DE2943891A1 - Anordnung und antrieb eines ventils zum veraendern des durchstroemquerschnitts fuer heisse gase, insbesondere fuer in die brennkammer von staustrahltriebwerken einstroemende brennstoffreiche gase - Google Patents

Anordnung und antrieb eines ventils zum veraendern des durchstroemquerschnitts fuer heisse gase, insbesondere fuer in die brennkammer von staustrahltriebwerken einstroemende brennstoffreiche gase

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Description

Anordnung und Antrieb eines Ventils zum Verändern des Durchströmquerschnitts für heiße Gase, insbesondere für in die Brennkammer von Staustrahltriebwerken einströmende brennstoffreiche Gase
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und einen Antrieb eines Ventils zum Verändern des Durchströmquerschnitts für heiße Gase, insbesondere für in die Brennkammer von Staustrahltriebwerken einströmende brennstoffreiche Gase, wobei die Hubbewegung des Ventils durch einen Antriebsmotor über ein Stirnradgebtriebe und einen Schraubentrieb erfolgt.
Nach der DT-PS 710 292 ist ein Schnellschlußventil bekannt, das den Zufluß der Wassermenge von Turbinenanlagen regelt. Der Antrieb dieses Ventils zur Bestimmung seiner Hubbewegungen und zum schnellen Schließen besteht aus einem Elektromotor, der über ein Stirnradgetriebe eine Schnecke antreibt, das mit einem Schneckenrad in Eingriff steht, das seinerseits durch ein Klinkengesperre arretiert ist. Die Hubbewegungen des Ventils erfolgen über eine mit der Schnecke fest verbundene Betätigungsstange, die in Ventilschließrichtung durch eine Druckfeder vorgespannt ist, wobei durch Drehen der Schnecke diese, sich dabei am feststehenden Schneckenrad abstützend, axiale Bewegungen ausführt. Zum Schließen des Ventils wird das Klinkengesperre aufgehoben und die Druckfeder kann das Ventil in seine Schließlage bringen.
Das bekannte Gerät zum Betätigen des Ventils ist mechanisch aufwendig und störanfällig.
— 4 —
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, nicht nur einen mechanisch einfachen und betriebssicheren Aufbau für einen Ventilantrieb zu schaffen, sondern diesen Ventilantrieb in Kompaktbauweise zu konzipieren, vor allen Dingen im Hinblick darauf, daß das zu betätigende Ventil unter dem schädlichen Einfluß sehr heißer Gase steht.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das einleitend charakterisierte Ventil mit dem letzten Stirnrad des Stirnradgetriebes über den Schraubentrieb direkt gekoppelt und angetrieben ist.
In Ausführung der Erfindung weist das letzte Stirnrad des Zahnradgetriebes radial von außen nach innen sich erstreckende Speichenteile auf, die in einzelne, über den Umfang verteilte schraubenförmige Nuten eingreifen, die in einem gegenüber dem Maschinengehäuse feststehenden Lager für das Ventil angeordnet sind.
In Ausgestaltung hierzu sind erfindungsgemäß die radial nach innen zeigenden Enden der Speichenteile des letzten Stirnrades fest mit einer aus Stahl o. dgl. Werkstoff bestehenden Büchse verbunden, in der das aus hochwarmfestern Werkstoff, wie Keramik, Sinterwerkstoff, Graphit hergestellte Ventil eingesetzt und fixiert ist.
Der gasdichte Abschluß des Getriebeinnenraumes nach außen erfolgt gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung nach dem ersten Stirnrad zwischen diesem und dem Antriebsmotor, d.h. in einem von den Strömungswegen der heißen Gase relativ weit entfernten und damit kühleren Bereich des Maschinengehäuses.
Zur besseren Wärmedämmung des Maschinengehäuses und Wärmeverteilung kann dessen Innenraum mit einem thermisch hochbelastbaren Medium, insbesondere Siliconöle gefüllt sein.
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Durch die Erfindung werden die in der Aufgabenstellung angeführten besonderen Forderungen erfüllt und es wird trotz der gegebenen extremen thermischen Bedingungen ein kompakter und betriebssicherer Aufbau des Ventilantriebs erreicht.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung anhand eines Längsschnitts durch eine Ventilanordnung und den Antrieb des Ventils für ein Staustrahltriebwerk.
Das aus hochwarmfestem Werkstoff, wie Keramik, Sinterwerkstoff, Graphit, bestehende Ventil 1 ist in einer aus Stahl bestehenden Hülle 2 fest eingesetzt, so daß beide Teile 1 und 2 eine Einheit bilden, wobei die Hülle 2 (zusammen mit dem Ventil 1) in einem Lager 3 aus hochwarmfestem Werkstoff, z.B. Graphit, drehbar und längsverschiebbar gleitet. Das Lager 3 ist fest im Maschinengehäuse 4 eingesetzt und besteht in Achsrichtung betrachtet aus einem vorderen und hinteren Teil 3a und 3b. In der Trennebene zwischen den beiden Lagerteilen 3a und 3b sind in Umfangsrichtung mehrere, insbesondere vier schraubenförmige Nuten 5 vorgesehen, in denen radial von außen nach innen sich erstreckende Speichenteile 6 des Zahnrades 7 eingreifen, deren radial innere Enden mit der Hülle 2 fest verbunden sind. Das Stirnrad 7 steht mit einem Stirnrad 8 in Eingriff, das seinerseits über eine Vfile 9 von einem Motor M angetrieben wird.
Die in einer Vorbrennkammer 10 erzeugten brennstoffreichen Gase G strömen über Kanäle 11 und eine zentrale Düse 12 in die eigentliche Brennkammer 13 ein, der noch Luft als Sauerstoffträger zugeführt wird, so daß die brennstoffreichen Gase G in der Brennkammer 13 ausbrennen können.
Das Einströmen der brennstoffreichen Gase G in die zentrale Düse 12 bzw. deren Einströmquerschnitt 12a wird von der vorderen Stirnfläche la des Ventils 1 gesteuert.
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Die axiale Verstellung des Ventils 1 und damit die Variierung des Einströmquerschnitts und der Einströmmenge der heißen Gase G in die zentrale Düse 12 erfolgt also mit Hilfe des Schraubentriebs 5, 5 durch Drehen des Stirnrades 7, das beim Antrieb durch das Stirnrad 8 mit seiner Verzahnung in der Verzahnung des Stirnrades δ in axialer Richtung gleitet bzw. eine axiale Relativbewegung ausführt. Bei der axialen Verstellung des Ventils 1 dreht sich dieses gleichzeitig mit dem Stirnrad 7 um seine Längsachse, da die Speichenteile 6 mit der Hülle 2 fest verbunden sind. Dabei gleiten die Speichentiele 6 in den schraubenförmigen Nuten 5.
Da nicht zu vermeiden ist, daß ein geringer Teil der in
heißen Gase G/den Innenraum 14 des Getriebes eindringt, ist zur Abdichtung dieses Raumes 14 an einer relativ kühleren Stelle eine Abdichtung 15 vorgesehen. Zum thermischen Schutz des Getriebes kann der Innenraum 14 mit einem thermisch belastbaren Medium angefüllt sein, insbesondere mit Siliconöl.
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Claims (5)

