DE2231362A1

DE2231362A1 - Einrichtung zur stroemungsregelung

Info

Publication number: DE2231362A1
Application number: DE2231362A
Authority: DE
Inventors: Jun John Arthur Dicken
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-07-02
Filing date: 1972-06-27
Publication date: 1973-01-18
Also published as: GB1361514A; US3768507A; IT956920B

Description

Einrichtung zur Strömungsregelung

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Regelung von Strömungen fließfähiger Medien zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten volumetrischen Durchflusses durch einen Kanal während starker Schwankungen des Druckabfalls über dem Kanal. Einrichtungen dieser Art besitzen eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten in standardmäßigen Ventilsystemen. Ein Beispiel für die Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Einrichtung ist ein durch Magnetspule betätigtes Sperrventil im Wasserversorgungssystem einer Waschmaschine. Analoge Anwendungsmöglichkeiten treten bei allen Geräten die trotz Druckänderungen eine relative konstante Strömungsgeschwindigkeit erfordern.

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Frühere Versuche zur Aufrechterhaltung einer konstanten Durchflußgeschwindigkeit durch einen Kanal trotz Druckschwankungen haben federnde Scheiben verschiedenster Form verwendet. Die Scheibe wird in einer Kammer in dem Kanal angeordnet, wobei diese Kammer eine Einlaß, einen Auslaß und einen zwischen Einlaß und Auslaß angeordneten ebenen Ansatz oder Sitz umfaßt. Die federnde Scheibe wirkt mit dem Ansatz oder dem Sitz zusammen, indem sie eine Abdichtung an dem Ansatz bildet, und besitzt allgemein eine Aussparung oder Bohrung durch den Körper der Scheibe, welcher einen Kanal zum Durchgang des fließfähigen Mittels durch die Scheibe bildet. Die Scheibe wendet dem Sitz eine ebene Oberfläche zu und die gesamte Flüssigkeitsströmung wird auf dem Weg über den Kanal durch die Scheibe geführt. Mit der Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes in der Versorgungsleitung wird die federnde Scheibe durch diesen Druck verformt und der Querschnitt der Bohrung oder Leitung wird dadurch proportional zur Druckerzeugung eingeengt. Diese Einengung wirkt der Druckerhöhung entgegen und es wird eine im wesentlichen konstante Strömung aufrechterhalten. Bei der Anwendung hält diese Scheibe erfolgreich eine im wesentlichen konstante Strömungsgeschwindigkeit aufrecht, wenn sie einem großen Druckausfall ausgesetzt wird. Wenn jedoch ein verhältnismäßig kleiner Druckabfall auftritt, dann schränkt die Einrichtung die Strömung in unzulässiger Weise ein, so daß die erwünschte Durchflußgeschwindigkeit erst nach einer gewissen Verzögerung wieder erreicht wird.

Spätere Einrichtungen verwenden federnde Scheiben in der gleichen allgemeinen Kombination wie zuvor beschrieben. Ein zusätzlicher Gesichtspunkt besteht jedoch darin, daß an derjenigen Fläche der Scheibe, welche an dem Sitz oder an dem Ansatz anliegt, Erhebungen oder Bypass-Auflagen angeordnet sind. Die Zwischenräume zwischen diesen Bypass-Auflagen ergeben zusätzliche Wege für die Flüssigkeitsströmung bei niedrigen Versorgungsdrucken. Bei niedrigen Drucken kann die Flüssigkeit durch die Scheibe hindurch^etrömen mit Hilfe der Leitungen durch die Scheibe und um die Scheibe herum mit Hilfe der Zwischenräume zwischen den Bypass-Auflagen, der Scheibenfläche und dem Sitz. Bei beträcht-

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lieh höheren Drucken werden die Bypass-Auflagen vollständig zusammen gedrückt durch die Kraft des Flüssigkeitsdruckes gegen die Scheibe und die Scheibe wird an ihrem gesamten Umfang gegen den Sitz gedrücktjund dadurch werden die zusätzlichen Wege für die Flüssigkeitsströmung abgesperrt und die gesamte Strömung wird zu den Kanälen durch die Scheibe geleitet. Bei denjenigen Drucken, die größer sind als der Druck, bei dem das vollständige Zusammendrücken der Bypass-Auflagen auftritt, arbeitet die Scheibe im wesentlichen genauso wie die zuvor erörterte Scheibe ohne diese Auflagen. Diese Art Einrichtung steigert die Wirksamkeit des Gerätes bei niedrigen Drucken und behindert nicht ihre Wirksamkeit bei hohen Drucken.

