DE19735129A1 - Heissgassteuerventil - Google Patents
HeissgassteuerventilInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein
Düsentriebwerke zum Ändern der Fluglage eines Fluggerätes und
insbesondere ein verbessertes Heißgassteuerventil, das dafür
ausgebildet ist, einen Gasstrom aus einem Feststoffgaserzeuger
auf mehrere Auslässe, die jeweils mit den
Raketentriebwerkschubdüsen kommunizieren, derartig zu
verteilen, daß der Gesamtstrom der verschiedenen Schubdüsen im
wesentlichen konstant bleibt.
Bei Raketen, Flugkörpern und Raumfahrzeugen ist es üblich,
daß wenigstens ein Raketentriebwerk vorgesehen ist, um einen
Schub zu erzeugen, der das Fluggerät vorwärtstreibt. In einigen
Fällen wird das Lenken mit Hilfe von aerodynamischen
Oberflächen (z. B. Flossen, Rudern, Querrudern usw.)
vorgenommen, die auf dem Körper des Fluggeräts befestigt sind.
In anderen Fällen wird die Fluglage des Fluggeräts mit Hilfe
von Gasreaktionsstrahlen gesteuert, die lateral zu der
Flugrichtung des Fluggeräts durch Triebwerkschubdüsen
ausgestoßen werden. Diese sind gewöhnlich an verschiedenen
Stellen am Umfang des Fluggerätkörpers angeordnet. In einer
typischen Anordnung sind vier radial angeordnete
Triebwerkschubdüsen vorgesehen, deren Achsen jeweils mit einem
Winkel von 90° gegenüber den Achsen ihrer unmittelbaren
Nachbarn angeordnet sind.
In einigen Fällen wird der durch die Schubdüsen
auszustoßende Strom durch einen Feststoffgaserzeuger erzeugt.
Dieser Erzeuger kann für eine lange Zeitdauer in einem
inaktiven oder Standbyzustand verbleiben. Wenn er jedoch einmal
aktiviert ist, erzeugt er während seiner Brenndauer
kontinuierlich Heißgas, und dieses Heißgas muß kontinuierlich
durch eine oder mehrere der Triebwerkschubdüsen ausgestoßen
werden. Das erzeugte Gas wird gewöhnlich durch
gegenüberliegende Paare von Schubdüsen ausgestoßen. Wenn die
Schubdüsen eines zusammenarbeitenden Paares in ihrem Aufbau
identisch sind und einander diametral gegenüberliegen, dann
wird der Strom durch diese wie durch entgegengesetzten Düsen
ausgestoßen. Wenn die Schübe derartiger entgegengesetzter Düsen
gleich sind, dann wird keine lateral störende Kraft auf das
Fluggerät ausgeübt. Wenn andererseits die entgegengesetzten
Düsen ungleich sind, üben derartige Düsen eine Effektivkraft
auf das Fluggerät aus.
Es ist natürlich möglich, den durch jede Schubdüse
ausgestoßenen Strom mit Hilfe einzelner Ventile zu steuern, was
jedoch als teuer und ineffizient betrachtet wird.
Deshalb ist es allgemein wünschenswert, ein verbessertes
Steuerventil anzugeben, das besonders dafür ausgebildet ist,
einen Gasstrom (d. h. den Ausstrom aus einem
Feststoffgaserzeuger) auf mehrere mit Triebwerkschubdüsen
kommunizierende Auslässe zu verteilen. Ein derartiges
verbessertes Ventil sollte vorzugsweise billig herzustellen und
zu betreiben sein, wobei jedoch keine wesentlichen
Zugeständnisse bezüglich der Funktion oder der
Leistungsmerkmale gemacht werden sollten.
