DE3201020A1 - Drehschiebeeinrichtung zum steuern stroemender medien, insbesondere zum dosieren der durchstroemmengen brennstoffreicher gase bei staustrahl-raketentriebwerken - Google Patents
Drehschiebeeinrichtung zum steuern stroemender medien, insbesondere zum dosieren der durchstroemmengen brennstoffreicher gase bei staustrahl-raketentriebwerkenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
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- F02K7/10—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof characterised by having ram-action compression, i.e. aero-thermo-dynamic-ducts or ram-jet engines
- F02K7/18—Composite ram-jet/rocket engines
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
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Description
München 9133
Drehschiebereinrichtung zum Steuern strömender Medien,
insbesondere zum Dosieren der Durchströmmengen brennstoff reicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken
Im Maschinenbau sind in Leitungen und in hydraulisch oder pneumatisch arbeitenden Geräten eingebaute Steuerventile
und Schiebereinrichtungen zum Dosieren der Durchflußmengen strömender Medien in vielen Ausführungsformen bekannt. Im
allgemeinen sollen diese beweglichen Maschinenelemente exakt arbeiten, den Betriebsverhältnissen angepaßt sein
und/ um Strömungsverluste so gering wie möglich zu halten, strömungsgünstig ausgebildet sein. Ferner sollen diese
Steuerorgane, um Massenkräfte zu reduzieren und hohe Betriebsfrequenzen
zuzulassen, möglichst wenig Baugewicht aufweisen.
Auch sind bei verschiedenen Maschinen, wie z.B. bei Verbrennungskraftmaschinen
zur Steuerung der Gaswechselvorgänge, Drehschieber in Anwendung. Bei bestimmten Betriebsarten
treten besondere Probleme auf; diese verlangen für die eingesetzten Steuerorgane spezifische Eigenschaften zur Bewältigung
der gegebenen Schwierigkeiten. So fallen bei besonderen Wärmekraftmaschinen, wie Staustrahl-Raketentriebwerken,
die mit brennstoffreichen Gasen arbeiten, welche in einer Vorbrennkammer aus einem festen chemischen Brennstoff erzeugt
werden und über eine oder mehrere Leitungen zu einer Hauptbrennkammer strömen, der Luftsauerstoff zur stöchiometrisehen
Endverbrennung zugeführt wird, Feststoffpartikelchen
im heißen Gasstrom an. Diese Partikelchen bis zu einem Anteil von 40 % des strömenden Mediums entwickeln durch ihre Haft-
-4-
fähigkeit äußerst störende Eigenschaften. Dabei verschmutzen
Leitungen und insbesondere bilden sich bei den Steuerorganen an vorhandenen Kanten, Ecken, Hinterschneidungen und in Hohlräumen
Ablagerungen, die zum Versagen dieser wichtigen Organe führen können.
Die bekannten Steuerorgane sind nicht in der Lage, alle diese Schwierigkeiten mit Sicherheit zu bewältigen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Mängel der bekannten Steuerorgane zu vermeiden und eine Drehschiebereinrichtung
und hierzu eine Anordnung zu schaffen, die Ablagerungen von im heißen Gasstrom befindlichen Partikelchen vermeiden sowie
sich durch Leichtgängigkeit und Kräfteausgleich auszeichnen, wodurch zu ihrem Antrieb nur geringste Stellkräfte erforderlich
sind, und die ferner konstruktiv einfach sind sowie, wenig Einbauraum bedingen, so daß insgesamt gesehen die volle Funktionsfähigkeit des Ventils auch unter extremen Betriebsbedingungen,
darunter höchsten thermischen Belastungen, garantiert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Drehschiebereinrichtung dadurch, daß der Drehschieber eine schräg zur Drehschieberachse
liegende, ebene oder räumlich gekrümmte, elliptische Steuerkante
aufweist, die innerhalb einer gehäusefesten, geometrisch
ähnlichen, in minimaler Offenstellung parallelen Steuerkante unter Belassung eines, Einströmspaltes berührungslos läuft.· ·
Die erfindungsgemäße Einrichtung erfordert für ihre Herstellung relativ wenig Kosten und weist geringe Massen auf, woduch
die Antriebskräfte klein bleiben. Ferner ist durch die berührungslose Zuordnung des Drehschiebers zur gehäusefesten
Steuerkante die vorgeschlagene Einrichtung äußerst leichtgängig und erfordert dadurch nur kleine Stellkräfte. Außerdem
zeichnet sich die erfindungsgemäße Einrichtung vor allen
Dingen dadurch aus, daß durch den jederzeit vorhandenen Ein-
-5-
Strömspalt mit wechselnder Spaltbrpite beim Betätigen des Drehschiebers dort eine dauernde Änderung der Strömungsverhältniss.e
auftritt, wodurch die Gewähr gegeben ist/ daß auch bei Beaufschlagung mit durch Feststoffpartikelchen sehr
stark (bis zu 40 % Feststoffbestandteile) angereicherten heißen Gasströmen der Drehschieber von unerwünschten Rückständen
freibleibt, so daß dessen Funktionsfähigkeit· · stets
gewährleistet ist.