Die zulötfct beschriebene Einrichtung wird als ungünstig betrachtet, weil unerwünschte Vibrationen und Geräusche wahrnehmbar sind, wenn die Einrichtung Druckabfällen ausgesetzt wird, welche in der Nähe des Druckabfalles liegen, an dem alle Bypass-Auflagen voll zusammengdrückt werden. Die Vib/.r at ionen nehmen dabei die Form von Druckwellen in der Flüssigkeit im Innern des Kanals an als Folge der plötzlichen Verengung des Strömungsquerschnittes durch die Kammer infolge des gleichzeitigen Zusammenbrechens aller Bypass-Auflagen und der damit verbundenen Absperrung aller zusätzlichen Wege für die Flüssigkeitsströmung um die Scheibe herum, welche in einem einzigen Augenblick geschieht.

Die Verengung oder Sperrung der zusätzlichen Strömungswege wird gesteigert durch den Venturi-Effekt zwischen den Bypass-Auflagen. Die.Strömung durch die zusätzlichen Strömungswege vergrößert ihre Strömungsgeschwindigkeit einhergehend mit der Verengung dieser Wege und dadurch wird der Druckabfall weiter gesteigert und es wird ein vollständiges Zusammendrücken der Scheiben verursacht und damit eine vollständige Sperrung der zusätzlichen Strömungswege. Das daraus resultierende plötzliche Abbrechen der Strömung durch die zusätzlichen Wege erzeugt eine Druckwelle

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und ändert auch den örtlichen vorhandenen Druck durch Aufhebung des vorerwähnten Venturi-Effektes. Daher sind die Auflagen in der Lage, sich solange auszudehnen, bis eine neu einsetzende Strömung an den Auflagen vorbei wieder erneut den Venturi-Effekt auslöst. Daraufhin tritt wieder eine vollständige Absperrung ein mit entsprechender einhergehender Druckwelle. Diese Reihenfolge tritt solange wiederholt auf, bis der Versorgungsdruck groß genug ist, um eine Expansion der Bypass-Auflagen nach ihrer vollständigen Kompression auszuschließen. Weiterhin wird sich die Amplitude der Vibration mit der Erzeugung weiterer Wellen erhöhen, wenn die Länge des Strömungsmittelkanals so bemessen ist, daß die Frequenz der WeIlenfortpflanzung in der Strömung angenähert ist der Eigenfrequenz der Sperrung der zusätzlichen Wege.

Die auf diese Weise ausgelösten Vibrationen oder Schwingungen erzeugen ein störendes Geräusch und die Möglichkeit einer Beschädigung des Gerätes durch Resonanzschock . Die vorliegende Erfindung beseitigt das Auftreten der Vibrationen durch Beseitigung der gleichzeitigen vollständigen Verengung oder Sperrung der zusätzlichen Wege und sieht stattdessen Einrichtungen vor, um vorgewählte Teile der Scheibe an einer Ausbiegung infolge der Änderung des FlüssigkeitsVersorgungsdruckes zu hindern.