Die vorliegende Erfindung gibt ein verbessertes
Heißgasventil an, das dafür ausgebildet ist, einen Gasstrom
(d. h. den Ausstrom aus einem Feststoffgaserzeuger) auf mehrere
mit Triebwerkschubdüsen kommunizierende Auslässe zu verteilen,
wobei die Bezugnahme auf entsprechende Komponenten, Teile oder
Oberflächen der beschriebenen Ausführungsform lediglich der
beispielhaften Darstellung dienen und keineswegs als
einschränkend zu betrachten sind.
Das verbesserte Ventil enthält: einen Körper mit einem
Einlaß, der mit einem inneren Hohlraum kommuniziert, wobei
dieser Hohlraum durch eine teilsphärisch konkave Oberfläche
begrenzt wird und der Körper mehrere Auslaßdurchgänge aufweist,
die in Öffnungen an der konkaven Oberfläche enden; ein
Ventilglied, das beweglich in dem Hohlraum für eine nach allen
Seiten gerichtete Schwenkbewegung innerhalb des Hohlraums
angeordnet ist, wobei das Ventilglied eine Oberfläche aufweist,
an dem die konkave Oberfläche des Körpers dichtend anliegt und
die in einer Kante endet, wobei diese Kante mit den Öffnungen
zusammenarbeitet, um dazwischen Dosierungsöffnungen mit
variabler Fläche zu bilden, und die derart konfiguriert und
angeordnet ist, daß die Öffnungsflächen in Abhängigkeit von der
Winkelposition des Ventilgliedes relativ zu dem Körper so
variiert werden, daß die Summe der einzelnen offenen Flächen
der Dosierungsoberflächen im wesentlichen unabhängig von der
Position des Ventilgliedes innerhalb des Bewegungsbereichs des
Ventilgliedes relativ zum Körper ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weisen die Öffnungen Dosierungskanten auf, die in
einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und die Öffnungen sind
auf einem Umfang mit gleichen Abständen zueinander angeordnet.
Die gemeinsame Ebene steht senkrecht zu einer Bezugsachse, die
den Punkt enthält, um den die konkave Oberfläche gebildet ist.
Die Öffnungen sind in wenigstens einem zusammenarbeitenden Paar
angeordnet, wobei sie identisch und an diametral
gegenüberliegenden Stellen angeordnet sein können. Die Summe
der offenen Flächen der Dosierungsöffnungen des
zusammenarbeitenden Paares bleibt über den Bewegungsbereich im
wesentlichen konstant.
Das Ventil kann weiterhin enthalten: eine
Stellgliedeinrichtung, die zwischen dem Körper und wenigstens
einem exzentrischen Punkt auf dem Ventilglied arbeitet, um das
Ventilglied wahlweise relativ zu dem Körper zu bewegen. Diese
Stellgliedeinrichtung kann einen Hebel enthalten, der fest mit
dem Ventilglied verbunden ist und sich von diesem nach außen
erstreckt, ein erstes Stellglied, der beweglich angeordnet ist,
um zwischen dem Körper und dem Hebel zu wirken, um eine
Rotationskomponente des Ventilglieds in einer ersten Ebene
relativ zu dem Körper zu bewirken, und ein zweites Stellglied,
das beweglich angeordnet ist, um zwischen dem Körper und dem
Hebel zu wirken, um eine Rotationskomponente des Ventilglieds
in einer zweiten Ebene relativ zu dem Körper zu bewirken, wobei
die erste und die zweite Ebene senkrecht zueinander stehen. Ein
Stromumleiter kann auf dem Ventilglied befestigt und beweglich
angeordnet sein, um den Gasstrom aus dem Einlaß zu den
Dosierungsöffnungen zu leiten. In einer bevorzugten
Ausführungsform ist das Ventilglied halbsphärisch, und die
Oberfläche des Ventilglieds ist teilsphärisch und konvex.
