Fluidischer Schalter

Aktives Umlenken. Das Prinzip fluidischer Schalter.

Auch wenn es bereits Vorarbeiten aus dem Anfang des 19. Jahrhunderts gab, wurden die ersten fluidischen Schalter erst in den 1950er Jahren erfunden (Referenzen am Ende der Seite). Diese sollten als Verstärker in (fluidischen) logischen Schaltungen dienen. Die Idee dahinter ist es größere Fluidmassenströme (also zum Beispiel Wasser oder Luft) mit einem geringen Massenstrom umzulenken. Wir haben dieses Konzept aufgegriffen und weiter verfeinert. So sind unsere Schalter fluidischen Oszillatoren (wie der OsciJet Düse) sehr ähnlich, nur das diese aktiv mittels eines Ventils geschaltet werden können. In der nebenstehenden Abbildung ist so ein Schalter dargestellt. Zum aktiven schalten, wird an einem der Druckports ein geringes Überdrucksignal angelegt, dass den Fluidstrahl (Gase oder Flüssigkeiten) auf die gegenüberliegende Seite drückt. Dieser Zustand bleibt auch ohne weiteres Drucksignal stabil erhalten. Eine Änderung des Zustandes ist aber über eine Aktivierung des gegenüberliegenden Druckports jederzeit möglich. Die Schalter bieten ein paar unschlagbare Vorteile. Erstens sind diese überaus robust, denn der Verzicht auf jegliche Mechanik bedeutet auch das diese nicht ausfallen können. So können die Schalter auch in sehr harschen Umgebungen mit zum Beispiel korrosiven oder sehr heißen Medien betrieben werden. Zweitens können Schnellschaltventile eingesetzt werden und so auch sehr große Massenströme sehr schnell geschaltet werden, denn die Schalter schalten sehr schnell um.

Zuverlässig, schnell und vielfältig Einsetzbar. Ein Anwendungsbeispiel.

Wir hatten uns das erste Mal im Rahmen eines sehr spannenden Projektes mit diesen Schaltern beschäftigt. Bei dem Projekt ging es darum einen sehr heißen Gasmassenström schnell zwischen zwei Ausgängen hin und her zu schalten. Wir hatten anfangs nach entsprechend schnellen Schaltventilen gesucht die in der Lage sind einen Luftmassenstrom mit mindestens 25 kg/h bei einer Temperatur von 900°C in einer tausendstel Sekunde zu schalten. Wir fanden zwar diverse Ventile die die eine oder andere Anforderung erfüllen konnte, aber keines das alle erfüllte. So kamen wir auf die Idee mit den Schaltern, da bei diesen mit zwei konventionellen Schnellschaltventilen und einem sehr geringen und vor allem kalten Luftstrom zum Umschalten des heißen Hauptmassenstroms gearbeitet werden konnte. Der resultierende Schalter konnten einen heißen Massenstrom mit bis zu 80 kg/h zuverlässig und dauerhaft mit 900 Hz zwischen den zwei Ausgängen umschalten.

Anwendung. Ausführung.

Fluidische Schalter lassen sich vielfältig einsetzen und spielen ihre Stärke insbesondere in Umgebungen aus, in denen sich herkömmliche Ventile nicht einsetzen lassen. Also insbesondere in besonders harschen Umgebungen mit hohen Temperaturen oder korrosiven Medien oder wo sehr schnelle Schaltzeiten erforderlich sind. Die Schalter lassen sich fast beliebig skalieren und an fast jede Einsatzbedingung anpassen. Da keine bewegten Bauteile hierbei zum Einsatz kommen sind die Bauteile wartungsfrei und glänzen dabei durch sehr schnelle Reaktionszeiten, die ein mechanisches System prinzipbedingt nicht erreichen kann. Sollten Sie interesse an einem fluidischen Schalter haben, sprechen Sie uns jederzeit an.

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Anwendungsgebiete

harsche Umgebungen

Korrosive Medien

schnelle Schaltzeiten

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Links. Referenzen.

  • R. W. Warren. Some parameters affecting the design of bistable fluid amplifiers. In Fluid Jet Control Devices; Papers presented at the winter annual meeting of the ASME, 1962.
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