Drehventil - Rotary valve

Luftstrom der Zellenradschleuse in zwei Positionen

Ein Drehventil ist ein Ventiltyp, bei dem die Drehung eines Durchgangs oder von Durchgängen in einem Querstopfen den Flüssigkeits- oder Gasfluss durch die angeschlossenen Rohre reguliert. Der gewöhnliche Absperrhahn ist die einfachste Form der Zellenradschleuse. Zellenradschleusen wurden in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, darunter:

Verwendung in Blechblasinstrumenten

Drehventil für ein Doppelhorn

Im Zusammenhang mit der Blechblasinstrumente , sind auf Drehventile gefunden Hörner , Trompeten , Posaune- , Flügelhörner , und Tuben . Viele europäische Trompeter bevorzugen Drehventile.

Posaune F-Attachment- Ventile sind normalerweise drehbar, wobei auch mehrere Variationen der Grundkonstruktion verwendet werden, wie z. B. das Thayer-Axialventil und das Hagmann-Ventil .

Joseph Riedl wird der erste Einsatz von Drehventilen an Blechblasinstrumenten im Jahr 1832 zugeschrieben.

Drehventile an einer Trompete

Einsatz in der Industrie

Zellenradschleusen für die industrielle Fertigung werden je nach Anwendung häufig im Schüttguthandling, Staubsammel- oder pneumatischen Förderanlagen eingesetzt. Das Ventil wird verwendet, um den Durchfluss eines Produkts oder Materials zu regulieren, indem eine konstante, für den Prozess geeignete Durchflussrate beibehalten wird. Die Kontrolle des Materialflusses trägt dazu bei, Probleme wie Verklemmen, Materialaustritt und Schäden am Ventil selbst zu vermeiden. Typische Anwendungen sind die Beschickung eines gewogenen Trichters oder die Beschickung einer Mühle, die durch das Produkt verstopft werden kann.

Ventile sind Teil des Stoffaustauschprozesses und arbeiten in Dosier- oder Dosieranwendungen, fungieren als Zellenradschleusen oder bieten eine Kombination aus Schleusen- und Dosierfunktion.

Eine Zellenradschleuse in der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelindustrie wird eingesetzt, um feste Schüttgüter innerhalb der Prozesse zu dosieren und zuzuführen. Auch in der Bau-, Kunststoff-, Recycling-, Land- und Forstwirtschaft oder überall dort, wo Material sicher und effizient von einem Punkt zum anderen transportiert werden soll, werden Ventile häufig eingesetzt.

Eine Zellenradschleuse vom Schleusentyp nimmt Material aus zwei Kammern mit unterschiedlichen Druckniveaus auf und gibt es ab. Sie dichten den Luftstrom zwischen Einlass und Auslass des Ventils ab, um einen konstanten Druckunterschied aufrechtzuerhalten, was einen effizienten Materialfluss fördert. Die Druckkammer des Ventils verhindert das Eindringen von Fremdkörpern in das Gehäuse und verhindert, dass Fördergut aus dem System entweicht.

Einsatz im Motorenbau

Viertaktmotoren

Itala Drehschiebermotor (1912).
Itala Drehschieberkühlung (1919).
Darracq Drehschiebermotor (ca. 1919)

Der Drehschieber-Verbrennungsmotor besitzt mehrere wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Aggregaten, darunter deutlich höhere Verdichtungsverhältnisse und Drehzahlen, was mehr Leistung, einen viel kompakteren und leichteren Zylinderkopf und eine reduzierte Komplexität bedeutet, was höhere Zuverlässigkeit und niedrigere Kosten bedeutet. Da Einlass und Auslass in der Regel kombiniert sind, sollte der Ventilkühlung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, um Motorklopfen zu vermeiden .

Drehventile wurden in mehreren unterschiedlichen Motorkonstruktionen verwendet. In Großbritannien bewarb die National Engine Company Ltd ihren Drehschiebermotor für den Einsatz in frühen Flugzeugen zu einer Zeit, als Tellerventile anfällig für Ausfälle durch Steckenbleiben oder Brennen waren.

Ab den 1930er Jahren entwickelte Frank Aspin eine Konstruktion mit einem Drehschieber, der sich auf der gleichen Achse wie die Zylinderbohrung drehte, jedoch mit begrenztem Erfolg.


Das US-Unternehmen Coates International Ltd hat einen Kugeldrehschieber für Verbrennungsmotoren entwickelt, der das Tellerventilsystem ersetzt. Bei dieser speziellen Konstruktion handelt es sich um einen Viertakt, bei dem die Drehschieber durch obenliegende Wellen anstelle von obenliegenden Nockenwellen (dh in einer Reihe mit einer Zylinderbank) betätigt werden. Der erste Verkauf eines solchen Motors war Teil eines Erdgas- Motor-Generators .

Zellenradschleusen eignen sich potenziell sehr gut für hochdrehende Motoren, wie sie in Rennsportwagen und Formel - 1- Rennwagen verwendet werden, bei denen herkömmliche Tellerventile mit Federn durch Ventilschwimmer und Federresonanz ausfallen können und der desmodromische Ventiltrieb zu schwer ist, groß und zu komplex, um richtig zu planen und zu entwerfen. Zellenradschleusen könnten eine kompaktere und leichtere Zylinderkopfkonstruktion ermöglichen. Sie drehen sich mit halber Motordrehzahl (oder einem Viertel) und haben nicht die Trägheitskräfte der hin- und hergehenden Ventilmechanismen. Dies ermöglicht höhere Motordrehzahlen und bietet etwa 10 % mehr Leistung. Der MGN W12 F1-Motor aus den 1980er Jahren verwendete Drehschieber, fuhr aber nie Rennen. Zwischen 2002 und 2004 testeten der australische Entwickler Bishop Innovation und Mercedes-Ilmor Drehschieber für einen F1-V10-Motor.