Dementsprechend liegt die Hauptaufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, ein verbessertes Heißgasventil anzugeben, das
dafür ausgebildet ist, einen Gasstrom von einem
Feststoffgaserzeuger auf mehrere Auslässe zu verteilen, die mit
Raketentriebwerkschubdüsen kommunizieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
ein verbessertes Heißgasventil anzugeben, das für eine nach
allen Richtungen gerichtete Schwenkbewegung in einem Hohlraum
eines Körpers angeordnet ist, um die Öffnungsflächen der
Strömungswege zu den Raketenschubdüsen derart zu variieren, daß
der Gesamtstrom durch das Ventil im wesentlichen konstant
bleibt.
Anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht der bevorzugten Ausführungsform
des verbesserten Heißgasventils,
Fig. 2 eine Seitenansicht von rechts des in Fig. 1
gezeigten verbesserten Heißgasventils,
Fig. 3 eine Rückansicht des in Fig. 2 gezeigten
verbesserten Heißgasventils,
Fig. 4 eine vertikale Teilqueransicht entlang der Linie
4-4 in Fig. 2, die das Ventilglied teils im Schnitt, teils in
Draufsicht zeigt, das für eine nach allen Richtungen gerichtete
Schwenkbewegung im Hohlraum des Körpers befestigt ist, um die
Dosierungsöffnungen zu variieren, durch die das heiße Gas aus
dem Einlaß zu den Triebwerkschubdüsen hindurchgeht,
Fig. 5 eine vertikale Teillängsansicht, die teils im
Schnitt, teils im Aufriß entlang der Linie 5-5 in Fig. 4 das
halbsphärische Ventilglied und die mit den Schubdüsen
kommunizierenden Auslässe zeigt,
Fig. 6 eine schematische Ansicht des Ventilgliedes in
verschiedenen Winkelpositionen relativ zu dem Körper,
Fig. 7 eine schematische Panoramaansicht um 360°, die
erhalten wurde, indem die Öffnungen an den entsprechenden in
Fig. 6 gezeigten Positionen "flach ausgerollt" wurden, wobei
diese Ansicht zeigt, welche Öffnungen offen und welche
Öffnungen geschlossen sind.
In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche
Bezugszeichen dieselben strukturellen Elemente, Teile oder
Oberflächen in Übereinstimmung mit den verschiedenen
Zeichnungen. Die Begriffe "horizontal", "vertikal", "links",
"rechts", "oben" und "unten" bezeichnen einfach die Ausrichtung
der dargestellten Struktur in der bestimmten, vor dem Leser
liegenden Zeichnung. Soweit nicht anders angegeben, bezeichnen
die Begriffe "nach innen" und "nach außen" die Ausrichtung
einer Oberfläche relativ zu ihrer Längs- oder Rotationsachse.
Die in den Zeichnungen, insbesondere in den Fig. 1 bis 5
dargestellte Erfindung gibt ein mit dem Bezugszeichen 20
bezeichnetes verbessertes Heißgasventil an, das dafür
ausgebildet ist, einen heißen Gasstrom, der aus einem
Feststoffgaserzeuger (nicht gezeigt) ausströmt, auf mehrere
Auslässen zu verteilen, die mit Raketentriebwerkschubdüsen
kommunizieren.
Das verbesserte Ventil enthält einen mit dem Bezugszeichen
21 angegebenen Körper, der einen inneren Hohlraum aufweist, und
ein mit dem Bezugszeichen 22 angegebenes Steuerknüppel
ähnliches Ventilglied, das einen Teil aufweist, der beweglich
für eine nach allen Richtungen gerichtete Schwenkbewegung
innerhalb des Hohlraums des Körpers angeordnet ist. Fig. 1 bis
3 zeigen den Körper in einer Seitenansicht. Fig. 4 und 5 zeigen
den Körper in einer Querschnittansicht. In diesen letzten
Ansichten wurde der Körper jedoch nicht schraffiert
dargestellt, um die Zeichnungen deutlicher zu machen.
