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Kreiselpumpenanlage Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpenanlage.
Ein besonderes, wenn auch nicht ausschließliches Anwendungsgebiet ist die Kraftstoffversorgung
von Flugmotoren, wie Brennkraftmaschinen, Strahltriebwerken u. dgl.
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In großer Fahrt oder Flughöhe besteht nur noch relativ geringer Luftdruck;
bei bisher bekannten Kreiselpumpen und Kreiselpumpenanlagen zur Kraftstoffversorgung
solcher Motoren tritt der Mißstand auf, daß ursprünglich im flüssigen Kraftstoff
gelöste Gase sowie Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstoff austreten, was zum Aussetzen
der Kraftstoffzufuhr führt. Ein weiterer Nachteil bekannter Kreiselpumpen besteht
darin, daß sie beim Anlaufen zum Ansaugen gebracht werden müssen.
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An eine Kreiselpumpenanlage wird auch die Forderung gestellt, daß
sie sehr erhebliche Brennstoffmengen liefern muß, insbesondere dann, wenn Strahltriebwerke
oder Propellerstrahltriebwerke versorgt werden müssen, welche beispielsweise Förderleistungen
der Größenordnung von einigen Litern pro Sekunde erfordern.
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Keiner der bisher bekanntgewordenen älteren Vorschläge kann dieForderung
erfüllen, große spezifische Brennstoffmengen zu fördern, und zwar auch unter den
erschwerenden Bedingungen geringen atmosphärischen Luftdruckes, ferner in unbedingter
Funktionszuverlässigkeit bei allen vorkommenden Raumlagen der Anlage. Die älteren
Konstruktionen enthalten zwar einzeln das eine bzw. andere von erfindungsgemäß vereinigten
Einzelmerkmalen; keiner der älteren Vorschläge kann aber die Sicherung der Brennstoffzufuhr,
die Gewährleistung des Nichtausfallens der Anlage unter allen praktisch vorkommendenBedingungen,
insbesondere bei großenFörderleistungen erzielen.
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Die Erfindung erzielt diesen Fortschritt in vollem Umfang durch eine
Kreiselpumpenanlage, insbesondere für die Speisung von Brennkraftmaschinen, Strahltriebwerken
u. dgl., mit einer die Druckseite der Pumpe mit der Saugleitung der Pumpe verbindenden
Leitung, die in die Saugleitung vermittelst eines Injektors einmündet, so daß die
Saugleitung zur Vermeidung von Gas- oder Dampfblasenbildung unter Druck gesetzt
wird, wobei eine an sich bekannte, zur Separierung dienende und in der Saugleitung
befindliche Kammer zwischen Injektor und Ansaugseite der Pumpe angeordnet ist und
zur Entgasung der Pumpe selbst in an sich bekannter Weise eine oder mehrere Entgasungsleitungen
zwischen der zentralen Zone der Eintrittsöffnungen der Pumpe und einem Bereiche
geringeren Drucks vorgesehen sind.
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Die Erfindung schlägt auch vor, daß die zwischen den Injektor und
die Pumpe eingeschaltete Kammer so angeordnet und ausgebildet ist, daß sich im oberen
Teil der Kammer die Gase oder Dämpfe sammeln, wobei zu deren Ableitung am oberen
Teil der Kammer eine Leitung angebracht ist, die zu einem Vorratsbehälter führt
und mit einem Rückschlagventil versehen ist.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die der Entgasung des Pumpeninnern
dienende Leitung mit einer vermittelst eines von der Druckleitung der Pumpe gespeisten
Injektors erhaltenen Unterdruckzone verbunden ist, von der aus die Gase in den Behälter
zurückgeführt werden, wobei in die Entgasungsleitung ein Rückschlagventil eingeschaltet
ist.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann das erste Ansaugen
der Pumpe durch die Speisung derselben mit Hilfe einer kleinen volumetrischen Pumpe
bewirkt werden, welche die Flüssigkeit aus dem Behälter in einer Höhe entnimmt,
die unter der Flüssigkeitshöhe im Behälter liegt, bei welcher die Hauptpumpe nicht
mehr gespeist wird, so daß die volumetrische Pumpe durch das Einspritzen der Flüssigkeit
in die sich drehende, nicht mehr gespeiste und daher leerlaurfende Hauptpumpe die
Kühlung und Schmierung derselben bewirkt.
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Die Erfindung umfaßt also nach Erkenntnis der einer Kreiselpumpenspeiseanlage
der eingangs geschilderten Art innewohnenden Probleme die folgenden Gedanken und
Lehren: Es ist notwendig, daß der Injektor sich in einer ausreichenden Entfernung
stromaufwärts der Kreiselpumpe befindet, damit ein ausreichend stabiler Druck im
Bereich stromaufwärts des Pumpeneinlasses, also
in der Zuleitung,
begründet wird. Außerdem muß die Durchgangs- und Separierkammer in der Leitung zwischen
dem Injektor und der Pumpe angeordnet sein, damit diese Kammer unter Druck steht
und dauernd im Sinne der ihr zugewiesenen Funktion wirksam bleibt. Ferner muß zur
Erhaltung voller Funktion unter allen Bedingungen in allen vorkommenden- Raumlagen
die Pumpe mit Absaugöffnungen und Entgasungsleitungen versehen sein.