Um diese und weitere nachstehend angegebene Aufgaben zu lösen, wird in einer Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, bei einer Strömungsregeleinrichtung eine federnde deformierbare Platte oder Scheibe vorzusehen, die im Innern einer Kammer eines Leitungskanals angeordnet/ist., wobei die Scheibe innere und äußere Strömungswege, eine vorgegebene Dicke und eine Vielzahl von Bypass-Auflagen besitzt, die so angeordnet sind, daß sie einen Ansatz oder einen Sitz von der angrenzenden Fläche der Scheibe trennen. Die Bypass-Auflagen sind so eingerichtet, daß sie zeitlich nacheinander den Kontakt von einzelnen Teilen der Fläche mit dem Sitz gestatten, und da^-durch allmählich einhergehend mit der allmählichen Erhöhung des Drucks die äußeren Strömungswege absperren. Zu diesem Zweck sind die Bypass-Auflagen

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gemäß der vorliegenden Erfindung in einer unsymmetrischen Weise über der Fläche untergebracht. Um diese unsymmetrische Anordnung zu schaffen, sindjdie Bypass-Auflagen so gestaltet, daß eine oder mehrere der folgenden Parameter nicht gleichförmig sind: die Dicke der Auflagen, der Querschnitt der Auflagen oder der Abstand zwischen den Auflagen. Als Folge dieser Ungleichförmigkeit werden die Auflagen bei einem gegebenen Flüssigkeitsdruck einen verschiedenen Grad der Kompression erfahren und daher zeitlich nacheinander zusammengedrückt werden, und es dadurch gestatten, daß die Fläche der Scheibe einhergehend mit der Erhöhung des Druckes mit verschieden großen Teilen der Fläche Kontakt mit dem Ansatz macht.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt eines bekannten Magnetventils unter Verwendung einer AusfUhrungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer federnden Scheibe gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer federnden Scheibe als zweite Ausführung3form der Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer federnden Scheibe als dritte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 enthält eine Kurve der volumetrischen Durchflußgeschwindigkeit durch den Kanal als Funktion des Druckabfalles über dem Kanal für Einrichtungen gemäß dem Stand der Technik und

Fig. 6 zeigt eine Kurve der Strömung in Abhängigkeit von dem Druckabfall für die erfindungsgemäße Einrichtung.

Fig. 1 zeigt eine mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung. In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Einrichtung im

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Zusammenhang mit einem Magnetventil 10 dargestellt, welches einen Gewindeteil 10a zur Befestigung mit einer Flüssigkeitsversorgungsleitung oder einem Kanal besitzt. Der Kanal im Innern des Ventils besitzt eine Kammer 11 mit einer Einlaßseite 12, einer Auslaßseite 13 mit geringerem Querschnitt als die Einlaßseite 12 und einem ringförmigen Ansatz oder Sitz 14, der zwischen Einlaß und Auslaß der Kammer angeordnet ist. Die federnde Platte oder Scheibe 15 gemäß der Erfindung wird in die Kammer eingesetzt, füllt dadurch im wesentlichen die Kammer aus und liegt lose an der Schulter 14 an. Die Platte oder Scheibe 15 besitzt eine solche Form an ihrem Umfang, daß sie im wesentlichen den gesamten Querschnitt des Einlasses 12 ausfüllt und über dem Ansatz 14 liegt. Die Platte 15 umfaßt eine erste Fläche 17, die dem Einlaß 12 zugewandt ist und eine zweite Fläche 18, die dem Auslaß 13 und dem Ansatz 14 zugewandt ist. Die Scheibe 15 umfaßt ferner eine Vielzahl von Bypass-Auflagen 19» welche mit der zweiten Fläche 18 zusammen/wirken und an dem Ansatz oder Sitz 14 anliegen« Weiterhin besitzt die Scheibe 15 innere Leitungskanäle 19a von der ersten Fläche zur zweiten Fläche durch die Seheibe hindurch und äußere Nuten 19b in dem äußeren Umfang zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche, welche zusammen zusätzliche Strömungswege oder Wege durch die Kammer an der Scheibe 15 vorbei bilden.