Der Körper 21 wird als ein sich horizontal erstreckendes
kurzes scheibenförmiges Festglied gezeigt, das eine gestufte
Vorderseite mit einer nach links gerichteten ringförmigen
vertikalen Oberfläche 23, die unmittelbar eine Einlaßöffnung 24
umgibt, eine nach außen gerichtete horizontale zylindrische
Oberfläche 25 und eine nach links gerichtete ringförmige
vertikale Oberfläche 26, die sich davon radial nach außen
erstreckt, aufweist. Der Körper weist eine nach rechts
gerichtete ringförmige vertikale Rückoberfläche 27 auf. Die
äußeren Ränder der Vorder- und Rückoberflächen 26, 27 sind
durch eine zylindrische Oberfläche 28 verbunden. Wie am besten
in Fig. 5 zu sehen, weist der Körper ein zentrales horizontales
axiales Durchgangsloch auf, das nacheinander eine horizontale
zylindrische Oberfläche 29, die sich vom inneren Rand der nach
links gerichteten Oberfläche 23 erstreckt, eine nach links
gerichtete ringförmige vertikale Oberfläche 30, eine
horizontale zylindrische Oberfläche 31, die sich davon weiter
nach rechts erstreckt, eine teilsphärische konkave Oberfläche
32 und eine kegelstumpfförmige Oberfläche 33, die sich davon
weiter nach rechts bis zum inneren Rand der Rückoberfläche 27
erstreckt, umfaßt. Eine ringförmige Rille erstreckt sich von
der sphärischen Oberfläche 32 in den Körper, um einen O-Ring 34
aufzunehmen, der dichtend und wischend mit der sphärischen
äußeren Oberfläche des Ventilgliedes 22 verbunden ist.
Der Körper weist vier sich radial erstreckende Öffnungen
auf, die die äußere zylindrische Oberfläche 28 des Körpers mit
der Oberfläche 32 des Körperhohlraumes verbinden. Wie am besten
in Fig. 4 zu sehen, weisen diese Öffnungen radiale Achsen auf,
die jeweils mit einem nominalen Abstand zwischen den
Mittellinien von 90° angeordnet sind. Jede Öffnung weist eine
gestufte innere Oberfläche auf. Ein mittlerer Teil der
Durchgangslöcher, der mit dem Bezugszeichen 35 angegeben ist,
ist innen mit einem Gewinde versehen. Eine mit dem
Bezugszeichen 36 angegebene Schubdüsenanordnung wird jeweils in
das Gewinde jedes der Durchgangslöcher eingefügt. Jede
Schubdüsenanordnung weist einen radial nach innen verengten
Halsteil und einen sich nach außen öffnenden Ausgangsbereich
auf. In Fig. 1 bis 5 sind mehrere Schubdüsenglieder jeweils mit
den Buchstaben A, B, O und D angegeben und jeweils in
Schubrichtung an den Bezugswinkeln von 180°, 270°, 0° und 90°
angeordnet. Der Körper weist auch einen sich nach außen
verengenden, durch die Wand 38 begrenzten Eingangsbereich auf,
der die sphärische konkave Oberfläche 32 mit dem sich
verengenden Halsbereich jeder Schubdüse verbindet. Jeder dieser
Eingangsbereiche ist ein Auslaßdurchgang, der die
teilsphärische Oberfläche mit einem zugeordneten
Schubdüsenglied verbindet.
Wie am besten in Fig. 5 zu sehen, weist das Ventilglied 22
einen halbsphärischen Kopfteil 39 auf, der beweglich in dem
Hohlraum des Körpers angeordnet ist. Insbesondere weist dieser
Kopfteil eine sphärische äußere Oberfläche 40 auf, die in enger
Verbindung mit der sphärischen konkaven Oberfläche 32 des
Körpers angeordnet ist, eine kreisrunde Kante 41 an der
Verbindungsstelle der sphärischen Oberfläche 40 mit der
ringförmigen linken Endfläche 42, einen stromumleitenden
Vorsprung 43, der sich von einem zentralen Teil der linken
Endfläche nach linke erstreckt, und einen Hebelteil 44, der
sich vom Kopfteil 39 durch den strumpfkegeligen Durchgang 33
nach rechts erstreckt und in einem Ende endet, das sich nach
außen durch die Rückfläche des Körpers erstreckt.
