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DE8113370U1 - DIRECTIONAL VALVES FOR CONTROLLING FLOWING MEDIA, ESPECIALLY FOR DOSING THE FLOWING AMOUNTS OF FUEL-RICH GASES AT STRAINJET ROCKET ENGINES - Google Patents

DIRECTIONAL VALVES FOR CONTROLLING FLOWING MEDIA, ESPECIALLY FOR DOSING THE FLOWING AMOUNTS OF FUEL-RICH GASES AT STRAINJET ROCKET ENGINES

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Publication number
DE8113370U1
DE8113370U1 DE19818113370U DE8113370U DE8113370U1 DE 8113370 U1 DE8113370 U1 DE 8113370U1 DE 19818113370 U DE19818113370 U DE 19818113370U DE 8113370 U DE8113370 U DE 8113370U DE 8113370 U1 DE8113370 U1 DE 8113370U1
Authority
DE
Germany
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rotary valve
fuel
rich gases
metering
windows
Prior art date
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Expired
Application number
DE19818113370U
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German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Publication date
Application filed by Messerschmitt Bolkow Blohm AG filed Critical Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Publication of DE8113370U1 publication Critical patent/DE8113370U1/en
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Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm " ' "of£6brunn, 7. Juli 1982 Gesellschaft mit BTO1-Hofmann/erMesserschmitt-Bölkow-Blohm "'" of £ 6brunn, 7 July 1982 Society with BTO1 Hofmann / er

beschränkter Haftung
München 8968limited liability
Munich 8968

Drehschieber zum Steuern strömender Medien zum Dosieren der Durchströminen gen brennstoffreicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken Rotary slide valve for controlling flowing media for dosing the Fuel-rich gases flow through in ramjet rocket engines

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschieber zum Steuern strömender Medien zum Dosieren der Durchströmmengen brennstoff reicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken, mit im Drehschiebermantel vorgesehenen Strömungsfenstern.The invention relates to a rotary valve for controlling flowing media for metering the flow rates of fuel rich gases in ramjet rocket engines, with flow windows provided in the rotary valve casing.

Im Maschinenbau sind in Leitungen eingebaute Drehschieber zum Steuern und Regeln der Durchflußmengen strömender Medien in vielen Ausfuhrungsformen bekannt. Im allgemeinen sollen diese beweglichen Maschinenelemente, um Strömungsverluste so gering wie möglich zu halten, strömungsgünstig ausgebildet sein. Ferner sollen diese Steuerorgane, um die Massenkräfte zu reduzieren und hohe Betriebsfrequenzen zuzulassen, möglichst wenig Baugewicht aufweisen.In mechanical engineering, rotary valves are installed in lines to control and regulate the flow rates of flowing media known in many forms. Generally supposed these movable machine elements, in order to keep flow losses as low as possible, are designed to be aerodynamic be. Furthermore, these control elements should, if possible, in order to reduce the inertia forces and permit high operating frequencies have little structural weight.

In bestimmten BetriebsSituationen treten besondere Schwierigkeiten auf, die nur durch spezielle Drehschiebereigenschaften gemeistertwerden können. So fallen bei manchen Wärmekraftmaschinen, wie bei Staustrahl-Raketentriebwerken, die mit brennstoff reichen Gasen arbeiten, die in einer Vorbrennkammer aus einem festen chemischen Brennstoff mit Sauerstoffunterbilanz erzeugt werden und über eine oder mehrere Leitungen zu einer Hauptbrennkammer strömen, der Luftsauerstoff zur stöchiometrischen Endverbrennung zugeführt wird, Feststoffpartikelchen im heißen Gasstrom an. Diese Partikelchen erweisen sich in unangenehmer Weise als sehr haftfähig.Particular difficulties arise in certain operating situations on that only through special rotary valve properties can be mastered. In some heat engines, like ramjet rocket engines that work with fuel-rich gases that are sufficient in a pre-combustion chamber a solid chemical fuel with an oxygen deficit and via one or more lines to a Main combustion chamber flow, the atmospheric oxygen to the stoichiometric Final combustion is fed, solid particles in the hot gas stream. These particles turn out to be more uncomfortable Way to be very adhesive.

