 and 6 and two outlet ducts as.

7 bzw. 8. Die Anwendung der Erfindung auf den Turbulenz-7 and 8. The application of the invention to the turbulence

Infolge des Ansaugens von Fluid durch den Lei- Verstärker bietet die Möglichkeit, den heutigen An-As a result of the fluid being sucked in by the Lei amplifier, it is possible to

stungsstrahl 11 über den Ansaugkanal 3 erfolgt die forderungen hinsichtlich der Miniaturisierung gerechtStungsstrahl 11 via the intake duct 3 meets the requirements in terms of miniaturization

Mitnahme asymmetrisch, wodurch der Leistungs- zu werden.Entrainment asymmetrical, which makes the performance to be.

strahl 11 hauptsächlich zu der Seite 9 hin abbiegen jo In der flachen Ausführungsform des Turbulenzwird, was der Fall ist, wenn die Steuerdüsen 2 bzw. T Verstärkers entsprechend der Erfindung in den kein Signal führen. F i g. 6 und 7 ist die Wechselwirkungskammer 4 mitTurn jet 11 mainly towards side 9 jo In the flat embodiment of the turbulence, which is the case when the control nozzles 2 or T amplifier according to the invention lead to no signal. F i g. 6 and 7 is the interaction chamber 4 with

Der Leistungsstrahl 11 wird, solange die Düsen 2 Strömungsleitem 17 und 18 versehen, in welchen bzw. 2' kein Signal führen, versuchen, Fluid aus der Ausgleichskanäle 21 bzw. 22 vorgesehen sind. Die Umgebung mitzureißen, was er durch Ansaugen von 35 Wechselwirkungskammer 4 hat weiterhin Entlüf-Fluid durch den Kanal 3 und gegebenenfalls auch tungskanäle 19 und 20, die an die Rückführkanäle durch die Kanäle 5 und 6 erreicht. Durch Wahl eines 25 bzw. 24 angeschlossen sind, die ihrerseits durch geeigneten Druckes in der Wechselwirkungskammer 4 die Strömungsleiter 17 bzw. 18 entstanden sind. In kann erzielt werden, daß durch die Kanäle 5 und 6 den Rückführkanälen 24 und 25 sind Dämpfungsausschließlich entlüftet wird. Zum Aufrechterhalten 40 kammern 26 bzw. 27 angeordnet, welche für eine der logischen Funktion ist es jedoch notwendig, daß beruhigte Rückführung sorgen.
über den Kanal 3 angesaugt wird. Hierdurch aber In einem oder mehreren der Rückführungs- und/ können Verschmutzungen, wie Staubteilchen, aus oder der Entlüftungskanäle können beispielsweise der Umgebung mitgenommen werden, was zu einer durch Schrauben realisierte einstellbare Drosselungen Störung des Verstärkersystems führen kann. 45 vorgesehen sein, die das Verhalten des VerstärkersAs long as the nozzles 2 are provided with flow guides 17 and 18, in which or 2 'do not carry a signal, the power jet 11 will attempt to extract fluid from the compensation channels 21 and 22, respectively. To entrain the environment, which he has by sucking in interaction chamber 4, furthermore venting fluid through channel 3 and possibly also processing channels 19 and 20, which reach the return channels through channels 5 and 6. By choosing a 25 or 24 are connected, which in turn are created by suitable pressure in the interaction chamber 4, the flow conductors 17 and 18, respectively. In can be achieved that through the channels 5 and 6 of the return channels 24 and 25 are damping is exclusively vented. To maintain 40 chambers 26 and 27 respectively arranged, which for one of the logical function, it is necessary, however, that calm recirculation ensure.
is sucked in via channel 3. As a result, however, in one or more of the return and / or contaminants, such as dust particles, from or the ventilation ducts, for example, the environment can be carried along, which can lead to adjustable throttling implemented by screws, disrupting the amplifier system. 45 should be provided, which the behavior of the amplifier