Die Fig. 2 zeigt eine erste AusfUhrungsform der federnden Scheibe gemäß der Erfindung. Die allgemein mit der Bezugsziffer 20 bezeichnete federnde Scheibe besitzt eine/Vielzahl von inneren Leitungen 21 durch ihren mittleren Teil und eine Vielzahl von äußeren Nuten 22 an ihrem Umkreis 26 und diese bilden zusammen zusätzliche Wege für die Flüssigkeitsströmung zwischen der ersten Fläche 27a und der zweiten Fläche 27b der Scheibe 20. Die zweite Fläche 27b der Scheibe 20 ist diejenige Fläche, welche dem Sitz 14 gemäß der vorstehenden Beschreibung zugewendet ist. Diese zweite Fläche 27b trägt einen erhabenen Ring 28, der so bemessen und angebracht ist, daß er eine Abdichtung mit Sitz bildet, wenn die beiden Teile in Kontakt miteinander gebracht

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werden. Dadurch wird das Strömen von Flüssigkeit um die Scheibe 20 herum durch die äußeren Nuten 22 verhindert und nur noch die Strömung durch die inneren Kanäle 21 gestattet. Auf diesem erhabenen Ring ist eine Vielzahl von Bypass-Auflagen oder Erhebungen 23,24 und 25 angebracht. Die Bypass-Auflagen dieser ersten Ausführungsform besitzen gleiche Dicke. Sie sind in gleichen umfangsmäßigen Abständen 29a, 29b und 29 c über den Umfang der zweiten Fläche 27b angeordnet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich , unterscheiden sich die Bypass-Auflagen 23,24 und 25 in ihrer QuerSchnittsfläche, wobei die Auflage 24 den größten Querschnitt, die Auflage 25 den zweitgrößten Querschnitt und die Auflage 23 den kleinsten Querschnitt besitzt. Da die Kompression gegebener Teile hergestellt aus dem gleichen Material proportional zur Dicke und zu der Größe der Querschnittsflächen der verschiedenen Teile und zu der aufgewendeten Kraft ist, gemäß der Beziehung:

^C - a7M

ist es offensichtlich, daß Körper mit einem größeren Querschnitt der Kompression zu einem höheren Maße widerstehen werden als Körper mit kleineren Querschnittsflächen. In der Gleichung bedeuten die Größen im einzelnen:

C die Kompression des Gegenstandes,

F die Axialkraft auf den Gegenstand,

A die Querschnittsfläche des Gegenstandes,

M der Kompressionsmodul des Materials und

L die Dicke des Materials

Daher ist ersichtlich, daß bei Abmessungen der Bypass-Auflagen 23,24 und 25 gemäß Fig. 2 bei Ausübung gleicher und in gleicher Weise sich steigernder Kräfte auf die drei Auflagen, die Auflage 23 zuerst vollständig zusammenbrechen wird, an zweiter Stelle die Auflage 25 und dann die Auflage 25.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer federnden Scheibe ähnlich der Scheibe in Fig. 2. In Fig. 3 besitzt die federn-

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de Scheibe oder Platte 30 innere Leitungskanäle 31, äußere Nuten 32, Bypass-Auflagen 33, 34 und 35 und umfangsmäßige Abstände 39a, 39b und 39c zwischen den Bypass-Auflagen. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist ersichtlich, daß die Querschnitte und die umfangsmäßigen Abstände zwischen den Bypass-Auflagen 33»34 und 35 im wesentlichen gleichförmig sind. Die Dicke der Bypass-Auflagen ist jedoch nicht gleichförmig, wobei die Dicke der Auflage 34 größer ist als der Auflage 35, welche wiederum größer ist als die Dicke der Auflage 33. Bei gleichen und in gleicher Weise sich steigernden Kräften wird die Auflage 33 zuerst zusammenbrechen, als zweites die Auflage 35 und als dritte die Auflage 34.

