DE1228463B

DE1228463B - Metering device for flow media, especially in a rocket engine

Info

Publication number: DE1228463B
Application number: DEN22980A
Authority: DE
Inventors: Dennis Joseph Dermody; Dimitri Paul Buergin; Camille Speisman
Original assignee: North American Aviation Corp
Current assignee: North American Aviation Corp
Priority date: 1962-01-10
Filing date: 1963-04-02
Publication date: 1966-11-10

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

F02kF02k

Deutsche Kl.: 46 g - 8/06 German class: 46 g - 8/06

Nummer: 1 228 463Number: 1 228 463

Aktenzeichen: N 229801 a/46 gFile number: N 229801 a / 46 g

Anmeldetag: 2. April 1963 Filing date: April 2, 1963

Auslegetag: 10. November 1966Opening day: November 10, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zumeßvorrichtung für Strömungsmittel insbesondere in einem Injektor zum Einbringen von Brennstoff in eine Reaktionskammer eines Raketenmotors, bei der ein Ventilkörper in Längsrichtung eines Zumeß- bzw. Injektorkanals verschiebbar ist und bei dieser Verschiebung ein Zumeßkörper so abdichtend mit einer den Eingang der Strömungsmittel- bzw. Brennstoffzuleitung in den Zumeßkanal aufweisenden Wand zusammenwirkt, daß je nach der Vorschubstellung des Ventilkörpers ein größerer oder kleinerer Eintrittsquerschnitt der Zuleitung in die Mündungsseite des Zumeßkanals freigegeben wird.The invention relates to a metering device for fluids, particularly in an injector for introducing fuel into a reaction chamber of a rocket engine, in which a Valve body is displaceable in the longitudinal direction of a metering or injector channel and during this displacement a metering body so sealingly connected to the inlet of the fluid or fuel supply line cooperates in the metering channel having wall that depending on the advance position of the Valve body a larger or smaller inlet cross-section of the supply line in the mouth side of the Metering channel is released.

Bei einer bekannten solchen Zumeßvorrichtung ist ein ringförmiger Ventilkörper in Längsrichtung eines ringförmigen Zumeßkanals verschiebbar, und kolbenringförmige Zumeßkörper wirken mit in den Seitenwänden des ringförmigen Zumeßkanals vorgesehenen diskreten und in Längsrichtung hintereinander angeordneten Eintrittsöffnungen für Brenngase so zusammen, daß je nach der Vorschubstellung des Ventilkörpers ein größerer oder kleinerer Eintrittsquerschnitt der Zuleitung in die Mündungsseite des Zumeßkanals freigegeben wird.In a known such metering device, an annular valve body in the longitudinal direction is a annular metering channel displaceable, and piston ring-shaped metering bodies also act in the side walls of the annular metering channel provided discrete and arranged one behind the other in the longitudinal direction Inlet openings for fuel gases together so that depending on the advance position of the valve body a larger or smaller inlet cross-section of the supply line in the mouth side of the metering channel is released.

Diese Anordnung besitzt, selbst wenn man von der ringförmigen Gestalt des Ventilkörpers zunächst absieht, drei grundsätzliche Nachteile:This arrangement has, even if one disregards the ring-shaped shape of the valve body at first, three basic disadvantages:

1. Es ist keine kontinuierliche stufenlose Steuerung des Zuflusses der Brenngase möglich.1. It is not a continuous stepless control the inflow of fuel gases is possible.

2. Es besteht bereits ein erheblicher Druckabfall der Brenngase in den Öffnungen, so daß nicht immer im eigentlichen Verbrennungsraum hinter der Mündung des Verbrennungskanals die erforderliche Auftreffgeschwindigkeit beider Brenngasströme aufeinander erreicht werden kann.2. There is already a considerable pressure drop in the combustion gases in the openings, so that not always in the actual combustion chamber behind the mouth of the combustion duct required speed of impact of both fuel gas flows on each other can be achieved can.

3. Da die Brenngase am Ventilkörper umgelenkt werden, kann es sogar vorkommen, daß die Verbrennung in den Zumeßkanal zurückschlägt.3. Since the combustion gases are deflected at the valve body, it can even happen that the combustion strikes back into the metering channel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Eingang der Zuleitung von mindestens einer in der Wand des Zumeßkanals oder des Ventilkörpers ausgebildeten und in deren Längsrichtung verlaufenden Nut gebildet ist, die sich in Strömungsrichtung verjüngt. Durch diese Ausbildung des Eingangs der Zuleitung für den Brennstoff in den Zumeßkanal als sich in dessen Längsrichtung verjüngende Nuten kann eine stufenlose Durchflußsteuerung erfolgen, und außer-Zumeßvorrichtung für Strömungsmittel
insbesondere bei einem RaketenmotorThe invention is based on the object of avoiding these disadvantages. This object is achieved according to the invention in that the inlet of the supply line is formed by at least one groove formed in the wall of the metering duct or the valve body and running in the longitudinal direction thereof, which groove tapers in the direction of flow. This design of the inlet of the feed line for the fuel into the metering channel as grooves tapering in its longitudinal direction allows continuous flow control, as well as a metering device for fluid
especially with a rocket engine

