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"Reduzierventil mit Ejektor und Verfahren zur Steuerung seiner Wirksamkeit"
Die Erfindung betrifft ein Reduzierventil mit einem Hilfsejektor, welcher Verluste
bei Strömungen in der Ablaßleitung des Reduzierventils in breitem Bereich herabsetzen
soll.
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Die bisher bekannten Ejektoren in Reduzierventilen, die die Verluste
bei Strömungen in Ablaßleitungen von Reduzierventilen herabsetzen sollen, bestehen
im allgemeinen aus einem durch eine Membrane in eine obere und untere Kammer getrennten
Hohlkörper. In der letztgenannten befindet sich ein von der Membrane gesteuerter
und ein Ventil eines Drosselmechanismus in der Eintrittsleitung steuernder Hebel,
wobei die Eintrittsleitung innerhalb der unteren Kammer in den Ejektor einmündet,
dessen Mündung gegen den Ablaß aus dieser Kammer, von welchem die regulierte Flussigkeit
entnommen wird, gerichtet ist Die EjektormUndung ist von kreisförmigem Querschnitt,
so daß die Luft aus derselben kegelförmig heraustritt.
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Da die Form des aus dem Ejektor austretenden Luftkegels nicht absichtlich
beeinflußt bzw0 kontrolliert wird, weist der Ejektor nur eine beschränkte Wirksamkeit
auf. Ein solcher Ejektor kann höchstens in einem engen Bereich verwendet werden,
da er auf kleine Entnahmen noch nicht reagiert und große Entnahmen nicht mehr in
seinen Arbeitsbereich fallen, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde1 die obenerwähnten
Nachteiles des bisherigen Standes der Technik zu beseitigen. Diese Aufgabe wird
bei einem Reduzierventil mit Ejektor3 bestehend aus einem durch eine Membrane getrennten
Hohlkörper, wobei die Membrane einen bei der Ejektormundung angeordneten Drosselmechanismus
steuert wobei die Ejektormundung gegen den Ventilablaß gerichtet ist, dadurch gelöst,
daß zwischen der Ausmundung des Ejektors und dem Ventil ablaß eine bewegliche, von
der Membrane gesteuerte Blende eingebaut ist0 Nach einer weiteren Ausbildung der
Erfindung ist die bewegliche Blende Uber einen Hebelmechanismus gesteuert und schließt
mit der Achse eines aus dem Ejektor austretenden Stromes einen Winkel von 100 bis
1700 ein, Die Ausmündung des Ejektors ist durch einen senkrechten Spalt begrenzt,
der in eine Uber die Stirnfläche der Ejektorausmundung ausragende Auskerbung übergeht.
Auf dieser Ausmundung ist eine zum Einstellen der Arbeitstiefe der Auskerbung bestimmte
Hülse aufg*o setzt.
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Verfahren zur Steuerung des Ejektors von erfindungsgemößem Reduzierventil
besteht darin, daß dessen Wirksamkeit proportional mit dem Widerstand in der Ablaßleitung
schwankt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden ndher beschrieben0 Es zeigt: Fig, 1 ein Reduzierventil im
AxialabschnittO Wie es aus Figur 1 ersichtlich ist, besteht das Reduzierventil aus
einem Hohlkörper, der mittels einer Membrane 1 in eine obere und eine untere Kammer
getrennt ist0 Ein in der unteren Kammer des Hohlkörpers befindlicher Hebelmechanismus
kann aus einem oder zwei Hebelelementen bestehen, wobei im letztgenannten Falle
der erste gekrümmte Hebel 2 an der Membrane 1 anliegt. Dieser Hebel 2 bertutigt
den zweiten zweiarmigen Hebel 3, welcher um einen Zapfen 11 drehbar gelagert ist
und dessen einer Arm einen Drosselmechanismus 4 betätigt, während sein zweiter Arm
mit einer Blende 10 gekuppelt ist, die zum Abbinden eines Fluidstromes, d. i. das
aus dem Ejektor 8 heraustretenden Luft- oder Flüssigkeitsstromes, bestimmt ist.
In die untere Kamme des Hghlkörpers mündet eine mit dem vom zweiarmigen Hebel 3
gesteuerten Drosselmechanismus 4 versehene Eintrittsleitung 5 fUr die Druckflüssigkeit.
Der Drosselmechanismus 4 ist an den Ejektor 8 angeschlossen, dessen Ausmundung gegen
eine Auslaßleitung 6 fUr den reduzierten Flüssigkeitsstrom gerichtet ist, wobei
die Auslaßleitung 6 mit der Leitung 7 verbunden ist. Im Abschnitt zwischen der Ausmundung
des Ejektors 8 und der Auslaßleituag 6 ist die Blende 10 entweder unmittelbar mit
der Membrane 1 verbunden oder mit derselben durch mindestens einen Arm
des
zweiarmigen Hebels gekuppelt bzwa von derselben gesteuert, Diese Blende 10 ist so
angeordnet, daß sie bei geringster Flüssigkeitsentnahme den aus dem Ejektor 8 austretenden
Flussigkeitsstrom 9 am meisten ablenkt.
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Die Blende 10 kann beliebige Lagen einnehmen welche die Empfindlichkeit
der Stromreduktion positiv beeinflussen können: befindet sie sich in vertikaler
Lage, d. h. im wesentlichen senkrecht zur Achse des aus dem Ejektor 8 austretenden
Flüssgkeitsstromes9, wird die Lage der Blende 10 sowie auch die Lage des zweiarmigen
Hebels 3 und somit des Drosselmechanismus 4 nicht beeinflußt.