Fig. 4 zeigt eine dritte Aus führungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform besitzt die federnde Scheibe 40 innere Leitungen 41, äußere Nuten 42, Bypass-Auflagen 43,44, und 45, einen äußeren Umfang 46, eine erste Fläche 47a, eine izweite Fläche 47b, einen erhabenen Ring 48 auf der zweiten Fläche und umfangsmäßige Abstände zwischen den Bypass-Auflagen 49a,49b und 49c. Bei dieser Aus führungsform sind die Querschnittsflächen und die Dicken der Bypass-Auflagen im wesentlichen gleichförmig. Jedoch ist die Anordnung der Bypass-Auflagen so bemessen, daß der Abstand 49a (d.h. der umfangsmäßige Abstand zwischen den Bypass-Auflagen 43 und 44) größer ist als der Abstand 49b (d.h. der umfangsmäßige Abstand zwischen den Bypass-Auflagen 44 und 45) und dieser wiederum größer ist als der Abstand 49c (d.h. der umfangsmäßige Abstand zwischen den Bypass-Auflagen 45 und 43). Wenn über die Fläche der Scheibe ein gleichmäßiger Druck ausgeübt wird, dann wird infolge der Anordnung der Auflagen in dieser asymmetrischen Weise eine ungleichmäßige Ablenkung zwischen den Auflagen eintreten. Ebenso wird die größte Kraft auf die Bypass-Auflage 44 ausgeübt, die nächst kleinere Kraft auf die Bypass-Auflage 43 und die kleinste Kraft auf die Bypass-Auf lage 4b. Wiederum ist aus der Anwendung der vorstehend angegebenen Beziehung ersichtlich, daß die Auflage 44 als erstes komprimiert werden wird, dann die Auflage 43 und als letztes die Auflage 45. Weiterhin führt die ungleichmäßige Verformung

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der federnden Scheibe zwischen den Bypass-Auflagen dazu, daß der kreisringförmige Rand 48 in einer ungleichförmigen Weise in Kontakt mit dem Sitz gedrückt wird.

In den vorstehend erörterten drei Ausfuhrungsformen, sind jeweils zwei der drei Parameter Dicke, Querschnittsfläche und Kraft im wesentlichen bei allen Bypass-Auflagen gleich gehalten worden, und es wurde nur der dritte Parameter verändert. Es ist jedoch zu beachten, daß dies nicht eine Bedingung ist und eine ähnliche asymmetrische Kompression der Auflagen und Ausbiegung der Scheibe dazwischen erreicht werden kann, indem bei den Bypass-Auflagen einer gegebenen Scheibe mehr als ein Parameter variiert wird.

Weiterhin ist ersichtlich, daß die federnde Scheibe nicht kreisförmig sein muß. Diese Form wird nur festgelegt durch die Querschnittsform des Einlasses der Kammer und durch die Notwendigkeit, daß die Scheibe an dem Sitz oder Ansatz in Form einer Dichtverbindung anliegt. Weiterhin ist die Verwendung eines erhabenen kreisringförmigen Randes als Abdichtung um die anliegende Scheibenfläche herum lediglich eine wahlweise Ausführungsform. Es kann jede abdichtende Form verwendet werden. Weiterhin können ohne weiteres bei anderen möglichen Ausführungsformen komprimierbare Erhebungen verwendet werden, die nicht an der Scheibenfläche befestigt sind, sondern von der Fläche losgelöst sind und mit ihr zusammen wirken. Diese können beispielsweise von einem getrennten Kreisring getragen werden, der anliegend an die Scheibe eingesetzt wird.

Fig. 5 zeigt Kurven zur Darstellung der Arbeitsweise von vorbekannten Einrichtungen zur Strömungsregelung. Die Fig. 6 zeigt diese Kurven für eine Einrichtung gemäß der vorstehenden Erfindung. In jeder Kurve sind die Strömungsgeschwindigkeiten als Funktion des Druckabfalls über d-er Einrichtung aufgetragen. Die Kurve A zeigt das Verhalten einer Strömungsregeleinrichtung, welche eine deformierbare federnde Platte oder Scheibe in einer Kammer enthält, ähnlich der in der erfindungsgemäßen Einrichtung

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verwendeten Scheibe. Der Unterschied besteht darin, daß die Platte oder Scheibe der Kurve A keine Bypass-Auflagen besitzt, sondern kontinuierlich an dem Ansatz oder Sitz in der Kammer mit ihrem ganzen Umfangsteil anliegt und dadurch bei allen Drucken eine Strömung um die Scheibe herum verhindert. Die einzige Strömung an dieser Scheibe vorbei erfolgt durch Leitungen oder Kanäle, die in der Scheibe ausgebildet sind. Aus der Kurve A ist ersichtlich, daß wie vorstehend erörtert bei niedrigen Drucken die Strömungsgeschwindigkeiten in übermäßig starkem Maße behindert werden, urfi eine beträchtliche Strömung erst dann erreicht wird, wenn über der Einrichtung ein großer Druckabfall angelegt wird.