Bei einer Anordnung zweier erfindungsgemäßer Drehschiebereinrichtungen
mit zwei Drehschiebern auf einer gemeinsamen Antriebswelle, einander spiegelbildlich gegenüberliegend,
tritt der besondere Vorteil auf, daß sich die über den Drehschieberspait
einströmenden Gasstrom* gegenseitig aufrichten und die die beiden gegenüberliegenden Drehschieber belastenden
Kräfte sich gegenseitig praktisch aufheben. Dies vermeidet weitestgehend axiale Lagerkräfte, wodurch der Antrieb
leichtgängig wird.
Eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Drehschiebereinrichtung
besteht darin, daß der Drehschieber rohrförmig mit zylindrischem Schieberhemd ausgebildet ist, in dem ein
Einströmfenster vorgesehen ist, das mit der schrägverlaufenden gehäusefesten Steuerkante zusammenarbeitet, die über den
Umfang von 360° betrachtet eine Steigungshöhe mindestens gleich der Fensterhöhe aufweist.
Dadurch läßt sich ebenfalls in einfacher Weise eine stufenlose Mengensteuerung der einströmenden Gase bewirken. Die
Vorteile dieser Variante einer Drehschiebereinrichtung sind ähnlich derjenigen, die mit der ersten Ausfuhrungsform beschrieben
sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.
-6-
Es zeigen
Fig. 1 eine Anordnung von zwei Drehschiebereinrichtungen
im Gasleltkanal eines Raketen-Staustrahltriebwerks
im Längsschnitt/
Fig. 2 eine zweite Variante einer Drehschiebereinrichtung und
Fig. 3 zwei spiegelbildlich gegenüberliegend vorgesehene Drehschiebereinrichtungen nach Fig. 2
In einer Vorbrennkammer 1, in der ein fester Treibstoff 2
mit Sauerstoffunterbilanz angeordnet ist, werden durch Abbrand desselben brennstoffreiche Gase G erzeugt, die
über Drehschiebereinrichtungen 3 und 4 in dosierter Menge
in eine Hauptbrennkammer 5 einströmen, der zur stöchiometxischen Endverbrennung noch Luftsauerstoff zugeführt wird.
Das bewegliche bzw. drehbare Element der Drehschiebereinrichtungen
3 und 4, nämlich der eigentliche Drehschieber 6 bzw. 7 weist jeweils eine schräg zur Drehschieberachse A
liegende, ebene oder räumlich gekrümmte, elliptische Steuerkante 6a bzw. 7a auf, die innerhalb einer gehäusefesten,
geometrisch ähnlichen, in minimaler Offenstellung parallelen Steuerkante 6b bzw. 7b unter Belassung eines Einströmspaltes
8 berührungslos läuft.
Die an den beiden Drehschiebern 6 und 7 angreifenden axialen Kräfte heben sich gegenseitig auf, so daß zum Antrieb der
beiden, auf einer gemeinsamen Antriebswelle 9 sitzenden Drehschieber 6 und 7 nur relativ geringe Stellkräfte erforderlich
sind.
Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich, sind die Drehschieber 10 und 11 rohrförmig mit zylindrischem Schieberhemd 10c
und 11c ausgeführt, in denen jeweils ein Einströmfenster bzw. 13 vorgesehen ist, die mit den gehäusefesten Steuer-
-7-
kanten 10b und 11b zusammenarbeiten. Diese gohäusefesten
Steuerkanten 10b und 11b verlaufen schräg und weisen über den gesamten Rohrumfang eine Sfceigungshohe H auf, die
mindestens der Höhe H' des jeweiligen Einströnifensters 12
bzw. 13 entspricht.