Die Schnittlinie der Oberflächen 40 und 43 des
Ventilglieds definiert eine Kante 41 auf dem Ventilglied. In
der bevorzugten Ausführungsform ist die Kante 41 kreisförmig
und liegt in einer gemeinsamen Ebene. In anderen
Ausführungsformen kann die Kante jedoch auch andere Formen und
Konfigurationen aufweisen. Wenn das Ventilglied sich, wie in
Fig. 2 und 5 gezeigt, in seiner zentrierten Position relativ
zum Körper befindet, verschließt das Ventilglied die
Auslaßöffnungen 38 jeweils teilweise. Die Kante 41 des
Ventilgliedes stellt auf diese Weise eine Dosierungskante dar,
die eine unbedeckte Öffnung, durch die ein Fluid strömen kann,
von einer verdeckten Öffnung trennt, durch die ein Fluid nicht
strömen kann.
Wie vor allem in Fig. 2 und 5 zu sehen, enthält die
Erfindung weiterhin eine mit dem Bezugszeichen 45 angegebene
Stellgliedeinrichtung, die zwei Stellglieder aufweist, die
angeordnet sind, um zwischen dem Körper und dem beabstandeten
Endstück des Hebels 44 zu wirken. Ein mit dem Bezugszeichen 46
angegebenes erstes Stellglied ist horizontal angeordnet, und
ein mit dem Bezugszeichen 48 angegebenes zweites Stellglied ist
vertikal angeordnet. Jedes Stellglied weist einen Zylinder auf,
der schwenkbar an dem Körper befestigt ist, und ein
ausfahrbares Stangenteil, das mit dem rückseitigen oder
entfernten Ende des Arms 44 mit Hilfe einer gabelkopfartigen
Verbindung verbunden ist. Die Stellglieder sind dafür
ausgebildet, wahlweise entweder einzeln oder in Kombination
betrieben zu werden, um eine nach allen Seite gerichtete
Schwenkbewegung des Ventilgliedes relativ zu dem Körper zu
ermöglichen. Diese Stellglieder können elektro-hydraulisch,
elektro-mechanisch oder in anderen Form betrieben werden.
Wichtig ist, daß die zwei Stellglieder derartig angeordnet
sind, daß sie das entfernte Ende des Hebels 44 wahlweise
bewegen, um eine gesteuerte, nach allen Seiten gerichtete
Bewegung des Kopfteils 39 des Ventilglieds innerhalb des
Körpers zu veranlassen.
Der Betrieb des verbesserten Ventils ist schematisch in
Fig. 6 und 7 dargestellt.
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil der
Ventilanordnung in verschiedenen Winkelpositionen relativ zum
Körper zeigt. Fig. 6 zeigt sechs Ansichten, die jeweils durch
die Buchstaben "a", "b", "c", "d", "e" und "f" angegeben sind.
Fig. 6 zeigt den Kopfteil 39 des Ventilglieds, der im
Bewegungsbereich mit einem maximalen Winkel in einer Ebene
geneigt ist, um die Öffnung "D" vollständig zu öffnen. Dabei
ist die linke Öffnung als Öffnung "A", die rechte Öffnung als
Öffnung "C" und die sichtbare Öffnung im Zentrum ist als
Öffnung "B" angegeben. Außerdem gibt es noch die Öffnung "D",
die jedoch in Fig. 6 nicht sichtbar ist.
Fig. 7 ist eine Panoramaansicht, die durch das "flache
Ausrollen" der 360°-Umfänge der in Fig. 6 gezeigten
Ventilglieder zustandekommt. Dabei zeigt Fig. 7 in einer
Merkator-Projektion wie weit die verschiedenen, mit A, B, D und
D angegebenen Öffnungen geöffnet oder geschlossen sind.