Anmelder:Applicant:

North American Aviation,North American Aviation,

Inc., El Segundo, Calif. (V. St. A.)Inc., El Segundo, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dr. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte,
München 9, Schweigerstr. 2Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Pulse
and Dr. E. Frhr. v. Pechmann, patent attorneys,
Munich 9, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dennis Joseph Dermody, Canoga Park, Calif.;
Dimitri Paul Buergin, Woodland Hills, Calif.;
Camille Speisman, Tarzana, Calif. (V. St. A.)Dennis Joseph Dermody, Canoga Park, Calif .;
Dimitri Paul Buergin, Woodland Hills, Calif .;
Camille Speisman, Tarzana, Calif. (V. St. A.)

dem erfolgt kein Druckabfall vor der Mündung des Zumeßkanals und keine Umlenkung der Brenngase. Damit sind die obengenannten drei Nachteile vollständig vermieden.there is no pressure drop in front of the mouth of the metering channel and no diversion of the fuel gases. This completely avoids the three disadvantages mentioned above.

Wenn wie bei der bekannten Zumeßvorrichtung der Zumeßkörper in einer Endstellung des Ventilkörpers an einem Wandabschnitt ohne Zuleitungseingang anliegt und dabei die Zuleitung sperrt, erstrecken sich die Zuleitungsnuten vorzugsweise jeweils bis zu einer Stelle minimaler Tiefe in Strömungsrichtung vor diesem Wandabschnitt. When, as in the known metering device, the metering body is in an end position of the valve body rests against a wall section without a supply line inlet and thereby blocks the supply line, extend the supply grooves are preferably each up to a point of minimal depth in the direction of flow in front of this wall section.

Weitere wesentliche Vorteile der Erfindung ergeben sich in spezieller Anwendung der Erfindung auf die grundsätzliche Anordnung der bekannten Zumeß-Vorrichtung. Further essential advantages of the invention emerge in the specific application of the invention to the basic arrangement of the known metering device.

Zunächst einmal hat es sich gezeigt, daß der Wirkungsgrad in der Brennkammer wesentlich höher ist, wenn sich gemäß der Erfindung die Zuleitungsnuten längs des ringförmigen Injektorkanals parallel mit diesem und in gleichmäßigem Umfangsabstand verteilt erstrecken. Dann treffen die in den Nuten geführten Brenngase in der Brennkammer strahlen-First of all, it has been shown that the efficiency in the combustion chamber is much higher, if, according to the invention, the supply grooves along the annular injector channel are parallel with this and extend distributed at an even circumferential distance. Then they hit in the grooves guided combustion gases in the combustion chamber radiate

609 710/80609 710/80

förmig aufeinander, während dies bei der bekannten der, federbetätigter Abstreiferring vorgesehen, der aufshaped on each other, while this is provided in the known of the, spring-actuated wiper ring on the

Zumeßvorrichtung schalenförmig erfolgt. Bei der An- den Stegen verschiebbar ist, um bei der Hin- undMetering device takes place in the shape of a cup. At the on the webs is slidable to at the back and forth

Ordnung der Erfindung erfolgt eine wesentlich bessere Herbewegung des Ventilkörpers den Treibstoff zu-Order of the invention, there is a much better movement of the valve body to the fuel

Durchmischung der miteinander reagierenden Brenn- zumessen,Mixing of the reactive calibres,

gase. 5 In F i g. 1 erkennt man eine Düse mit variablemgases. 5 In Fig. 1 you can see a nozzle with variable

Zum anderen hat es sich gezeigt, daß es stets sehr Querschnitt und einem verstellbaren Injektor. Eine schwierig ist, einen ringförmigen Ventilkörper genau Vorrichtung zum Erzeugen einer variablen Schubzentral im ringförmigen Zumeßkanal anzuordnen. Es kraft, z. B. ein Raketenmotor 10, umfaßt ein Gehäusekommt häufig vor, daß der Ventilkörper eine radial teil 11 mit einer eine Reaktions- bzw. Brennkammer nach innen oder radial nach außen verschobene Lage io 13 abgrenzenden Wand 12. An ein Ende der Wand 12 einnimmt. schließt sich eine sich radial nach außen erstreckendeOn the other hand, it has been shown that there is always a very cross-section and an adjustable injector. One it is difficult to arrange an annular valve body exactly device for generating a variable thrust centrally in the annular metering channel. It force z. B. a rocket motor 10, includes a housing often before that the valve body has a radial part 11 with a reaction or combustion chamber inwardly or radially outwardly displaced position io 13 delimiting wall 12. At one end of wall 12 occupies. a radially outwardly extending one closes