Patentansprüche
1.- Anordnung und Antrieb eines Ventils zum Verändern des Durchströmquerschnitts für heiße Gase, insbesondere für in die Brennkammer von Staustrahltriebwerken einströmende brennstoffreiche Gase, wobei die Hubbewegung des Ventils durch einen Antriebsmotor über ein Stirnradgetriebe und einen Schraubentrieb erfolgt, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (1) mit dem letzten Stirnrad (7) des Stirnradgetriebes über den Schraubentrieb (5, 6) direkt gekoppelt und angetrieben ist.
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2. Anordnung und Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das letzte Stirnrad (7) des Zahnradgetriebes radial von außen nach innen sich erstreckende Speichenteile (6) auf v/eist, die in einzelne, über den Umfang verteilte, schraubenförmige Muten (5) eingreifen, die in einem gegenüber dem Maschinengehäuse (4) feststehenden hochwarmfesten Lager (3) für das Ventil (1) angeordnet sind.
3. Anordnung und Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die radial nach innen zeigenden Enden der Speichenteile (6) des letzten Stirnrades (7) fest mit einer aus Stahl o. dgl. Werkstoff bestehenden Büchse (2) verbunden sind, in der das aus hochwarmfestern Werkstoff, wie Keramik, Sinterstoffe, Graphit, hergestellte Ventil (1) eingesetzt und fixiert ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdichtung des Getriebeinnenraumes <14) nach außen nach dem ersten Stirnrad {-8") zwischen diesem und dem Antriebsmotor (M) erfolgt.
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Getrieberaum (14) mit einem thermisch hochbelastbaren Medium, insbesondere Siliconöl, gefüllt ist.
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DE2943891A 1979-10-31 1979-10-31 Betätigungsvorrichtung für ein Ventil zum Verändern des Durchströmquerschnitts einer Heißgasleitung, insbesondere für in die Brennkammer von Staustrahltriebwerken einströmende brennstoffreiche Gase Expired DE2943891C2 (de)

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