Fig. 6(a) zeigt das Ventilglied in einer zentrierten
Position relativ zum Körper, die im wesentlichen gleich der in
Fig. 5 gezeigten Position ist. Wenn sich das Ventilglied in
einer derartigen zentrierten Position befindet, ist jedes der
mehreren Öffnungen gleich weit geöffnet, wobei der Öffnungsgrad
durch die schattierten Flächen in Fig. 7(a) wiedergegeben wird.
Fig. 6(b) und 6(c) zeigen die Situation, wenn der Kopfteil
des Ventilglieds um 10° geneigt ist, um die Öffnung B zu
schließen, und die Öffnung D im wesentlichen zu öffnen.
Fig. 7(b) zeigt die vollständig geschlossene Öffnung B, wobei
die Öffnungen A und C teilweise geschlossen sind und die
Öffnung D im wesentlichen offen ist.
Fig. 6(c) zeigt die geneigte Ebene des Kopfteils des
Ventilglieds, das von der in Fig. 6(b) geneigten Position
gedreht ist. In Fig. 6(c) ist die geneigte Ebene des Kopfteils
des Ventilglieds gedreht, um die Öffnung A weiter zu öffnen und
die Öffnung C weiter zu schließen, wie in Fig. 7(c) gezeigt.
Fig. 6(d) zeigt die geneigte Ebene des Kopfteils des
Ventilgliedes, die weiter gedreht wurde, um die Öffnung A
weiter zu öffnen und die Öffnung C weiter zu schließen. Die
dementsprechende zunehmende Differenz ist zum Vergleich in
Fig. 7(c) und 7(d) gezeigt.
Fig. 6(e) zeigt die geneigte Ebene des Kopfteils des
Ventilgliedes, die um einen Winkel von 15° weiter gedreht
wurde. Dabei wurde die Öffnung A weiter geöffnet, die Fläche
der Öffnung D reduziert, und die Öffnungen B und C sind gerade
ein wenig geöffnet worden, wie in Fig. 7(e) angegeben.
Fig. 6(f) zeigt das Kopfteil des Ventilglieds, das so
geneigt wurde, daß die Öffnungen B und D teilweise geöffnet
wurden und die Öffnung C vollständig geschlossen wurde. In
dieser Position ist die Öffnung A im wesentlichen geöffnet, wie
in Fig. 7(f) gezeigt.
Durch das wahlweise Steuern der Stellglieder 46 und 48
kann eine Steuerknüppel-ähnliche Bewegung des Ventilglieds
erzeugt werden, wobei eine derartige nach allen Richtungen
gerichtete Schwenkbewegung des Kopfteils des Ventilglieds
wahlweise die verschiedenen Öffnungen öffnet.
In Fig. 6(a) weist jede Öffnung eine identische offene
Öffnungsfläche auf. Deshalb wird hier kein Effektivschub durch
das Ventil ausgeübt, da alle gegenüberliegenden Düsen gleich
stark geöffnet sind. In Fig. 6(b) erfolgt ein Effektivschub mit
einem Winkel von 90°, was darauf zurückzuführen ist, daß die
Öffnung B geschlossen und die Öffnung D offen ist.
In Fig. 6(c) erfolgt ein Effektivschub mit einem Winkel von
105°. In Fig. 6(d) erfolgt ein Effektivschub mit einem Winkel
von 120°. In Fig. 6(e) erfolgt ein Effektivschub mit einem
Winkel von 135° und in Fig. 6(f) erfolgt ein Effektivschub mit
einem Winkel von 180°.
