DE1914024A1 - Reiner Mediumverstaerker mit verbesserter Verstaerkungscharakteristik - Google Patents

Description

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ν. I./Am i..-. .. MünchenTPuilach, 19. März 1969 4181 -A D-J ν: . . ■·-.·='■:ν*

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OHE BENDIX CORPORATION, Fisher Building, Detroit, Michigan, U.S.A.

verbesserter Heiner Mediumverstärker mit //"erstärkungscharakteristik

Die Erfindung betrifft beinen verbesserten reinen Mediumverstärker, bei dem ein Steuerstrom des Mediums mit niedrigerem Druck und geringerer Strömungsgeschwindigkeit verwendet werden kann.

Die Bezeichnung "Heiner Mediumverstärker" bezieht sich auf ein System, in dem eine Verstärkung eines oder mehrerer Para-S meter eines strömenden Mediums aus einer Düse in einerEin-I richtung bwirkt werden kann, in der keine beweglichen Teile I erforderlich sind. Ein Medium unter Versorgungsdruck wird ι einer Leistungsdüse zugeführt, die einen Strom des Mediums ! auf den Scheitel eines Teilers hin lenkt, der stromabwärts ! von der Düse angeordnet ist. Divergierende Anhaftwände sind I im Falle eines bistabilen Verstärkers an gegenüberliegenden i Seiten des Teilers angeordnet und der Strahl aus der Leistungs- ; düse legt sich anfänglich an eine der Wände an. An.gegenüber- ; liegenden Seiten des Mediumstrahles sind Steuerdüsen an Stel- - len nahe an der Leisfcungsduse vorgesehen. Wach Austreten eines Mediumstrahles aus einer der Steuerdüsen, wird der Strahl des Mediums von einer Wand abgelenkt, sodaü sich der Strahl : an die andere der Wände anlegt und in eine erste aufnehmende ! Öffnung einströmt, die an einer Seite des Teilers und am ! Ende der Wand, an die der Strahl angeschmiegt wird, gelegen ist. Wach einem Austreten des Mediumstromes aus den anderen Steuerdüsen wird der Mediumstrahl in seine anfängliche Lage 9098 4 7/04*78

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abgelenkt, in der er an die eine Wand angeschmiegt verläuft, wobei der Strahl des Mediums dann in eine zweite aufnehmende Öffnung einströmen kann, die sich an der anderen Seite des Teilers und am Ende der ersten Anhaftwand befindet. Die Verstärkung des Verstärkers, nämlich das Verhältnis des Mediumdruckes an der aufnehmenden Öffnung zum Druck des Mediums in der Steuerströmung, die den Strahl ablenkt um die aufnehmende Öffnung mit Druck zu versorgen, ist gezwungenermaßen durch eine Anhaftblase begrenzt, die am Ende der Anhaftwand sehr nahe bei der Leistungsdüse besteht. Diese Anhaftblase stellt eine negative Druckzone dar, die den Strahl an die Anhaftwand hält und ein Ablösen des Strahles von der Wand verhindert. Bei Mediumverstärkern vom Typ dieser Anhaftwand oder Anschmiegwand begrenzt das Vorhandensein dieser Blasenzone die erzielbare Verstärkung. ^ ^r

Erfindungsgemäß ist der Verstärkerkörper des reinen Medium— Verstärkers mit einem Kanal ausgestattet, der mit einem-seiner j finden mit der Blasenzone in Strömungsverbindung steht, wobei j sich diese Zone an der Strahianlegseite befindet, und dieser \ Kanai steht mit seinem gegenüberliegenden Ende mit einer I höheren Druckzone wie der umgebenden Atmosphäre oder irgendeiner anderen Bezugsdruckzone strömungsmäßig in Verbindung. Bei der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung steht das gegenüberliegende Ende des Kanäles strömungsmäßig mit der gegenüberliegenden Seite des Dusenstrahles in Stromungsverbindung. Daher steht auch die negative Druckzone in der Blase über diesen Kanal mit einer hohen Druckzone strömungsmäßig

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in Verbindung. Als Ergebnis versuchen sich die Drucke in dieser hohen und niedrigen Druckzone auszugleichen, also wird eine Verminderung der Druckdifferenz über dem Strahl, angestrebt, sodaß es dadurch einfach wird den Strahl von der betreffenden Ansdmiegwand abzuheben. In einem bistabilen Verstärker sind die Enden des Kanäles nahe den zwei Anhaftwänden angeordnet, sodaß ungeachtet der Tatsache, an weicher ^xi 7/0479 -

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Wand der Strahl anliegt, der Kanal den Druckunterschied über dem Strahl reduzieren kann. Als Folge kann man einen Steuerstrahl des Mediums mi'; vermindertem Druck verwenden und dieser reicht aus um dec Strahl von der einen Wand zur anderen Wand hin abzulenken, was jedoch gleichzeitig eine verbesserte Verstärkungscharakteristik des Verstärkers bedeutet. Dadurch sind für eine gegebene Form ein viel höherer Druck und ! eine höhere Leistungsverstärkung erzielbar, kürzere Schaltzeiten lassen sich erreichen und der Verstärker wird mit einer vergrößerten Ausblas-(fan-out; kapazität versehen.