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Die Erfindung wird im nachstehenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher beschrieben. In dieser Zeichnung ist Fig. 1 ein Gesamtschema der Merkmale
der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Schnittes durch die mit den
folgenden Einrichtungen versehene Pumpe.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird gemäß der Erfindung bei 3 ein Teil
der bei 1 von der Pumpe 2 geförderten Flüssigkeit entnommen und durch die Leitung
10 einem Inj ektor 4 zugeführt, welcher in die die Pumpe 2 mit dem Behälter 6 verbindende
Saugleitung eingebaut ist. Der Injektor 4 ist schematisch als Düse 4a dargestellt,
welche die Flüssigkeit unter Druck in ein -Venturi- oder Drosselrohr 4b der Leitung
5 spritzt. Natürlich kann an seiner Stelle auch irgendeine andere Art Injektor verwendet
werden.
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Diese Anordnung gestattet durch entsprechende Wahl der bei 3 entnommenen
Fördermenge, die Saugleitung der Pumpe unter Druck zu setzen. Der Saugdruck kann
übrigens schiwach sein. So gestattet z. B. bei einer für eine Fördermenge von etwa
201/sec--bei 45 kg pro Flächeneinheit Druck konstruierten Kreiselpumpe eine Entnahme
von 10% der Fördermenge der Pumpe bei 3, einen Einlaßdruck von 700 g pro Flächeneinheit
zu erzielen, wodurch die Arbeit und die Leistung der Pumpe wesentlich verbessert
werden und so schwerwiegende Nachteile wie das Aussetzen derselben vermieden werden
können.
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Außerdem ist, wie dargestellt, in der Saugleitung 5 zwischen dem Injektor
4 und der Pumpe 2 eine Kammer 7 vorgesehen, welche höher als die Pumpe selbst angeordnet
ist. Die Entgasungs- und Verdampfungsgase der Flüssigkeit sammeln sich im oberen
Teil 8 dieser Kammer und werden über ein Rückschlagventil 11 durch die Leitung 9
in eine Zone abgeleitet, in welcher der herrschendeDruck niedriger als der Saugdruck
ist, z. B. in den Behälter 6. Am Eintritt dieser Leitung ist zweckmäßig ein Rückschlagventil
vorgesehen. Diese Anordnung gestattet, den größten Teil der Gase zu entfernen, welche
sich trotz der in die Saugleitung eingebauten Entgasungsapparate beim Ansaugen der
Flüssigkeit bilden.
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Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Pumpe aus folgenden wesentlichen
Teilen besteht: Den Eintrittsleitungen 12, dem feststehenden Teil (Stator) 13, dem
auf der Welle 16 angebrachten Läufer 14 und der Austrittsschnecke 15. In der Zone
17, in welche die vom feststehenden Teil zum Läufer strömende Flüssigkeit bei den
Eintrittsöffnungen 17 einmündet, zeigt dieErfahrung, daß sich dieGase ansammeln
und nicht in den Läufer eindringen, so daß die Gefahr besteht, daß die Pumpe nach
einiger Zeit aussetzt.
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Gemäß der Erfindung werden die Öffnungen 17 durch den Sammelraum 18,
welcher zweckmäßig die Form eines schmalen Ringraumes besitzt, dessen Durchmesser
kleiner als derjenige der Öffnungen 17 ist, mit den Leitungen 19 in Verbindung gebracht,
die in eine Zone münden, in welcher der herrschende Druck geringer ist als in den
Öffnungen 17, z. B. in den Hals der Venturirohre 20, in welche durch die vermittelst
der Leitung 22 mit der Druckleitung 1 oder 15 der Pumpe verbundenen Injektoren 21
Flüssigkeit unter Förderdruck eingespritzt wird. Wie dargestellt, kann der Injektor
die auf solche Weise dem Behälter 6 entnommenen Gase mitreißen. Die Verbindungen
sind in Fig. 2 schematisch dargestellt und auch in Fig. 1 veranschaulicht.
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Bei 24 sind dieRückschlagventile dargestellt, welche zweckmäßig aus
Sicherheitsgründen in die Leitungen 19 eingebaut sind.
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Gemäß Fig. 1 ist bei der Erfindung außerdem vorgesehen, daß in die
Pumpe Flüssigkeit vermittelst einer Hilfspumpe 23 eingespritzt wird, die mit Hilfe
der Leitung 25 dem Behälter 6 Flüssigkeit entnimmt und dieselbe durch die Leitung
26 in die Eintrittsleitung 12 der Pumpe fördert. Die Pumpe 23 kann z. B. eine volumetrische
Zahnradpumpe sein. Diese Anordnung gestattet es, das Einsetzen der Pumpe auf einfache
Weise zu bewirken. Außerdem ist bei gewissen Flugzeugen vorgesehen, daß die Speisung
der Pumpe 2 aufhört, wenn das Niveau im Behälter unter einen gewissen Wert gesunken
ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel taucht die Saugleitung 5 nicht bis
auf den Boden des Behälters 6, um diesen Punkt schematisch zu veranschaulichen.
In diesem Fall wird die Pumpe, wenn das Niveau im Behälter 6 unter seinen Mindestwert
gesunken ist, nicht mehr gespeist, und die Hilfspumpe23 versieht deren Schmierung
und ermöglicht deren Leerlauf ohne Beschädigungsgefahr.
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Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung in der Praxis auf verschiedene
Arten ausgeführt werden kann und daß das dargestellteBeispiel nur einSchema des
Prinzips bildet, welches dem Fachmann erlaubt, die Erfindung zu verstehen und sie
mit allen bekannten, zu seiner Verfügung stehenden Mitteln und Apparaten auszuführen.