Claims (4)
- PatentansprücheDrehschiebereiuxichtung zum Steuern, strömender Medien/ insbesondere zum Dosieren der Durchströmmengen brennstoff reicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehschieber (6 bzw. 7) eine schräg zur Drehschieberachse (A) liegende, ebene oder räumlich gekrümmte, elliptische Steuerkante (6a bzw. 7a) aufweist, die innerhalb einer gehäusefesten, geometrisch ähnlichen, in minimaler Offenstellung parallelen Steuerkante (6b bzw. 7b) unter Belassung eines Einströmspaltes (8) berührungslos läuft.
- 2. Drehschieberanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Drehschiebereinrichtungen (3 und 4) nach Anspruch 1 mit zwei Drehschiebern (6 und 7) auf einer gemeinsamen Antriebswelle (9) einander spiegelbildlich gegenüberliegend vorgesehen sind.
- 3. Drehschiebereinrichtung teilweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehschieber (10 bzw. 11) rohrförmig mit zylindrischem Schieberhemd (10 bzw. 11) ausgeführt ist, in dem ein Einströmfenster (12 bz.w. 13) vorgesehen ist, das mit einer schrägverlaufenden gehäusefesten Steuerkante (10b bzw. 11b) zusammenarbeitet, die über den Umfang von 360° betrachtet eine Steigungshöhe (H) mindestens gleich der Fensterhöhe (H1) aufweist.
- 4. Drehschieberanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Drehschieber (10 und 11) nach Anspruch auf einer gemeinsamen Antriebswelle (14) einander spiegelbildlich gegenüberliegend vorgesehen sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823201020 DE3201020C2 (de) | 1982-01-15 | 1982-01-15 | Drehschiebereinrichtung zum Steuern strömender Medien, insbesondere zum Dosieren der Durchströmmengen brennstoffreicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken |
FR8300097A FR2520056A3 (fr) | 1982-01-15 | 1983-01-05 | Dispositif de vanne a obturateur tournant pour controler des fluides en ecoulement, en particulier pour le dosage de gaz riches en matieres combustibles pour moteurs-fusees statoreacteurs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823201020 DE3201020C2 (de) | 1982-01-15 | 1982-01-15 | Drehschiebereinrichtung zum Steuern strömender Medien, insbesondere zum Dosieren der Durchströmmengen brennstoffreicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3201020A1 true DE3201020A1 (de) | 1983-07-28 |
DE3201020C2 DE3201020C2 (de) | 1983-12-22 |
Family
ID=6153098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19823201020 Expired DE3201020C2 (de) | 1982-01-15 | 1982-01-15 | Drehschiebereinrichtung zum Steuern strömender Medien, insbesondere zum Dosieren der Durchströmmengen brennstoffreicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken |
Country Status (2)
Country | Link |
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FR (1) | FR2520056A3 (de) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
US6085786A (en) * | 1998-04-28 | 2000-07-11 | Gt Development Corporation | Cyclic flow valve |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE336079C (de) * | 1916-11-24 | 1921-04-23 | Romeo Wankmueller | Reibungsloser Drehschieber fuer Verbrennungskraftmaschinen |
CH418757A (de) * | 1963-04-29 | 1966-08-15 | Dansk Pressalit Ind A S | Regel- und Absperrhahn |
DE1804164A1 (de) * | 1967-10-20 | 1969-05-14 | Camillo Krejci | Verfahren zur Herstellung von einteiligen Waelzlagerkaefigen und Kern hierfuer |
DE1759659A1 (de) * | 1968-05-24 | 1971-06-16 | Floesser Walter Dipl Ing | Befestigung eines Traegers in einem Wandschlitz |
DE2063589B2 (de) * | 1969-12-29 | 1974-10-17 | Nomura, Norio, Anjo, Aichi (Japan) |
-
1982
- 1982-01-15 DE DE19823201020 patent/DE3201020C2/de not_active Expired
-
1983
- 1983-01-05 FR FR8300097A patent/FR2520056A3/fr active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2520056B3 (de) | 1984-06-01 |
FR2520056A3 (fr) | 1983-07-22 |
DE3201020C2 (de) | 1983-12-22 |
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