Die Kurve B zeigt die Arbeitsweise einer vorbekannten Einrichtung zur Strömungsregelung, welche symmetrische Bypass-Auflagen verwendet, die eine Flüssigkeitsströmung um die Scheibe oder Platte herum bei niedrigen Druckabfällen über der Einrichtung gestatten. Aus der Kurve B ist ersichtlich, daß bei niedrigen Druckabfällen über der Einrichtung schnell eine beträchtliche Strömung erreicht wird. Außerdem ist ersichtlich, daß bei Erreichen eines Maximums der Kurve B und mit dem Erreichen einer negativen Steigung der Kurve in der Umgebung des Teils B (1), die Strömungsgeschwindigkeit sich mit der Steigerung des Druckabfalls vermindert. Dies ist der Bereich der Kurve, in dem in der Strömung die zuvor erörterten unerwünschten Erscheinungen der Vibration und des Geräusches auftreten. Diese Vibration und das Geräusch sind das Endergebnis des scharfen Verlaufs der negativen Steigung der Kurve bei B (1), welcher sich infolge des gleichzeitigen Zusammenbrechens aller Bypass-Auflagen einer federnden Scheibe oder Platte nach dem Stand der Technik ergeben.

Die Kurve C stellt die Punktion und die Arbeitsweise einer Einrichtung zur Strömungsregelung gemäß der Erfindung dar. Aus der Figur ist ersichtlich, daß der negative Teil der Kurve C, der Teil C (1), in eine Folge von Stufen aufgeteilt ist, und dabei keine der Stufen eine so große negative Neigung besitzt,

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wie in dem Teil B (1) der Kurve der vorbekannten Einrichtung. Als Ergebnis wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die unerwünschte Vibration beseitigt.

Im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 wird nachstehend zusammenfassend die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Strömungsregelung unter Zuführung verschiedenster Drucke erörtert. Die Arbeitsweise der in den Fig. 2,3 und 4 dargestellten Ausfü>hrungsformen ist ähnlich und es genügt daher die Erörterung der Arbeitsweise einer dieser Ausführungsformen.

Es sei angenommen,, daß die Scheibe 20 in die Kammer 11 eines Magnetventils 10 gemäß Fig. eingesetzt ist, mit einer solchen Ausrichtung, daß die Bypass-Auflagen 23,24 und 25 lose an Teilen des Sitzes 14 anliegen. Es sei weiter angenommen, daß der Gewindeteil 10a des Ventils 10 mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden ist, wobei sich die Flüssigkeit zunächst ohne Strömungsgeschwindigkeit und ohne Druckabfall über dem Ventil befindet. Dies entspricht dem Punkt C (2) im Ursprung der Kurve C in Fig. 6, an dem der Druckabfall und die Strömungsgeschwindigkeit beide Null sind.

Mit der Betätigung der Flüssigkeitsquelle beginnt Flüssigkeit in den Einlaß 12 der Kammer 11 mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit zu fließen und mit einem geringen Druckabfall. Dieser anfängliche Vorgang bewirkt, daß auf die Fläche 27a ein Druck ausgeübt und die federnde Scheibe 20 mit einer geringen Kraft gegen den Ansatz oder Sitz 14 gedrückt wird. Dieser geringen Kraft wirkt eine vernachlässigbar kleine Ausbiegung oder Verformung der Bypass-Auflagen 23,2M und 25 entgegen. Während dieser ersten Periode strömt ein Teil der Flüssigkeit durch die Kanäle 21. Die Flüssigkeit strömt auch mit Hilfe der Umfangsnuten 22 um die Scheibe 20 herum, und an dem Sitz vorbei durch den Auslaß 13 über die Abstandsräume zwischen den Bypass-Auflagen. Auf diese Weise werden zusätzliche Strömungswege aufgebaut durch die vorgenannten Leitungen 21 und Nuten 22, die verschiedenen Strömungen vereinigen sich an dem Kammerauslaß 13

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und setzen sich weiter durch das Ventil 10 fort.