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird das in einer bestimmten Betriebsart optimal einzustellen Staubproblem vermieden durch eine möglichst weit- ermöglichen. Die in den F i g. 6 und 7 gezeigten Vergehende Abkapselung der Wechselwirkungskammer stärker sind im Maßstab 5 : 1 dargestellt,
und durch Vermeidung von Ansaugöffnungen, welche Bei Verwendung von Luft mit Zimmertemperatur die Wechselwirkungskammer mit der Umgebung ver- 5° als Fluid und bei einem Speisedruck von 150 mm binden, sowie durch die der Umgebung gegenüber Wassersäule wurden folgende Daten gemessen:
bestehenden Entlüftungsöffnungen. Die AnwendungIn the embodiment according to the invention, the dust problem, which can be optimally set in a certain operating mode, is avoided by enabling it as far as possible. The in the F i g. 6 and 7, the greater encapsulation of the interaction chamber is shown on a scale of 5: 1,
and by avoiding suction openings, which when using air at room temperature connect the interaction chamber with the environment 5 ° as fluid and at a feed pressure of 150 mm, as well as through which the environment compared to the water column, the following data were measured:
existing vents. The application

der erfindungsgemäßen Ausgestaltung auf einen Speisestrom Q_v ;=» 16,5 Liter/Stundethe embodiment according to the invention to a feed flow Q _v ; = »16.5 liters / hour

Wandstrahl-Verstärker ist in F i g. 2 dargestellt. max. Ausgangsdruck .. p₀ «85 mm WSWall jet amplifier is shown in FIG. 2 shown. max. outlet pressure .. p ₀ «85 mm WS

Die der Wand 12 zugekehrte Seite des Leistungs- 55 max. Ausgangsstrom .. Q₀ « 13 Liter/StundeThe side of the power 55 maximum output current facing the wall 12 .. Q ₀ «13 liters / hour

Strahls 11 kann hier in der Nähe der Öffnung 15 aus- Steuerdruck ps « 25 mm WSJet 11 can here in the vicinity of the opening 15 from control pressure ps «25 mm WS

schließlich über einen Rückführkanal 13 Fluid mit- »fan out«-Faktor F ä 6finally, via a return channel 13, fluid with a “fan out” factor F ä 6

reißen. Die Wand 12 des Strömungsleiters 14 über- Schaltzeit τ «1,5 Millisekundetear. The wall 12 of the flow guide 14 over switching time τ «1.5 milliseconds

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

defined basic principle and cause certain patent claims · difficulties. So it is to maintain the patent claims. i ^ nen function necessary that the main ray

1. Dynamischer Fluidverstärker, dessen Ar- zusätzliches Fluid am der Umgebung ansaugen kann, beitsweise die Mitnahme von zusätzlichem Fluid 5 um nicht an benachbarten Wanden anzuhaften, was aus der Umgebung durch den Hauptstrahl be- die Gefahr einer von außen eingetragenen Verdingt und de? eine Wechselwirkungskammer auf- schmutzung durch Staubteilchen mit sich bringt- Die weist, in welche eine LeistungssTrahldüse und Notwendigkeit der Zufuhr von ergänzendem Fluid etwa senkrecht zu deren Strahkichtung minde- und die damit verbundenen Nachteile steigen mit «tens eine Steuerdüse einmünden und von der i«, abnehmender Dimension der Vorrichtung rapide an mindestens ein Ausgangskanal und mindestens und machen eine echte Mmiatunsierung praktisch eine Entlüftungsöffnung ausgehen, dadurch unmöglich. ,.., „. . gekennzeichnet,!* die notwendige Fluid- Ferner ist aus der US-PS 30 01 539 ein nach ergänzung über einen an sich bekannten Rück- einem anderen Steueningsprmzip arbeitender Fluidführkanal (13, 24, 25) erfolgt, nut welchem Fluid 15 verstärker bekannt, bei welchem Fluid durch einen von einem stromabwärts gelegenen Punkt dem Rückführkanal von einem stromabwärts gelegenen Hauptstrahl (11) an einem stromaufwärts gelege- Punkt an einen stromaufwärts gelegenen Punkt zunen Punkt wieder zugeführt wird, daß der Einlaß rückfließen kann. Bei dieser Konstruktion dient der des Rückführkanals im Bereich der Ausgangs- Rückführkanal dem Aufbau eines Überdrucks in der kanäle (7, 8) und dessen Auslaß nahe der Lei- » Nachbarschaft eines als steuerbarer Abfluß ausgebilstungsstrahldüse (15) in die Wechselwirkungs- deten Steoerkanals, um einem in diesem Teilbereich kammer (4) münden und daß die Wechseiwir- der Wechselwirkungskammer auftretenden Unterkungskammer ausschließlich über Entlüftungs- druck entgegenzuwirken. Aus diesem Grunde ist der kanäle (5, 6; 19, 20) mit der Umgebung in Ver- Einlaß des Rückführkanals als Stromteiler ausgebilbindung steht. »5 det und ein Stück stromabwärts von der Wechsel-1. Dynamic fluid booster whose Ar- can suck in additional fluid from the environment, beitsweise the entrainment of additional fluid 5 so as not to adhere to adjacent walls, what from the environment through the main beam there is a risk of contracting and de? an interaction chamber brings with it pollution by dust particles has in which a power jet nozzle and need of supply of supplemental fluid approximately perpendicular to the direction of the beam, and the disadvantages associated therewith increase with it At least one control nozzle opens and rapidly from the decreasing dimension of the device at least one output channel and at least and make a real communication practical run out of a vent, making it impossible. , .., ". . marked,! * the necessary fluid is also from US-PS 30 01 539 a after supplementation takes place via a fluid guide channel (13, 24, 25) which is known per se and which works with another control principle from a downstream point to the return duct from a downstream point Main jet (11) is fed back at an upstream point to an upstream point to the point that the inlet can flow back. In this construction, the of the return duct in the area of the output return duct the build-up of overpressure in the Channels (7, 8) and its outlet near the Lei »neighborhood of a controllable discharge jet nozzle (15) in the interaction of the Steoerkanal, around one in this sub-area Chamber (4) open out and that the alternation of the interaction chamber occurring undercutting chamber counteract exclusively via venting pressure. This is why the Channels (5, 6; 19, 20) with the environment in connection with the inlet of the return channel is designed as a flow divider. »5 det and a little downstream from the