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Wenn demgegenüber der Flüssigkeitsstrom 9 mit der Blende 10 einen
stumpfen Winkel einschließt, wird die Blende 10 vom Flüssigkeitsstrom 9 angehoben,
so daß sie mittels des zweiten zweiarmigen Hebels 3 dem Öffnen des Drosselmechanismus
4 behilflich ist; schließt der Flüssigkeitsstrom 9 mit der Blende 10 einen spitzen
Winkel, wird die Blende 10 heruntergepreßt, so daß sie hilft den Drosselmechanismus
4 zu schließen. Der erwähnte Winkel kann im Bereich von 100 bis 170° schwanken.
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Der Querschnitt der Ausmündung des Ejektors 8 kann verschiedene Formen
aufweisen; im allgemeinen ist er kreisförmig, aber am vorteilhaftesten ist die Form
eines vertikalen Spaltes 120Eine so geformte Ausmündung kann z. B. in der Weise
gebildet werden, daß in die Öffnung ein halbierter Stöpsel hineingesteckt wird oder
daß diese Ausmundung des Ejektors 8 verschlossen und dann in vertikaler Richtung
eingeschnitten wird0 Dieser Schlitz kann sogar Uber die Stirnfläche der Ejektorausmundung
herausragen1 so daß der geringe Flüssigkeitsstrom 9 in Form eines engen, in vertikaler
Richtung
breit geöffneten Suchers tritt, so daß es möglich ist,
die Empfind-lichkeit des Reduzierventils mittels der Blende 10 auf längerer Strecke
zu beeinflussen. Im letztgenannten Falle, wobei der Schlitz der Spalte 12 sogar
über die Stirnfläche der Ejektorausmündung herausragt, kann diese Ausmündung mit
einer verschiebbaren Hülse 13 vereehen werden1 wodurch die Öffnung des erwähnten
Winkels in vertikaler Richtung des Fächers eingestellt werden kann, Entnimmt man
dem Reduzierventil keine Flüssigkeit, steht die Membrane 1 in der oberen Randlage,
die Hebel 2 und 3 berühren sich im Punkt a und die bewegliche Blende 10 blendet
fast vollstandig den kleinen Flüssigkeitsstrom 9 ab.
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Bei einer geringen Flussigkeitsentnahme sinkt die Membrane 1, die
Hebel 2 und 3 berühren sich im Punkt b, der Drosselmechanismus 4 öffnet sich, der
Fluidstrom, z. B. ein Luftstrom fängt an, durch die spaltenförmige Ejektorausmundung
zu strömen und wird von der sich anhebenden beweglichen Blende 10 abgeblendet. In
dieser Arbeitsphase bei geringer Entnahme entsteht in der Leitung 7 nur ein kleiner
Widerstand, so daß nur eimgeringe Wirkung des Ejektors erforderlich wird0 Bei größerer
Entnahme sinkt die Membrane 1 noch mehr, die Hebel 2 und 3 berühren sich in Punkt
c, der Drosselmechanismus 4 öffnet sich weiter, die bewegliche Blende 10 wird angehoben
und blendet den Luftstrom 9 fast nicht mehr ab. Auf diese Weise ist es möglich,
die Wirksamkeit der Funktion des spaltenförmigen Ejektors 8 durch Uberwindung der
in der Leitung 7 wachsenden Widerstdnde noch mehr zu steigern.
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Schließlich gelangt bei der maximalen Luftentnahme die Membrane 1
in die tiefste Lage, die Hebel 2 und 3 berühren sich im Punkt dt der Drosselmechanismus
4 steht weit offen, die Blende 10 des Ejektors 8. ist völlig angehoben und ein mächtiger
Luftstrom 9 fließt durch den spaltenförmigen Ejektor 8 in die Ablaßleitung.
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Dabei wird die Luft vom Raum unter der Membrane 1 mit maximaler Intensität
mitgerissen, was den von der heraustretenden Luft gebildeten und zum Ausbauchen
der Membrane bestimmten Unterdruck am meisten fördert.
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Bei diesem maximalen Durchfluß erzielt auch der Widerstand in der
Leitung 7 infolge der erhöhten turbulenten Strömung seinen maximalen Wert, so daß
seine Kompensation durch den Ejektor 8 in diesem Falle am notwendigsten und auch
am effektivsten ist.
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Da bei der steigenden Luftentnahme durch die Auslaßleitung gleich
zeitig auch die Verluste infolge erhöhter turbulenter Strömungen nach einer unlinearen
Funktion anwachsen, ist es notwendig, der Aktion des Ejektors 8 einen entsprechenden,
aber inversen Verlauf zu erteilen.
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Der Ejektor mit den oben beschriebenen Parametern kann Uberall dort
Verwendung finden, wo eine Kompensation der Strömungsverluste in der Ablaßleitung
erfordert wird, insbesondere wenn die Ejektorblende mit dem Membranenhub mittels
eines unlinearen Elementes gekuppelt ist0 Aus diesam Grunde wurde als Beispiel der
vorteilhaftestens Verwendung ein Reduzierventil verwendet, welches sich ausgezeichnet
bei Taucher- und anderen isolierten Atemgeräten bewährte, ohne auf diese beschränkt
zu sein.