Mit der Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit und des Druckes der Flüssigkeit von der Flüssigkeitsquelle erhöhen sich die Strömungsgeschwindigkeiten durch das Ventil und der Druckabfall über dem Ventil. Der auf die Fläche 27a der Scheibe 20 ausgeübte Druck drückt die Scheibe fester gegen den Sitz 14 und die Bypass-Auflagen 23,24 und 25 beginnen sich wesentlich zu verformen. Die Ablenkung oder Verformung dieser Auflagen ist wie obenstehend erörtert, nicht gleichmäßig infolge der Ungleichheit der Querschnittflächen der Auflagen in dieser ersten Ausführungsform. Dieser Strömungszustand herrschet beispielsweise am Punkt C (3) auf der Kurve C der Fig. 6. Infolge der unsymmetrischen Auslenkung oder Verformung der Bypass-Auflagen werden die Räume zwischen den Auflagen, durch welche die Strömung hindurchgehen kann, in unsymmetrischer Weise verengt. Genauer gesagt wird der Querschnitt zwischen den Auflagen 23 und 25 stärker verengt als zwischen den Auflagen 23 und 2¹I und dieser ist seinerseits stärker verengt als der Querschnitt zwischen den Auflagen 24 und 25.

Mit weiterer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und des Druckabfalls treten stärkere Verformungen der Bypass-Auflagen auf, bis der Zustand gemäß-Punkt C (4) auf der Kurve C der Fig. 5 erreicht ist. An diesem Punkt ist der Druckabfall über der Einrichtung so groß,, daß die auf die Bypass-Auflagen ausgeübte Kraft ausreicht zur Kompression der Auflagen 23 und 25 zu einem solchen Grade, daß die Querschnitte zwischen den Auflagen 23 und 25 auf Null verengt sind. D.h., daß jetzt der erhabene ringförmige Randvder Scheibe in dem ganzen Raum zwischen den Auflagen

23 und 25 in Kontakt mit dem Ansatz 14 ist, und den Flüssigkeitsdurchfluß zwischen diesen Auflagen verhindert. Diese Wirkung ist ersichtlich aus der Kurve der Figur 6, denn am Punkt C (4) erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit durch die Einrichtung nicht mehr weiter mit weiterer Erhöhung des Druckabfalls über der Einrichtung. Weitere Erhöhung des Druckabfalls bewirkt eine weitere Verengung der Querschnitte zwischen den Auflagen 23 und

24 und 24 und 25 und dadurch wird eine erste negative Stufe in

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dem Kurventeil C (1) hergestellt.

Mit weitergehender Erhöhung des Druckabfalls wird am Punkt C (5) ein Zustand erreicht, bei dem die Bypass-Auflagen 22 und 24 zusammengedrückt worden sind und der kreisringförmige Rand 28 zwischen diesen Auflagen jetzt in vollem Kontakt mit dem Bereich des Ansatzes oder des Sitzes 14 zwischen diesen Auflagen ist, und dadurch die Strömung durch diesen Bereich verhindert. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, wird an diesem Punkt eine zweite Stufe in dem negativen Stufenteil der Kurve C (1) eingeleitet.