2. Fluidverstärker nach Anspruch 1, dadurch Wirkungskammer in denjenigen Ausgangskanal gegekennzeichnet, daß die Entlüftungskanäle (5, 6; legt, durch welchen das Fluid bei anliegendem Steuer-19, 20) in den Rückführkanälen (13, 24, 25) ent- signal strömt. Bei fehlendem Steuersignal findet sospringen. mit keine Rezirkulation statt.2. Fluid booster according to claim 1, characterized in that the action chamber in that output channel is characterized in that the ventilation channels (5, 6; through which the fluid flows out of the signal when the control 19, 20) is applied in the return channels (13, 24, 25) . If there is no control signal, it will jump. with no recirculation taking place.

3. Fluidverstärker nach Anspruch 1 oder 2, 30 Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber ein dadurch gekennzeichnet, daß in dem oder den Fluidverstärker der eingangs definierten Bauart, wie Rückführkanälen (24, 25) eine Dämpfungskam- sie insbesondere in der US-PS 32 70 758 beschrieben mer (2i, 27) angeordnet ist. ist, bei welchem die Zufuhr von äußerem Fluid und3. Fluid amplifier according to claim 1 or 2, 30 object of the invention is a contrast characterized in that in the fluid amplifier or intensifiers of the type defined at the outset, such as Return channels (24, 25) have a damping chamber, they are described in particular in US Pat. No. 3,270,758 mer (2i, 27) is arranged. is at which the supply of external fluid and

4. Fluidverstärker nach einem der Ansprüche 1 die damit verbundenen Nachteile entfallen und der bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder 35 sich für eine konsequente Miniaturisierung eignet, mehreren der Rückführungs- (13) und/oder Ent- Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennlüftungskanäle (5) feste oder durch Einstellmittel zeichnet, daß die notwendige Huidergänzung über veränderliche Verengungen angeordnet sind. einen an sich bekannten Rückführkanal erfolgt, mit4. Fluid booster according to one of claims 1 and the associated disadvantages are eliminated to 3, characterized in that one or 35 is suitable for consequent miniaturization, several of the return (13) and / or drainage channels (5) are characterized by fixed ventilation ducts (5) or by means of adjustment means that the necessary supplementary ventilation is provided variable constrictions are arranged. a known return channel takes place, with

welchem Fluid von einem stromabwärts gelegenen 40 Punkt dem Hauptstrahl an einem stromaufwärts gelegenen Punkt wieder zugeführt wird, daß der Ein-which fluid is returned from a downstream 40 point to the main jet at an upstream point, so that the inlet

1* des Rückführkanals im Bereich der Ausgangskanäle und dessen Auslaß nahe der Leistungsstrahldüse in die Wechselwirkungskammer mündet und 45 daß die Wechselwirkungskammer ausschließlich über Entlüftungskanäle mit der Umgebung in Verbindung Die Erfindung betrifft einen dynamischen Fluid- steht.1 * of the return channel in the area of the output channels and its outlet opens into the interaction chamber near the power jet nozzle and 45 that the interaction chamber is in connection with the environment exclusively via ventilation channels The invention relates to a dynamic fluid stand.