Das Patent von Bishop Innovations für den Drehschiebermotor wurde von BRV Pty Ltd, im Besitz von Tony Wallis, einem der ursprünglichen Ventildesigner, aufgekauft. BRV hat mehrere funktionelle Motoren mit Drehschiebertechnologie konstruiert, wie z. B. einen Honda CRF 450, der sowohl bei niedrigen (17 % Steigerung) als auch bei hohen (9 % Steigerung) Motordrehzahlen ein höheres Drehmoment aufwies und auch mehr Bremsleistung bis zu ca 30% mehr bei funktionsfähigen Motordrehzahlen. Der Motor war auch erheblich kleiner und leichter, da der Zylinderkopf nicht so groß war.

Ein Unternehmen in Großbritannien namens Roton Engine Developments machte 2005 mit einem 2-Rotor (einer für Einlass und einer für Auslass) an einem Motorrad-Einzylinder-Husaberg einige Fortschritte. Sie meldeten Patente an und brachten 2006 ein Beispiel zum Laufen, wurden jedoch von MG Rover unterstützt, der anschließend pleite ging und Roton ohne ausreichende Mittel zum Weitermachen zurückließ. Die Designs tauchten einige Jahre später in Australien bei Engine Developments Australia Pty Ltd. auf. Ein Prototyp-Guss wurde 2013 auf einer Kawasaki Ninja 300 Parallel-Twin-Einheit hergestellt. Diese Einheit befindet sich zum Zeitpunkt des Schreibens noch in der Entwicklungsphase, ist jedoch von Bedeutung, da sie aufgrund einer bedeutenden, aber nicht offenbarten neuen Kühlmethode der Brennkammer und der Fähigkeit, die Vollgas, was es bei niedrigeren Drehzahlen deutlich sparsamer macht, heißt es.

Ein nachweislich sehr erfolgreicher Automobil-Drehschiebermotor wurde 1989 von dem verstorbenen Ralph Ogden Watson aus Auckland Neuseeland gebaut. Das Auto hat seit diesem Datum viele störungsfreie Meilen zurückgelegt und bleibt im Einsatz. Der Erfolg wurde durch Watsons akademische Herangehensweise an das Problem der Abdichtung, sein Studium früherer Konstruktionen und seine besondere Kombination von Materialkenntnissen, maschinellen Fähigkeiten, Erfahrung mit Motoren, Beharrlichkeit und realistischen Erwartungen erzielt. Es handelte sich nicht um neue oder erst kürzlich verfügbare Materialien. Alle Details zur Entwicklung des Autos und des Motors sind in dem Buch "Ralph Watson Special Engineer" zu finden, das 2004 erstmals veröffentlicht wurde, ISBN O-476-01371-2 und ab 2020 kostenlos und leicht im Internet zu finden ist. Das Auto ist derzeit im Besitz von Ray Ferner.

Zweitaktmotoren

Ein Drehventil in Form einer flachen Scheibe, auch als Scheibenventil bekannt, wird häufig in Zweitakt- Motorradmotoren verwendet, bei denen die Anordnung dazu beiträgt, während des Kompressionshubs eine Rückströmung in den Einlasskanal zu verhindern.

Der österreichische Motorenhersteller Rotax verwendete in seinem jetzt nicht mehr produzierten 64 PS (48 kW) Rotax 532 Zweitaktmotor Design Dreheinlassventile und verwendet weiterhin Dreheinlassventile im Nachfolger des 532, dem derzeit produzierten 64 PS (48 kW .) ) Rotax 582 .

Einsatz in Serienmotoren

UK Unternehmen RCV Engines Ltd verwendet rotierenden Zylinderbuchse Technologie als spezielle Form von Drehventil in einigen ihrer Viertakt - Modellmotor und mit kleinem Motor Line-Up. RCV verwendet auch horizontale und vertikale Zellenradschleusen in Viertaktmotoren in ihrer aktuellen Motorenpalette.

RCV hat einen 125-ccm-Motor mit rotierender Zylinderlaufbuchse entwickelt, der ein rotierendes Ventil in der Zylinderlaufbuchse für Rolleranwendungen enthält. PGO Scooters of Taiwan arbeitete mit RCV bei der Entwicklung des Motors für ihre Anwendungen zusammen.

Die Suzuki RG500 "Gamma" wurde von einem Zweitakt-Zweitakt-Zweitaktmotor mit Doppelkurbel und 498 Kubikzentimeter Hubraum angetrieben. Die Leistung betrug 93,7 PS (69,9 kW) bei 9.500 U/min.

Verwendung in der Chromatographie

Zellenradschleusen werden zum Laden von Proben auf Säulen verwendet, die für die Flüssigkeits- oder Gaschromatographie verwendet werden. Die bei diesen Verfahren verwendeten Ventile sind normalerweise Drehventile mit 6 Anschlüssen und 2 Stellungen.

Siehe auch

Verweise

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