In ähnlicher Weise wird bei weiterer Erhöhung des Druckes auf die Fläche 27a der verbleibende Bereich für eine Strömung um die Scheibe herum mittels der äußeren Nut 22 solange verengt, bis alle drei Bypass-Auflagen vollständig zusammengedrückt sind und der erhabene ringförmige Rand 28 der Fläche 27b im Eingriff mit dem Sitz 14 ist. Dies entspricht dem Punkt C (6) auf der Kurve C der Fig. 6. Aus der vorstehenden Erörterung ist ersichtlich, daß die obige Anordnung der Bypass-Auflagen zeitlich nacheinander vorgewählte Teile der deformierbaren Platte an einer Auslenkung hindert in Abhängigkeit von Änderungen in dem Druck der FlüssigkeitsVersorgung. Bei weiteren Erhöhungen des Druckabfalls über der Einrichtung wird die gesamte Flüssigkeitsströmung zu den Kanälen oder Bohrungen 21 durch den Hauptteil der Scheibe 20 geleitet.

Während dieses gesamten Vorganges haben sich die Kanäle 21 verengt, einhergehend mit der Abplattung der Scheibe unter dem Druck der Flüssigkeit. Dieser Vorgang wird mit weiterer Steigerung des Druckabfalls weiter gehen und dadurch wird eine praktisch konstante Strömung aufrechterhalten, trotz der in Fig. 5 gezeigten Variationen des Druckabfalls.

Das vorstehende Beispiel der Arbeitsweise der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung kann leicht in analoger Weise übertragen werden auf die Arbeitsweise der zweiten und dritten Ausfüh-

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rungsform. In jedem Falle werden die Bypass-Auflagen der Scheibe zusammengedrückt oder die Verbiegung zwischen den Scheiben erhöht in einer nicht symmetrischen Weise, so daß Teile des erhabenen ringförmigen Randes auf der auslaßseitigen Fläche der Scheibe zeitlich nacheinander im Kontakt mit dem Ansatz oder Sitz gebracht werden und dadurch die Strömung zwischen den Auflagen in der gleichen zeitlich aufein-anderfolgenden Weise verhindert wird. In jedem Falle wird der Teil C (1) der Kurve C mit negativer Neigung gemäß Fig* 6 in Stufen unterteilt, und keine der Stufen wird eine starke negative Neigung besitzen.

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Claims

Patentansprüche

Einrichtung zur Regelung einer Flüssigkeitsströmung mit einem durchgehenden Kanal, wobei die Einrichtung eine Kammer mit einem Einlaß und einem Ansatz benachbart zu dem Ansatz besitzt, sowie eine deformierbare Platte zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten volumetrischen Flüssigkeitsströmung durch den Kanal während einer Änderung des FlussigkeitsVersorgungsdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (15) einen Umfang von vorgegebener Form besitzt, sowie eine erste Fläche (17), eine zweite, dem Ansa.vz zugewendete Fläche (18) aufweist und eine erste Einrichtung (19a) durch die Platte (15) zur Strömungsmittelverbindung zwischen der ersten und zweiten Fläche (17,18), eine zweite Einrichtung (19b) in der Nähe des Umfangs zur Herstellung einer Strömungsmittelverbindung in der ersten und zweiten Fläche und hemmende Einrichtungen (19), die mit der zweiten Fläche (18) und dem Ansatz (14) zusammenwirkend zu einer zeitlich nacheinander erfolgenden Hinderung vorgewählter Teile der zweiten Fläche am Anliegen an dem Ansatz (I¹O in Abhängigkeit von den Änderungen des Flüssigkeitsversorgungsdrucks.
2. Regeleinrichtung für Flüssigkeitsströmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behinderungseinrichtung (19) eine Vielzahl von komprimierbaren Auflagen (23,24,25) umfaßt, welche nicht gleichförmige Dicke besitzen.
3. Regeleinrichtung für Flüssigkeitsströmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Behinderungseinrichtung eine Vielzahl komprimierbarer Auflagen (23,24,25) umfaßt und diese Auflagen eine nicht gleichförmige Querschnittsfläche aufweisen.

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4. Regeleinrichtung für Flüssigkeitsströmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behinderungseinrichtung eine Vielzahl komprimierbarer Auflagen umfaßt, wobei benachbarte Paare der Auflagen untereinander jeweils vorgegebene ungleiche umfangsmäßige Abstände besitzen.

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