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Schieber Den Gegenstand der Erfindung bilden Verbesserungen an Verschlußschiebern
mit einer gelochten Gleitscheibe, die hin und her beweglich gelagert ist. Die Erfindung
betrifft insbesondere Schieber dieser Art mit zahlreichen Düsen.
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Solche Ventile mit zahlreichen Düsen sind in Maschinen für Arbeits-
und Kraftmittel jeder Art anwendbar, z. B. in Gasmaschinen, Heißluftmaschinen, Dampfmaschinen,
Verdichtern aller Art mit Kurbelgetrieben oder Freiflugkolben. Sie bestehen aus
zwei Gittern mit übereinanderliegenden, sich derart gegenseitig ergänzenden Profilstäben,
daß der Durchgang zwischen den entsprechenden Seiten zweier benachbarter Stäbe genau
die Gestalt einer sich verengenden und dann erweiternden Düse erhält. Eine ebenfalls
aus einem Gitter bestehende Gleitscheibe verschiebt sich zwischen den beiden feststehenden
Gittern, um den Hals der Düsen zu schließen oder zu öffnen.
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Solche Schieber können auf mechanischem Wege in jeder beliebigen Weise
betätigt werden. Die Erfindung besteht darin, für gewisse Anwendungen die Gleitscheibe
mit einem Betätigungsorgan, z. B. einer Membran, zu verbinden, auf deren beide Seiten
der Druck des Strömungsmediums derart einwirkt, daß diese Schieber ähnlich wie gewöhnliche
selbstschließende Ventile arbeiten.
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Ein weiteres Merkmal der EFfindung besteht darin, die Membran mit
einer Feder zu verbinden, durch welche die Bewegung der Gleitscheibe zeitlich vorverlegt
werden kann. wie Spannung der Feder regelt die Phasenverschiebung. Diese Feder
kann
auch dürch die Membran selbst gebildet sein. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsart der Erfindung
an Hand der Zeichnung, die nur als Ausführungsbeispiel dienen soll.
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Fig: i ist eine Draufsicht; Fig. 2 ist ein Schnitt gemäß der Linie
II-11 der Fig. i ; Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Membran. Die gelochte Scheibe
i, die in der geöffneten Lage am linken Hubende dargestellt ist, ist gleitend zwischen
den Stäben des unteren feststehenden Gitters 2 und den Stäben des oberen ebenfalls
feststehenden Gitters 3 gelagert. Die Stäbe können Profile sein, die z. B. aus Gußeisen
oder Stahl bestehen und durch einen Kranz aus Gußeisen in der ihnen gegebenen Lage
festgehalten werden. Es können auch getrennte Stäbe vorgesehen sein, die nebeneinander
angeordnet und durch geeignete Mittel festgespannt sind: In jedem dieser beiden
Fälle liegen die. Stäbe auf einem kreisförmigen Sitz 4, der aus dem Schieberkörper
herausgearbeitet ist. Ein Gewindering 5 gestattet das Festspannen der beiden Gitter;
die dadurch in ihrer Lage' gehalten werden.
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Diese Gitter; die durch einen kreisförmigen Ring im gewünschten Abstand
.voneinander gehalten werden, lassen zwischen den Stäben Durchgänge 6 für die Gase
frei, welche die Gestalt sich verengender und dann erweiternder Düsen haben.
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Die Außen- und Innenwände des ringförmigen Schieberkörpers 7 sind
zylindrisch, jedoch nicht konzentrisch. Die bearbeiteten Flächen des Schieberkörpers
und der Gleitscheibe können auf der Drehbank fertiggestellt werden: Die Steuerstange
8 des Schiebers betätigt die Gleitscheibe i mit Hilfe des Zapfens 9. Diese Gleitscheibe
kann sich längs des Zapfens 9 um den erforderlichen Bruchteil eines Millimeters
verschieben, damit sie sich ohne Widerstand .gegen die Stäbe des unteren Gitters
2 oder gegen die Stäbe des oberen Gitters 3 legen kann: Die Steuerstange ist am
rechten Ende mit der Membran i i verbunden, die durch eine Gewindemutter io festgespannt
ist: Diese Membran bewegt sich in einer Kammer 12, die in der Wandstärke des $chieberkörpers
7 vorgesehen ist, und zwar dort, wo diese Wandstärke am größten ist. Die Membran
teilt diese Kammer in zwei Räume, von denen der linke durch mehrere Kanäle 13 mit
dem Arbeitsmittel über dem Schieber und der rechte ebenfalls durch einen oder mehrere
Kanäle 14 mit dem Arbeitsmittel unter dem Schieber in Verbindung steht: Es ist hierbei
vorausgesetzt, daB die Kanäle 14 sich im Maschinenkörper und nicht im Schieberkörper
selbst befinden.
