Der Modell-Injektor

Beim Zusammenbau eines geteilten Konus muß große Sorgfalt darauf verwendet werden, den korrekten
Abstand der beiden Konusstücke einzuhalten. Wenn der Abstand nach dem Zusammenbau zu klein ist, gibt es
einen Absatz in der gleichmäßigen Verringerung des Durchmessers, der die Leistung beeinträchtigen kann. Eine
mögliche Alternative zu dieser Ausführung ist es, die zwei Konusstücke unten (gegenüber dem Überlaufventil)
miteinander verbunden zu lassen. Diese Ausführung setzt aber Feilarbeit voraus und ist daher für eine
Serienproduktion nicht sehr gut geeignet.
Die Kehlengröße muß selbstverständlich mindestens so groß sein wie die Kehle des Ausgangs-Konus.
Diese wiederum muß so groß sein, daß sie die geplante Fördermenge auch beim kleinsten Betriebsdruck
aufnehmen kann. Es ist üblich, die Kehle ein wenig größer auszuführen, da ein geringer Restdampfgehalt
auftreten kann, der ein großes Volumen einnimmt. Bei 100°C ist das Volumen von Dampf 1600 mal größer als
das von der gleichen Menge Wasser, sodaß nur allergeringste Dampfreste vorhanden sein dürfen. Konstrukteure
haben üblicherweise verschiedene Meinungen darüber, welchen Durchmesser die Kehle haben soll, gewöhnlich
nimmt man ungefähr 82% der Dampf-Konus-Kehlengröße und durchschnittlich 20% bis 25% mehr als die
Kehlengröße des Ausgangs-Konus.
Die Kehlenlänge erzeugt Reibung, wenn sie zu lang ist, aber andererseits ist es sehr schwierig
sicherzustellen, daß die Kehle keine Länge aber doch den korrekten Durchmesser hat. Ein kurzer zylindrischer
Düsenausgang, dessen Länge nicht größer ist als der Kehlen-Durchmesser, hat keinen Einfluß auf die Leistung
und ist einfacher herzustellen, sonst müsste die Kegelreibahle äußerst genau hergestellt werden, um gleichzeitig
den exakten Kehlen-Durchmesser und den exakten Eingangs-Durchmesser zu gewährleisten.
Der Abströmspalt zwischen dem Misch-Konus und den Ausgangs-Konus muß mindestens den gleichen
Querschnitt haben wie die Kehle des Misch-Konus, um den gesamten Volumenstrom ableiten zu können, da der
Querschnitt der Kehle π*dtm²/4 ist und der Querschnitt des Abströmspalts π*dtm mal Spaltbreite, sollte die
Spaltbreite mindestens dtm/4 sein.
Zum Beispiel muß für einen Kehlen-Durchmesser von 50 thou der Spalt mindestens 12,5 thou breit sein,
aber dtm/2,5 ist ein besserer Wert. Ein kleiner Spalt ist günstig für warmes Zulaufwasser bei hohem
Betriebsdruck, aber ein größerer Spalt ist günstiger für den Start des Injektors bei kleinem Betriebsdruck. Dieses
ist ein typischer Kompromiß, den man bei der Injektor-Konstruktion eingehen muß.
Der innere Konuswinkel wird üblicherweise zu 9° gewählt. Die eine Vorbildkonstruktion verwendet 5° und
eine Modellkonstruktion verwendet 7.5°. Eine für warmes Zulaufwasser angepasste Konstruktion verwendet
aufeinanderfolgende Winkel von 12°, 7,5° und 6°; es wurde ein Eingangswinkel von 17° als besser für besonders
geringen Betriebsdruck herausgefunden. Aber es gibt keine theoretischen Argumente für die Verwendung eines
bestimmten Winkels. Bei der Konstruktion eines Injektors für normale Verwendung ist ein Winkel von 9° so gut
wie jeder andere. Welcher Winkel auch verwendet wird, das Werkzeug dafür muß äußerst genau hergestellt
werden, damit der bearbeitete Konus auch der Konstruktion entspricht.
Die mit der Kegelreibahle hergestellte Kontur ist besonders wichtig am Konuseingang, da dieser
Durchmesser in Verbindung mit Dampf-Konusausgang den Ringspalt bildet, der den Wasserdurchlauf und
folglich den Betriebsbereich des Injektors bestimmt.
Anmerkungen für Konstrukteure
Es gilt die Regel, daß Injektoren in ihrer Größe skaliert werden können. Wenn von einem gut
funktionierendem Injektor alle Maße skaliert werden, bleiben alle Eigenschaften erhalten außer der Fördermenge.
Diese verändert sich mit dem Quadrat der Maße.
Eine Verdoppelung der Maße ergibt die vierfache Fördermenge; kleinere Änderungen wie 20%, die
üblicher sind, ändern die Fördermenge um ± 44%. Es ist weder die Kugelgröße im Rückschlagventil kritisch,
solange sie zum Dichtungssitz passt, noch ist es die Gehäusegröße oder der Gewinde-Durchmesser für die
Überwurfmuttern.
RAS, das Verhältnis der Ringspaltfläche zur Fläche des Dampf-Konus, ist das wichtige Kriterium für die
Bestimmung der maximalen Betriebsbedingungen. Die größeren Werte geben den höchsten maximalen
Betriebsdruck und die höchsten Zulaufwasser-Temperaturen mit dem Nachteil eines hohen Minimaldrucks für
Start und Betrieb.
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