Hierdurch verschm.utz.en Leitungen und insbesondere bilden sich bei den Drehschiebern und Ventilen an vorhandenen Kanten, Ecken, Hinterschneidungen und in Hohlräumen Ablagerungen, die zum Versagen dieser wichtigen Steuerorgane führen können.This causes polluted lines and in particular to form there are deposits on the rotary slide valves and valves on existing edges, corners, undercuts and in cavities, which can lead to the failure of these important control organs.

Ein weiteres Problem vor allem bei walzenförmig ausgebildeten Drehschiebern besteht darin, daß sie im Teillastbetrieb der zu steuernden Maschinen durch die gegebenen Anströmverhältnisse insbesondere bei teilweiser Offenstellung während ihrer Durchströmung unsymmetrisch belastet sind, was zu einer außerordentlichen Lagerreibung führt, die ihrerseits große Stellkräfte erfordert. Dieser Nachteil wirkt sich besonders gravierend bei mit sehr heißen Gasen beaufschlagten Drehschiebern aus, deren thermische Dehnungen extrem sind.Another problem, especially with rotary valves designed in the form of a roll, is that they are in the partial load operation of the machines to be controlled by the given flow conditions, especially with partially open position during their flow are loaded asymmetrically, which leads to an extraordinary bearing friction, which in turn is large Requires actuators. This disadvantage is particularly serious in the case of rotary valves exposed to very hot gases whose thermal expansions are extreme.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Drehschieber zu schaffen, der nicht nur ein geringes Baugewicht aufweist, einen raumsparenden Einbau mit sich bringt, billig in seiner Herstellung ist und unerwünschte Ablagerungen von im heißen Gasstrom befindlichen Partikelchen vermeidet, sondern auch leichtgängig und unempfindlicher gegen große Wärmeausdehnungen ist.It is therefore the object of the invention to create a rotary valve which not only has a low structural weight, a space-saving installation with it, is cheap to manufacture and undesirable deposits of the hot Avoids particles in the gas flow, but also smoothly and less sensitive to large thermal expansions is.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Drehschieber mindestens zwei radial von außen nach innen durchströmte Dosierfenster aufweist mit einer Anordnung derselben derart, daß bei gerader Anzahl sich jeweils zwei Dosierfenster diametral gegenüberliegen, während bei ungerader Anzahl die einzelnen Dosierfenster - über den Umfang des Drehschiebermantels betrachtet - gleiche Winkelteilung zueinander aufweisen und daß die Abströmung des Mediums bzw. der brennstoffreichen Gase aus dem Drehschieberinnenraum axial erfolgt.This object is achieved according to the invention in that the rotary valve has at least two radially from the outside to the inside has flowed through metering window with an arrangement of the same such that with an even number two metering windows are diametrically opposite each other, while with an odd number Number of the individual dosing windows - over the scope of the rotary valve casing - have the same angular division to one another and that the outflow of the medium or the fuel-rich gases from the interior of the rotary valve takes place axially.

(III I I t I I I I I(III I I t I I I I I

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Drehschieber an seinem stromabwärtigen Ende über ein Ringlager als Loslager und an seinem stromaufwärtigen Ende über eine radiale Stirnzapfenlagerung gelagert, dessen St.irnz.apfen zusätzlich in axialer Richtung entgegen der Ausströmrichtung des Mediums bzw. der brennstoffreichen Gase abgestützt ist/ insbesondere mit Hilfe einer gelagerten Kugel.In an embodiment of the invention, the rotary slide valve is at its downstream end via a ring bearing as a floating bearing and mounted at its upstream end via a radial end journal bearing, the stern end journal of which additionally supported in the axial direction against the outflow direction of the medium or the fuel-rich gases is / especially with the help of a ball bearing.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Drehschiebers' bzw. dessen Einströmverhältnisse und Anordnung ist - in Umfangsrichtung betrachtet - ein Kräfteausgleich gegeben, der eine leichtgängige Lagerung bewirkt, die nur geringe Stellkräfte erforderlich macht und eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Drehschiebers bestehen darin, daß er geringe Massen aufweist, wenig Einbauraum benötigt und strömungsgünstig ausgebildet ist, so daß er auch in mit Feststoffpartikelchen stark angereicherten heißen Gasströmungen von unerwünschten Rückständen freibleibt, wodurch seine Funktionstüchtigkeit gewahrt wird.The inventive design of the rotary valve 'or its inflow conditions and arrangement is - in Considered circumferential direction - a balance of forces is given, which causes a smooth bearing, which is only slight Makes actuating forces necessary and ensures a high level of operational reliability. Further advantages of the invention Rotary valve consist in that it has low masses, requires little installation space and is streamlined is designed so that it is undesirable even in hot gas flows that are highly enriched with solid particles Residues remain free, whereby its functionality is preserved.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigenIn the drawing, an embodiment according to the invention is shown. Show it

Fig. 1 einen Drehschieber und dessen Anordnung in einem Staustrahl-Raketentriebwerk undFig. 1 shows a rotary valve and its arrangement in a ramjet rocket engine and

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Drehschieber.Fig. 2 shows a cross section through the rotary valve.