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Man versteht, daß unter diesen Verhältnissen die Membran unter der
Einwirkung des Arbeitsmittels sich genau wie ein gewöhnliches selbstschließendes
Ventil verhält. Sie betätigt. 4ie Gleitscheibe und bewirkt ihr selbsttätiges Öffnen
und Schließen.
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Jedoch kann an einem solchen Schieber eine sehr wesentliche Verbesserung
getroffen ,. weiden, die es ihm gestattet, sofort einzugreifen und sich gegebenenfalls
sogar etwas vor dem Zeitpunkt des Druckausgleichs in Bewegung zu setzen, was besonders
wegen der Überlappung der Gleitscheibe mit ihrem Sitz in der Schließlage vorteilhaft
ist.
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Dies gelingt dadurch, daß man die Membran wie eine Feder arbeiten
läßt, die durch den Druck der Gase gespannt wird und sich bereits entspannt sowie
die Gleitscheibe betätigt, bevor der genaue Ausgleich der Drücke auf beiden Seiten
des Schiebers hergestellt ist.
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Damit die Membran diese Aufgabe erfüllen kann und dabei genau die
gewünschte Federung aufweist, besteht diese kreisförmige Membran aus zwei mit den
Innenseiten dicht aneinanderliegendenScheiben. Die Scheiben sind derart ausgebildet,
daß ihre Wandstärke in der Mitte, d. h. um die Gewindemütter io herum, z. B. i mm
beträgt und sich allmählich in Richtung des Umfanges verjüngt, wo diese Wandstärke
z. B. nur mehr o;2 mm beträgt. Ferner ist jede Scheibe in radialer Richtung mehrfach
geschlitzt, und die dünnen Schlitze sind durch gleiche Abstände voneinander getrennt,
wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Schlitze 16 der ersten Scheibe sind gegenüber
den Schlitzen 17 der zweiten Scheibe versetzt. Unter solchen Verhältnissen erhält
die - Membran die gewünschte Biegsamkeit, ohne daß die Abdichtung in bezug auf die
auf beide Seiten einwirkenden Arbeitsmittel leidet.
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Die Fig. i und 2 zeigen die Membran in der ganz nach links durchgebogenen
Lage. Die Durchbiegung wird dabei durch einen in geeigneter Weise ausgebildeten
Anschlag i9 in der Nähe des Umfanges; ferner durch einen ringförmigen Anschlag 20
auf der rechten Seite und durch einen ringförmigen Anschlag 21 auf der linken Seite
bestimmt. Außerdem ist ein Hubbegrenzer 18 vorgesehen.
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Die Anschläge 20 und 21 sind einstellbar. Zu diesem Zweck bestehen
sie jeweils aus einem zylindrischen Ring, der mit einem Mikrometergewinde in eine
feststehende, konzentrische Führung geschraubt ist.
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Durch Verschiebung der Anschläge 20 und 21 in der geeigneten Richtung
stellt man die erforderliche Kraft ein, durch die die Membran bei ihrer Durchbiegung
in die Endlage auf der rechten oder linken Seite gebracht wird. Je größer diese
Kraft ist, desto früher wird die Membran vor dem theoretischen Ausgleich der Drücke
einwirken. Es ist übrigens notwendig, diese Kräfte unterschiedlich für das ,Öffnen
und .das Schließen einzustellen.
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Die vorbeschriebene federnde Vorrichtung bietet auch den wesentlichen
Vorteil, daß die Stöße gedämpft werden, die sonst an jedem Hubende der beweglichen
Teile entstehen würden. Diese Stöße bilden stets bei selbstschließenden Ventilen
einen Nachteil.
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Die vorbeschriebenen Anordnungen, die als Beispiel für einen kreisförmigen
Schieber angegeben sind, lassen sich auch ohne weiteres bei rechteckigen, länglichrunden
oder ganz allgemein beliebig gestalteten Schiebern anwenden..
Die
als kreisförmig dargestellte Membran kann ebenfalls eine rechteckige, länglichrunde
oder ganz allgemein beliebige Gestalt erhalten. Ferner kann die wie vorstehend beschrieben
mit einer Membran zur selbsttätigen Steuerung verbundene Gleitscheibe auch in anderer
Weise betätigt werden.