ι Ein Ziel der vorliegenden Erfindung richtet sich auf die . • Schaffung eines verbesserten ranen Mediumverstärkers, bei dem

ein Steuerstrom des Mediums mit einem niedrigeren Druck und j einer niedrigeren Strömungsgeschwindigkeit verwendet werden kann.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen. In dieser zeigt:

Fig. 1 und 2 Schnittdarstellungen des reinen Mediumverstärkers nach der vorliegenden Erfindung, nach-den Linien 1-1 und 2-2 in Fig. 3i wobei die Schraffierungen aus Anschaulichkeitsgriinden weggelassen wurden; und

Fig. 3 eine vergrößerte Teilquerschnittsdarsteilung des riediumverstärkers nach der Erfindung.

In den Zeichnungen ist der Hediumverstärker nach der vorlie- , ι genden Erfindung allgemein mit 10 bezeichnet und besteht ' aus einem lamellierten Körper 12. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht der Körper 12 aus fünf Lamellen, und zwar einer Decklamelle 14 und 15, einer Düsen-

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Strahllamelle 16, einer Grenz schicht lame lie 18 und aus einer kanalformenden Lamelle 20. Die Lamelle.14 ist mit einem Einlass 22 für das Versorgungsmedium ausgestattet, das sich auf einem Druck P befindet, und die Einlasse 24* und 26' sind Steuereinlässe für das Steuermedium, das sich jeweils auf den Drücken P x| und P ., befindet. " ';...■

Die Düsensträhllamelle 16 ist mit einer Kanalkonfigurätion für eine Leistungsdüse 24 versehen, die zwischen den Lamellen 14 und 18 gelegen ist und von diesen eingeschlossen wird. Ein paar von divergierenden Änhaftänden 26 und 28 besitzen Einlassenden 30 und 32, die nahe an der Leistungsdüse 24 angeordnet sind. Die Lamelle 16 sieht ebenso die Steuerdüsen 34 und 36 vor, die an quer gegenüberliegenden Seiten zur Leistungsdüse 24 angeordnet sind ^ und zwar zwischen der Leistungsdüse 24 und den Enden 30 und 32 der Anhaftwände. Die Lamelle 16 sorgt ebenfalls für einen Teiler 38 zwischen den Anhaftwänden 26 und 28, die jeweils an ihren Auslassenden 40 und 42 mit aufnehmenden öffnungen 44 und 46 in Strömungsverbindung stehen, die in der Lamelle 14 ausgebildet sind.

Die Grenzschichtlamelle 18 weist ein paar von Öffnungen 48 und 50 auf, die strömungsmäßig mit den Anhaftwänden 26 und 28 jeweils in Verbindung sind und ebenso mit den Enden eines Kanales 52 verbunden sind, der in der Lamelle 20 für einen nachfolgend zu beschreibenden Zweck ausgebildet ist.

Be±nBetrieb des reinen Mediumverstärkers 10 sei angenommen,daß das Versorgungsmedium mit einem Druck P zum Einlass 22 gelangt, sodaß es als Strahl aus der Leistungsdüse 24 austritt. Weiter sei angenommen, daß eine Versorgung des Steuermediums dem Einlass 26' zugeführt wird und aus der Steuerdüse 36 als Mediumstrom mit einem Druck P _o austritt und den Strahl aus der Düse 24 beaufschlagt, sodaß dieser Strahl zur Anhaftwand

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26 bin abgelenkt wird. Wenn sich der Strahl einmal selbst an die Wand 26 angelegt hat, so wird er, ohne weitere Beeinflussung des Strahles, fortfahren längs der Wand 26 zu strömen und in die aufnehmende Öffnung 44 einzudringen.

Während solcher Strömung erzeugt der Strahl eine Blasenzone, die in Fig. 2 allgemein mit 54 bezeichnet ist und sich an der Wand 26 befindet und zwar zwischen dem Wandeinlassende und dem (Teiler 38. Diese Blasenzone 54 stellt eine negative Druckzone dar. Mit anderen Worten besteht in der Blasenzone 54 ein Vakuum und dieses Vakuum neigt dazu den Strahl an der Wand 26 zu halten. Aus diesem Grund ist in diese Zone des Verstärkers 10 an Minu&üöichen (-) eingezeichnet um anzuzeigen, daß hier ein Vakuum vorhanden ist, Auf der gegenüber-liegenden Seite des anhaftenden Strahles ist eine entsprechend hohe Druckzone vorhanden und diese Druckzone ist in der Zeichnung mit einem Pluszeichen (+) bezeichnet. Dieser Druckunterschied über dem Strahl neigt dazu den Strahl an derWand zu halten, an der er entlangströmt, es ist dies jedoch auch die Ursache dafür, daß der Strahl mit Schwierigkeit von der Wand 26 abgehoben werden kann. Mit anderen Worten wird ein Steuerstrom des Mediums mit erhöhtem Druck an der Düse 34 erforderlich, um den Strahl bei herkömmlichen Mediumverstärkern dieses Typs abzulenken.