In einer Vorbrennkammer 1, in der ein fester Brennstoff angeordnet ist, werden durch Abbrand desselben brennstoffreiche Gase G erzeugt, die über einen Drehschieber 3 in eine Hauptbrennkammer 4 einströmen, der zur stöchiometrischen Endverbrennung noch Luftsauerstoff zugeführt wird.In a pre-combustion chamber 1, in which a solid fuel is arranged, are generated by burning the same fuel-rich gases G, which via a rotary valve 3 in a main combustion chamber 4, to which atmospheric oxygen is fed for stoichiometric final combustion.

till I t · I Iltill I t I Il

Im vorderen Bereich des Drehschiebermantels 3a sind zwei Dosierfenster 5 vorgesehen, die sich diametral gegenüberliegen. Der Drehschieber 3 ist im Maschinengehäuse über eine vordere Stirnzapfenlagerung 6 und über ein hinteres Ringlager 7 als Loslager gelagert. Durch die Abströmung der brennstoffreichen Gase G in axialer Richtung in die Hauptbrennkammer 4 entsteht gegenüber dem Drehschieber 3 ein Rückdruck, der über den Stirnzapfen 6a durch eine im Maschinengehäuse gelagerte Kugel 8 reibungsarm abgefangen wird.In the front area of the rotary valve casing 3a, two metering windows 5 are provided, which are diametrically opposite one another. The rotary valve 3 is in the machine housing via a front journal bearing 6 and a rear one Ring bearing 7 stored as a floating bearing. Due to the outflow of the fuel-rich gases G in the axial direction in the The main combustion chamber 4 creates a back pressure with respect to the rotary valve 3, which is generated via the end pin 6a by an im Machine housing mounted ball 8 is intercepted with little friction.

Der Antrieb des Drehschiebers 3 erfolgt durch ein Stirnradgetriebe 9.The rotary valve 3 is driven by a spur gear 9.

Je nach Stellung des Drehschiebers 3 bzw. seiner Dosierfenster 5 in bezug auf Uberströmkanäle 10, wie insbesondere die Figur 2 zeigt, erfolgt eine entsprechende Bemessung der in den Drehschieber einströmenden Menge der brennstoffreichen Gase G.Depending on the position of the rotary valve 3 or its metering window 5 with respect to overflow channels 10, such as in particular As FIG. 2 shows, the amount of the flowing into the rotary slide valve is correspondingly measured fuel-rich gases G.

Sind im Drehschiebermantel 3a z.B. 3 Dosierfenster 5 vorgesehen, so liegen diese auf einem Teilkreis in einem Winkelabstand von 120° auseinander, wodurch - radial betrachtet - Kräfteausgleich vorherrscht. Mit Rücksicht auf die heißen brennstoffreichen Gase ist der Drehschieber 3 aus hochwarmfestern Werkstoff hergestellt.If e.g. 3 metering windows 5 are provided in the rotary valve casing 3a, so they are on a pitch circle at an angular distance of 120 ° apart, which means - viewed radially - There is a balance of forces. With regard to the hot fuel-rich gases, the rotary valve 3 made of highly heat-resistant material.