Die vorliegende Erfindung gibt deshalb ein verbessertes
Heißgasventil an, das dafür ausgebildet ist, einen Heißgasstrom
wahlweise etwa von einem Feststoffgaserzeuger auf mehrere
Auslässe, die mit Raketentriebwerkschubdüsen kommunizieren, zu
verteilen. Das verbesserte Ventil enthält einen Körper, der
einen Einlaß mit einem inneren Hohlraum aufweist, wobei der
Hohlraum teilweise durch eine teilsphärische konkave Oberfläche
begrenzt ist, und wobei der Körper auch mehrere
Auslaßdurchgänge aufweist, die in Öffnungen auf der konkaven
Oberfläche enden; ein Ventilglied ist beweglich in dem Hohlraum
für eine nach allen Richtungen gerichtete Schwenkbewegung
angeordnet. Das Ventilglied weist eine Oberfläche auf, an dem
die konkave Oberfläche des Körpers dichtend anliegt und die in
einer Kante endet. Die Kante arbeitet mit den Öffnungen
zusammen, um dazwischen Dosierungsöffnungen mit einer variablen
Fläche in Abhängigkeit von der Winkelposition des Ventilglieds
relativ zum Körper so zu bilden, daß die Summe der einzelnen
offenen Flächen der Dosierungsoberflächen im wesentlichen
unabhängig von der Position des Ventilgliedes im
Bewegungsbereich des Ventilglieds relativ zum Körper ist.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der Körper als ein
im wesentlichen einstückiges Glied gezeigt, an dem vier
entfernbare Schubdüsenanordnungen vorgesehen sind. Andere
Formen und Anordnungen sind an Stelle der gezeigten möglich.
Die Erfindung ist nicht notwendigerweise auf eine Anordnung mit
vier Schubdüsen beschränkt, und eine größere oder kleinere
Anzahl von derartigen Schubdüsen kann statt dessen verwendet
werden.
In der bevorzugten Ausführungsform ist das Ventilglied für
eine nach allen Richtungen gerichtete Schwenkbewegung relativ
zum Körper befestigt, ähnlich wie ein Steuerknüppel. Das
entfernte Ende des Ventilglieds kann wahlweise durch die
Stellglieder 46, 48 bewegt werden oder manuell oder in einer
anderen Form durch ein Stellglied oder eine andere Einrichtung
bewegt werden. Ebenso kann das Ventilglied einen Stromumleiter
aufweisen oder nicht, wie er oben mit dem Bezugszeichen 43
angegeben ist.
Das für die Konstruktion verwendete Material ist für die
Erfindung nicht ausschlaggebend und kann vom Fachmann den
Erfordernissen entsprechend gewählt werden.
Claims (10)
1. Steuerventil, das dazu dient, einen Gasstrom auf mehrere
Auslässe zu verteilen, mit:
einem Körper (21), der einen mit einem inneren Hohlraum kommunizierenden Einlaß (24) aufweist, wobei der Hohlraum teilweise durch eine teilsphärische konkave Oberfläche (32) begrenzt ist, und wobei der Körper mehrere Auslaßdurchgänge aufweist, die in Öffnungen (38) auf der konkaven Oberfläche (32) enden,
einem Ventilglied (22), das beweglich in dem Hohlraum für eine nach allen Richtungen gerichtete Schwenkbewegung angeordnet ist, wobei das Ventilglied (22) eine Oberfläche (40) aufweist, an dem die konkave Oberfläche (32) des Körpers dichtend anliegt und die in einer Kante (41) endet, wobei die Kante (41) mit den Öffnungen (38) zusammen arbeitet, um dazwischen Dosierungsöffnungen (A, B, C, D) mit variabler Fläche zu bilden, und die derart konfiguriert und angeordnet ist, daß sie die Flächen der Öffnungen (A, B, C, D) in Abhängigkeit von der Winkelposition des Ventilglieds (22) relativ zum Körper (21) variiert, so daß die Summe der einzelnen offenen Flächen der Dosierungsöffnungen (A, B, C, D) im wesentlichen konstant und unabhängig von der Position des Ventilglieds (22) im Bewegungsbereichs des Ventilglieds (22) relativ zum Körper (21) ist.
