Drosselklappe. Vielfach müssen Drosselklappen aus Festig keitsgründen verhältnismässig dick ausgeführt werden.
Dies ist immer dann der Fall, wenn sie als Abschlussorgane vor) Grundablässen ver wendet werden oder wenn sie in Druckrohr leitungen bei Rohrbruch gegen die volle Ge schwindigkeit geschlossen werden müssen. Solche Drosselklappen sind in der bisher üblichen Linserifor m hydraulisch wenig günstig. Infolge der durch. die beträchtliche Klappen stärke bedingten starken Krümmung der Stromfäden beginnt die Flüssigkeit meist schon unmittelbar hinter der Mitte der Dros selklappe sich unter starker Wirbelbildung abzulösen. Es ist bekannt, dass solche Ab lösungsstellen an glatten Wänden niemals eindeutig sind, sondern starken zeitlichen Schwankungen unterliegen und dadurch bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten sehr starke Vibrationen herbeiführen können.
Dies trifft zu für alle Klappenstellen mit solch kleinen. Neigungen zur Rohrachse, dass bei ihnen die Flüssigkeit sich nicht schon an der scharfen Vorderkante eindeutig ablöst. Bei entsprechend niedrigen Werten des Ver hältnisses des absoluten statischen Druckes zum Staudruck der Geschwindigkeit können infolge harter ungedämpfter Kavitationsstösse solch starke Vibrationen auftreten, dass die Sicherheit des Betriebes ernstlich gefährdet wird.
Aus konstruktiven Gründen gelingt es bei solchen Klappenformen auch meist nicht, zur Stabilisierung der Ablösungsstellen Luft an den notwendigen Stellen und zur Dämpfung der Kavitationsstösse in hinreichen den Mengen in die Strömung einzuführen.
Die Erfindung vermeidet die angeführten Nachteile der im Querschnitt linsenförmigen Drosselklappen dadurch, dass der Klappen körper zur Hauptsache nur an der bei offener Klappe stromaufwärts gerichteten Hälfte nach dem Rande hin an Dicke abnimmt.
In den Fig. 1-4 der Zeichnung ist je ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes im Schnitt dargestellt. In allen gezeichneten Ausführungsformen bezeichnet 1 die Rohrleitung und 2 den Klappenkörper.
Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eine solche Drosselklappe in einer Rohrleitung 1. Der Klappenkörper 2 ist nur an der bei offener Klappe stromabwärts liegenden Hälfte nach dem Rande hin verjüngt. Die andere Hälfte hat durchwegs gleiche Dicke wie bei der Drehachse, das heisst in der Mitte. Durch die scharf abgesetzten Hinterkanten des Klap- penkörpers werden eindeutige stationäre Ab lösungsstellen geschaffen und Vibrationen des glappenkörpers dadurch vermieden, dass die Ablösungswirbel von der Hinterkante weg in das Innere der Flüssigkeit verlegt werden.
Es bietet ferner keine konstruktiven Schwierig keiten mehr entlang der rückseitigen Klap- penfläche genügend grosse Öffnungen anzu bringen und durch Welle und Klappenkörper hindurch Luft in ausreichender Menge an saugen zu lassen, zur Auffüllung der Hohl räume, die durch die Verdampfung der Flüssigkeit entstehen.
Da sich diese Hohl räume infolge der besondern Klappenform in der Nähe der Klappenmitte bis unmittel bar an die Rohrwand erstrecken, ist es auch in einfacher Weise möglich, durch hinreichend grosse Anbohrungen der Rohrwand etwa an der mit a bezeichneten Stelle die Hohlräume mit Luft aufzufüllen und auf diese Weise der Korrodierung des Klappenkörpers vorzu beugen.
Selbstverständlich kann der Klappen körper stromabwärts von der grössten Dicke, das heisst von der Mitte ab, zwecks Ver minderung der Gesamtverluste, schwach ko nisch verjüngt ausgebildet werden, so lange diese Konizität sich unterhalb des aus der Literatur genügend bekannten Grenzwertes bewegt, der zu einer frühzeitigen Ablösung führt. Wie eingangs schon erwähnt, beginnt -bei relativ dicken Drosselklappen üblicher Form die Ablösung der Strömung bereits unweit der Stelle grösster Dicke. Es ist da her leicht einzusehen, da.ss die dargestellte $lappenform keine wesentlich höheren Druck verloste verursacht, als eine im Querschnitt linsenförmige Klappe.
Ganz besondere Vorteile bietet aber eine in der beschriebenen Weise ausgebildete Drosselklappe, wenn sie als Abschlussorgan am freien Ende einer Druckrohrleitung be nützt wird. Fig. 2 gibt eine solche Anordnung in Mittelstellung der Klappe mit dem Strö mungsverlauf wieder. Aus experimentellen Untersuchungen der Strahlform hat sich er geben, dass auch bei jeder andern Klappen stellung die durch Ablösung entstehenden Hohlräume stets mit der Aussenluft in Ver bindung stehen.
Es können also an keiner Stelle Flüssigkeitsgebiete existieren, die den Klappenkörper in der Strömungsebene voll ständig einschliessen, so dass die Klappe in jeder Stellung erschütterungs- und kavitations- frei arbeitet. Die beschriebene Drosselklappe kann somit in der Anordnung gemäss Fig. 2 als vollständig sicheres Regelorgan in Grund ablassleitungen verwendet werden und ist in dieser Eigenschaft infolge der Billigkeit und einfachen Bedienung dem teuren und kompli zierten Ringschieber überlegen.
Es können besondere Fälle vorkommen, in welchen die grösste Klappendicke lediglich hydraulisch durch die noch zulässige Quer schnittsverengung vorgeschrieben ist und grösser ausfallen darf, als sie aus Festigkeits gründen notwendig wäre. Ein solcher Sonder fall ist z. B. dann möglich, wenn das Klap- penmoment auf beide Wellenenden übertra gen wird. Dieser Umstand kann gemäss Fig. 3 und 4 dazu ausgenützt werden, die Strom linienkrümmung auf die ganze Länge der Klappe zu verteilen, indem man deren dickste Stelle an das stromabwärts liegende Ende des Klappenkörpers verlegt.
Auf diese Weise ist es infolge der schwächeren Krümmung möglich, selbst bei ganz extrem hohen Ge schwindigkeiten des Wassers auch kleinste örtliche lZavitationen zu verhindern. Diese Drosselklappe stellt den Grenzfall der Klap- penform dar, indem die Länge der Scheibe gleicher oder annähernd gleicher Dicke von der dicksten Stelle ab gleich Null wird. Auch für diesen Grenzfall tritt mit Sicher heit die dargelegte Wirkung ein, dass eine eindeutige stationäre Ablösungsstelle ge- schaffen wird und die Wirbel von der Hinter kante des Klappenkörpers weg in das Innere der Flüssigkeit verlegt werden.