DE1104267B

DE1104267B - Einrichtung zur raumlageunabhaengigen Foerderung fluessiger Treibstoffe in Raketenantriebwerken mit Pressgasfoerderung

Info

Publication number: DE1104267B
Application number: DEM41753A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Georg Mebus
Original assignee: HANS GEORG MEBUS DIPL ING
Current assignee: HANS GEORG MEBUS DIPL ING
Priority date: 1959-06-06
Filing date: 1959-06-06
Publication date: 1961-04-06

Description

Einrichtung zur raumlageunabhängigen Förderung flüssiger Treibstoffe in Raketenantriebwerken m i it Preßgasförderung Die Arbeitsweise von Raketentriebwerken mit oft wechselnder Richtung des aus der Erdschwere und den Bewegungsgeschwindigkeitsänderungen resultierenden Beschleunigungsfeldes wirft bei der Förderung flüssiger Treibstoffe durch Preßgasbeaufschlagung das Problem auf, die Förderung so vorzunehmen, daß ein Entweichen des Preßgases vor gänzlicher Entleerung der Flüssigkeitsbehälter unmöglich ist. Hundertprozentig gewährleistet ist die Erfüllung dieser Forderung nur dann, wenn die Beaufschlagung der zu fördernden Flüssigkeiten durch das Preßgas nicht direkt erfolgt, sondern wenn beide Medien voneinander getrennt sind. Eine solche Trennung kann beispielsweise durch einen dazwischenliegenden Kolben erfolgen, jedoch erfordern Kolben eine genaue zylindrische Form der Flüssigkeitsbehälter. Bei geschoßartigen oder sonstwie in Stromlinienform ausgebildeten Triebwerken schließen zylindrische Flüssigkeitsbehälter eine hundertprozentige Raumausnutzung der Stromlinienform aus und ergeben ungenutzte Räume, die eine Verschlechterung der Konstruktionsgüte bedeuten. Außerdem erfordern Zylinder und Kolben eine verhältnismäßig gute Bearbeitung und genaue Tolerierung, d. h. hohe Werkstattkosten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Fördereinrichtung, die unter völligem Verzicht auf Bearbeitungsgüte und -genauigkeit eine hundertprozentige Raumausnutzung jeder beliebigen Behälteraußenform ermöglicht. Einen Vorschlag hierfür zeigt zwar schon die französische Patentschrift 1131542, aber für die praktische Verwendbarkeit fehlen dort Mittel, die eine längere Lagerfähigkeit solcher Geräte gewährleisten können.
Wie die Abbildung eines Treibstoffbehälters zeigt, besteht die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darin, daß die Treibstofflüssigkeit durch einen in der Bereithaltung des Triebwerks zusammengefalteten Membranbeutel 1, der sich nach Ingangsetzung des Triebwerks durch das von links her in ihn hineinströmende Preßgas entfaltet, aus ihrem Behälter 2 nach rechts herausgedrückt wird, um der Brennkammer zuzufließen. Die Abbildung der Membrananordnung im Lagerungszustand des Triebwerks zeigt weiterhin, daß die Kunststoffmembran 1 von der Treibstoffflüssigkeit zunächst durch eine Metallmembran 3 getrennt ist. Es gibt zwar für alle bekannten Treibstoffflüssigkeiten, sogar solche wie z. B. Salpetersäure, Kunststoffolien, wie sie z. B. in .der USA.-Patentschrift 2711630 vorgeschlagen wurden, die ihrem chemischen Angriff eine geraume Zeit widerstehen, aber erst ihr Schutz durch Metallmembranen gibt betankten Geräten Lagerfähigkeiten bis zu mehreren Jahren.
Der Kunststoffbeutel füllt den Flüssigkeitsbehälter im entfalteten Zustand zunächst nicht ganz aus und ist so gestaltet, daß sein Durchmesser zu seinem geschlossenen Ende hin, wo sich der Abfluß des Flüssigkeitsbehälters befindet, abnimmt. Hierdurch wird erreicht, daß im Flüssigkeitraum keine Flüssigkeiten vom sich entfaltenden und anschließend bis zur vollen Ausfüllung des Flüssigkeitsbehälters elastisch oder plastisch ausdehnenden Membranbeutel abgeklemmt werden, bevor der Beutel den Flüssigkeitsabfluß des Behälters versperrt. Außerdem ist der Beutel mit seiner konischen Form gut zur gefalteten Unterbringung in seinem Lagerraum geeignet, ohne unter mechanischen Spannungen zu stehen und auf die metallische Abschlußmembran einen mechanischen Druck auszuüben, nachdem der Preßgasbehälter zunächst geschlossen ist und der Weg von ihm zum aufzublähenden Beutel erst bei der Inbetriebsetzung des Gerätes freigegeben wird. Die Falten des Membranbeutels üben auch deshalb im Lagerungszustand des Gerätes keinen mechanischen Druck auf die Metallmembran aus, weil sie nicht wie bei einem Lampion in Achsrichtung, sondern radial hintereinanderliegen. Nach der Freigabe des Preßgasdrucks wird die Metallmembran vom sich entfaltenden Kunststoffbeutel gesprengt, und der Beutel kommt damit erst bei bei der Ingangsetzung des Triebwerks mit der Treibstoffflüssigkeit in Berührung. Vor dem in der Abbildung rechts liegenden Ausfluß des Flüssigkeitsbehälters ist noch ein Siebrohr 4 zu sehen, das dafür sorgt, daß der Ablauf unter allen Umständen so lange frei bleibt, bis die ganze Flüssigkeit aus dem Behälter ausgeflossen ist und auch nicht etwa abgerissene Teile der Metallmembran 3 den Abfluß vorher zusetzen können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur raumlageunabhängigen Förderung flüssiger Treibstoffein Raketentriebwerken mit Preßgasförderung bei Trennung der Flüssigkeiten vom Preßgas durch elastische Membranbeutel, dadurch ,gekennzeichnet, daß die elastischen Beutel im Lagerzustand der betankten Geräte durch Metallmembranen gegen dieTreibstoffflüssigkeiten geschützt sind, die erst bei Ingangsetzung der Triebwerke von den dabei mit dem Preßgas beaufschlagten und sich entfaltenden Membranbeuteln gesprengt werden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranbeutel mit zu ihrem geschlossenen Ende hin abnehmendem Durchmesser konisch geformt und so bemessen sind, daß sie sich nach ihrer Entfaltung zur völligen Ausfüllung der Flüssigkeitsbehälter noch in der Weise elastisch oder plastisch verformen müssen, daß sie mit der völligen Verdrängung der Flüssigkeit an dem Ende des Behälters beginnen, das ihrem Ausfluß entgegengesetzt ist, und die Beutel den Behälterausfluß erst dann verlegen, wenn sich keine Flüssigkeitsreste mehr in den Behältern befinden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit im Lagerungszustand gefalteten Membranbeuteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten in radialer Richtung hintereinanderliegen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußzugang der Flüssigkeitsbehälter in an sich bekannter Weise durch ein Siebrohr so weit vergrößert ist, daß bei der Sprengung der Metallmembran eventuell von dieser sich loslösende Teile den Abfluß unter keinen Umständen verlegen können. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 921247; französische Patentschriften Nr. 1131542 , 1078 564; britische Patentschrift Nr. 662 436; USA.-Patentschriften Nr. 2 711630, 2 701441, 2 694 503, 2 585 626.