einem Körper (21), der einen mit einem inneren Hohlraum kommunizierenden Einlaß (24) aufweist, wobei der Hohlraum teilweise durch eine teilsphärische konkave Oberfläche (32) begrenzt ist, und wobei der Körper mehrere Auslaßdurchgänge aufweist, die in Öffnungen (38) auf der konkaven Oberfläche (32) enden,
einem Ventilglied (22), das beweglich in dem Hohlraum für eine nach allen Richtungen gerichtete Schwenkbewegung angeordnet ist, wobei das Ventilglied (22) eine Oberfläche (40) aufweist, an dem die konkave Oberfläche (32) des Körpers dichtend anliegt und die in einer Kante (41) endet, wobei die Kante (41) mit den Öffnungen (38) zusammen arbeitet, um dazwischen Dosierungsöffnungen (A, B, C, D) mit variabler Fläche zu bilden, und die derart konfiguriert und angeordnet ist, daß sie die Flächen der Öffnungen (A, B, C, D) in Abhängigkeit von der Winkelposition des Ventilglieds (22) relativ zum Körper (21) variiert, so daß die Summe der einzelnen offenen Flächen der Dosierungsöffnungen (A, B, C, D) im wesentlichen konstant und unabhängig von der Position des Ventilglieds (22) im Bewegungsbereichs des Ventilglieds (22) relativ zum Körper (21) ist.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, das dazu dient, daß die
Öffnungen (38) Dosierungskanten aufweisen, die in einer
gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und daß die Öffnungen (38)
auf einer Umfanglinie mit gleichen Abständen zueinander
angeordnet sind.
3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die gemeinsame Ebene senkrecht zu einer Bezugsachse steht, die
den Punkt enthält, um den die konkave Oberfläche (32) gebildet
ist.
4. Steuerventil nach wenigstens einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (38) in
wenigstens einem zusammenarbeitenden Paar angeordnet sind,
wobei die Öffnungen (38) identisch sind und an Stellen
angeordnet sind, die einander diametral gegenüberliegen.
5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Summe der offenen Flächen der Dosierungsöffnungen (A, B, C, D)
des zusammenarbeitenden Paars über den Bewegungsbereich des
Ventilglieds (22) im wesentlichen konstant bleibt.
6. Steuerventil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine
Stellgliedeinrichtung (45) aufweist, die zwischen dem Körper
(21) und wenigstens einem exzentrischen Punkt auf dem
Ventilglied (22) wirkt, um das Ventilglied (22) wahlweise
relativ zum Körper (21) zu bewegen.
7. Steuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stellgliedeinrichtung (45) einen Hebel (44) aufweist, der
auf dem Ventilglied (22) befestigt ist und sich davon nach
außen erstreckt, wobei ein erstes Stellglied (46) derart
funktionell angeordnet ist, um zwischen dem Körper (21) und dem
Hebel (44) zu wirken, um eine Rotationskomponente des
Ventilglieds (22) in einer ersten Ebene relativ zum Körper (21)
zu bewirken, und wobei ein zweites Stellglied (48) derart
funktionell angeordnet ist, um zwischen dem Körper (21) und dem
Hebel (44) zu wirken, um ein eine Rotationskomponente des
Ventilglieds (22) in einer zweiten Ebene relativ zum Körper
(21) zu bewirken, wobei die erste und die zweite Ebene
senkrecht zueinander stehen.
8. Steuerventil nach wenigstens einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin einen
Stromumleiter (43) aufweist, der auf dem Ventilglied (22)
befestigt und beweglich angeordnet ist, um den Strom aus dem
Einlaß (24) zu den Dosierungsöffnungen (A, B, C, D) zu leiten.
9. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventilglied (22) halbsphärisch ist.
10. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberfläche (40) des Ventilglieds (22) teilsphärisch und
konvex ist.
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