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I11! j ·,,· .Qfctobrunn, 7. Juli 1 98'I 11 ! j · ,, · .Qfctobrunn, July 7, 1989 '

Gesellschaft mit BTOI-Hn/erSociety with BTOI-Hn / er

beschränkter Haftung 896 8limited liability 896 8

MünchenMunich

Zusammenfassungsummary

Drehschieber zum. Steuern strömender Medien zum. Dosieren der Durchströmmengen brennstoffreicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken, mit im. Drehschiebermantel vorgesehenen Stxömungsfenstern, wobei der Drehschieber mindestens zwei radial von außen nach innen durchströmte Dosierfenster aufweist mit einer Anordnung derselben derart, daß bei gerader Anzahl sich jeweils zwei Dosierfenster diametral gegenüberliegen, während bei ungerader Anzahl die einzelnen Dosierfenster - über den umfang des Drehschiebermantels betrachtet·- gleiche Winkelteilung zueinander aufweisen und daß die Abströmung des Mediums bzw. der brennstoffreichen Gase aus dem Drehschieberinnenraum. axial erfolgt.Rotary valve for. Controlling flowing media to. Dosing the flow rates of fuel-rich gases in ramjet rocket engines, with im. Rotary valve casing provided flow windows, the rotary valve at least two flowed through radially from the outside to the inside Has metering windows with an arrangement of the same in such a way that with an even number there are two metering windows diametrically opposite, while with an odd number the individual metering windows - over the circumference of the rotary valve casing considered · - have the same angular division to each other and that the outflow of the medium or the fuel-rich Gases from the interior of the rotary valve. takes place axially.

Claims (2)

Messerschmitt-Bölkow-Blohm " ' "' b'ttobrunn, 7. Juli 1982 Gesellschaft mit BTO1-Hofmann/er beschränkter Haftung München 8968 Drehschieber zum Steuern strömender Medien zum Dosieren der Durchströmmengen brennstoffreicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken SchutzansprücheMesserschmitt-Bölkow-Blohm "'"' b'tobrunn, July 7, 1982 Company with BTO1-Hofmann / er limited liability Munich 8968 Rotary valve for controlling flowing media for metering the flow rate of fuel-rich gases in ramjet rocket engines 1. Drehschieber zum Steuern strömender Medien zum Dosieren der Durchströmmengen brennstoffreicher Gase bei Staustrahl-Raketentriebwerken, mit im Drehschiebermantel vorgesehenen Strömungsfenstern, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehschieber (3) mindestens zwei radial von außen nach innen durchströmte Dosierfenster (5) aufweist mit einer Anordnung derselben derart, daß bei gerader Anzahl sich jeweils zwei Dosierfenster (5) diametral gegenüberliegen, während bei ungerader Anzahl die einzelnen Dosierfenster (5) - über den Umfang des Drehschiebermantels (3a) betrachtet - gleiche Winkelteilung zueinander aufweisen und daß die Abströmung des Mediums bzw. der brennstoffreichen Gase (G) aus dem Drehschieberinnenraum axial erfolgt.1. Rotary valve for controlling flowing media for dosing the flow rates of fuel-rich gases in ramjet rocket engines, with flow windows provided in the rotary valve casing, characterized in that the rotary valve (3) at least has two metering windows (5) through which flow radially from the outside to the inside, with an arrangement of the same in such a way that that with an even number two metering windows (5) are diametrically opposite, while with an odd number the individual metering windows (5) - viewed over the circumference of the rotary valve casing (3a) - equal angular division have each other and that the outflow of the medium or the fuel-rich gases (G) from the interior of the rotary valve takes place axially. 2. Drehschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (3) an seinem stromabwärtigen End-s über ein Ringlager (7) als Loslager und an seinem stromaufwärtigen Ende über eine radiale Stirnzapfenlagerung (6) gelagert ist, dessen Stirnzapfen {6a} zusätzlich in axialer Richtung entgegen der Ausströmrichtung des .Mediums bzw. der brennstoff reichen
Gase (G) abgestützt ist, insbesondere mit Hilfe einer gelagerten Kugel (8).2. Rotary valve according to claim 1, characterized in that the rotary valve (3) is mounted at its downstream end via a ring bearing (7) as a floating bearing and at its upstream end via a radial end journal bearing (6), the end journal {6a} in addition, in the axial direction opposite to the outflow direction of the medium or fuel are sufficient
Gases (G) is supported, in particular with the help of a mounted ball (8).
DE19818113370U 1981-05-07 1981-05-07 DIRECTIONAL VALVES FOR CONTROLLING FLOWING MEDIA, ESPECIALLY FOR DOSING THE FLOWING AMOUNTS OF FUEL-RICH GASES AT STRAINJET ROCKET ENGINES Expired DE8113370U1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10018494C2 (en) * 2000-04-14 2003-02-20 Bayern Chemie Gmbh Flugchemie Control valve for a solid fuel engine
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