Zeim Mediumverstärker 10 steht der Kanal 52 an den Öffnungen 48 und 50 mit den negativen und positiven Druckzonen jeweils in Verbindung, sodaß sich die Drucke in diesen Zonen ausgleichen können, ohne daß sie wirklich gleichgroß werden können. Als Ergebnis wird die Größe der Druckdifferenz über dem Strahl vermindert und ein Strom des Steuermediums kann an der Düse 34 mit vermindertem Druck verwendet werden und dieser Druck ist ausreichend den Strahl von einer anliegenden Lage an der Wand 26 in eine anliegende Lage an die Wand 28 umkippen zu lassen und zwar in der dargestellten bistabilen Form des

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Mediumverstärkers. Wenn sich der Strahl an die Wand 28 angelegt hat, steht die öffnung 50 an einem Ende des Kanales 52 mit der negativen Druckblasenzone in StrÖmungsverbindung, die durch den anhaftenden Strahl erzeugt wird, und die öffnung 48 am gegenüberliegenden Ende des Kanales 52 steht strömungsmäßig mit einer hohen Druckzone in Verbindung. Als Folge hiervon arbeitet der Kanal 52, wenn derStrahl an der Wand 28 anhaftet, genau in der zuvor beschriebenen Weise, wie dies im Hinblick des Anhaftens des Strahles an die Wand 26 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die Richtung des Druckausgleich,s bzw. der zugeordneten Strömung im Kanal 52 umgekehrt verläuft.

Es sei erwähnt, daß es ebenso im Rahmen der Erfindung liegt, einen Kanal zur Blasenzone 5^ ^d- ^zur umgebenden Atmosphäre oder zu einer anderenBezugsdruckzone auf einem Druck oberhalb des Druckes in der Blase anzuschließen, solange diese Anordnung dazu dienen soll, das Druckdifferenzial über dem Strahl zu reduzieren.

Auf jeden Fall hat der Ausgangsdruck des Verstärkers 10 an einer Auslaßöffnung 44 oder 46 relativ zum Steuerdruck an einer der Düsen 34 oder 36, der zum Ablenken des Strahles erforderlich ist, sich erhöht, so daß die Verstärkungscharakteristik des Verstärkers 10 verbessert wird.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims (5)

P a t e η t a η s p r ü c h e

1.) Reiner Mediumverstärker mit einem Körper, der eine Anhaftwand mit einem Ende aufweist, mit einer Leistungsdüse nahe diesem Wandende zum Zuführen eines Mediumstrahles, der sich an diese Wand anlegen kann und eine Niederdruckzone zwischen diesem Strahl und der Wand nahe dem Wandende erzeugt wird, mit Düsen nahe dem Wandende zur Lenkung eines Stromes des Steuermediums gegen eine Seite dieses Strahles, der an der Wand anliegt, um diesen Strahl in eine Hichtung von der Wand weg abzulenken, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Körper (12) ein Kanal (52) mit einem Paar von Enden (48,50) vorgesehen ist und daß ein Ende (48 oder 50) des Kanales (52) nahe der Seite des Strahles und nahe dem Wandende angeordnet ist und strömungsmäßig mit der Niederdruckzone in Verbindung steht und>daß· das andere Ende (50 od. 4-8) des Kanales (52) mit einer Zone strömungsmäßig verbunden ist, in der der Druck höher ist als der Druck in der Niederdruckzone, wobei dieser Kanal (52) für eine Verminderung der Druckdifferenz über dem Strahl sorgt -_y sodaß ein Strahl des Steuermediums mit vermindertem Druck in der Lage ist, den Strahl abzulenken.

2.) Mediumverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (50 oder 48) des Kanales (52) strömungsmäßig mit einer Zone in dem Körper (12) auf der dem Strahl , gegenüberliegenden Seite in Verbindung steht. .

3.) Mediumyerstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Anhaftwand (28) vorgesehen ist und im Abstand von der ersten Wand (26) angeordnet ist und von dieser divergiert, und daß das andere Ende (50 oder 48) des Kanaies (52) nahe der zweiten Anhaftwand (28) mündet.

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4. Mediumverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) eine lameliierte Konstruktion aufweist und der Mediumstrahl zwischen einem Paar von seitlich im Abstand angeordneten Lamellen (14, 16) in dem Körper (12) begrenzt ist und daü der Kanal (3'd) sich durch eine Lamelle (20) in dem Körper (12) erstreckt, wobei diese Lamelle (20) seitlich von dem Paar der Lamellen (14, 16) einen Abstand aufweist.

5. Mediumverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) ebenso einen Teiler (38) stromabwärts von der Leistungsdüse (24) aufweist, der in einem Abstand von der Anhaftwand (26, 28) angeordnet ist und daß der Kanal (52) sich im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des Mediumstrahles in einer Lage zwischen der Leistungsdüse (^4) und dem Teiler (38) erstreckt.

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