Bei der bekannten Zumeßvorrichtung hat eine Düse 14 an, die bei 14 α zunächst im wesentlichenIn the known metering device has a nozzle 14, which is initially substantially α at 14

radiale Verschiebung des Ventilkörpers eine erheb- radial verläuft und dann so gekrümmt ist, daß sie sichradial displacement of the valve body runs a significant radial and is then curved so that it is

liehe Störung des lokalen Mischungsverhältnisses der in stärkerem Maße in axialer Richtung erstreckt; dieBorrowed disturbance of the local mixing ratio which extends to a greater extent in the axial direction; the

beiden Brenngase in der Brennkammer zur Folge. 15 Achse der Vorrichtung ist in Fig. 1 mit 15 bezeich-result in both combustion gases in the combustion chamber. 15 axis of the device is denoted by 15 in FIG.

Denn bei einer solchen radialen Verschiebung bleibt net. In der Düse 14 ist nahe der VerbindungsstelleBecause with such a radial shift there remains net. In the nozzle 14 is near the junction

zwar die Summe aller Durchflußquerschnitte an bei- zwischen der Brennkammer 12 und der Düse 14 einthe sum of all flow cross-sections at both between the combustion chamber 12 and the nozzle 14

den Seiten des Ventilkörpers erhalten, bei einem be- Düsenpilz 16 angeordnet, dessen Durchmesser größerthe sides of the valve body received, arranged at a loading nozzle mushroom 16, the diameter of which is larger

stimmten Radius verschieben sich jedoch die lokalen ist als der Durchmesser des Auslasses der Brenn-correct radius shift however the local is than the diameter of the outlet of the focal

Durchfluß querschnitte beider Brenngase gegenläufig. 20 kammer 13. Die Überlappungszone zwischen demFlow cross-sections of both fuel gases in opposite directions. 20 chamber 13. The overlap zone between the

Bei der Anordnung gemäß der Erfindung ist dieser Düsenabschnitt 14 α und dem tellerähnlichen Ende Nachteil weitgehend vermieden, da der Zumeßkanal des Düsenpilzes 16 bildet eine in F i g. 1 mit 17 beim wesentlichen von den Längsnuten in der Zylinder- zeichnete Verengung. Der Düsenpilz 15 ist an einem wand um den Ringkolben und nicht wie bei der be- Schaft 18 ausgebildet, der gleichachsig mit dem Gekannten Zumeßvorrichtung durch den Ringraum zwi- 25 häuseteil 11 angeordnet und in diesem hin- und herschen dieser Zylinderwand und dem Kolben gebildet bewegbar ist. Eine Druckausgleichsplatte 21 ist an ist; auch wenn sich der Kolben radial verlagert, liegen dem von dem Teller 16 abgewandten Ende des Schafdie Kolbenringe an den Zumeßkanälen an, so daß tes 18 mit Hilfe eines Gewindeabschnitts 19 und einer praktisch kaum eine Störung auftreten kann. Mutter 20 verstellbar befestigt. Die Platte 21 kannIn the arrangement according to the invention, this nozzle section 14 α and the disadvantage of the plate-like end are largely avoided, since the metering channel of the nozzle mushroom 16 forms an area shown in FIG. 1 with 17 at the narrowing marked essentially by the longitudinal grooves in the cylinder. The nozzle mushroom 15 is formed on a wall around the annular piston and not as in the case of the shaft 18, which is arranged coaxially with the known metering device through the annular space between the housing part 11 and this cylinder wall and the piston can be moved back and forth in this is. A pressure compensation plate 21 is on; Even if the piston is displaced radially, the piston rings at the end of the sheep facing away from the plate 16 rest against the metering channels, so that tes 18 with the help of a threaded section 19 and a practically hardly any disturbance can occur. Nut 20 fastened adjustably. The plate 21 can

Bei einer Zumeßvorrichtung in einem Injektor mit 30 einen Fortsatz 22 tragen, durch den die Platte geführt zwei gesonderten Brennstoffzuleitungen kann es vor- wird und eine Dämpfung bewirkt wird. Die Druckteilhaft sein, wenn der Boden der Zuleitungsnuten für ausgleichsplatte 21 liegt in einem im Gehäuseteil 11 die beiden Brennstoff arten verschieden geneigt ist. ausgebildeten Zylinder 23, und der Durchmesser der Hiermit kann man sowohl auf die Gemischverhält- Platte ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des nisse als auch auf den Winkel, unter dem das Treib- 35 Zylinders, damit sich die Platte in dem Zylinder hinmittel auftrifft, Einfluß nehmen. und herbewegen kann. Eine Dichtung bekannter Art,In a metering device in an injector with 30 carry an extension 22 through which the plate is guided two separate fuel supply lines can be used and damping is effected. This will be part of the pressure if the bottom of the feed line grooves for compensating plate 21 is located in a housing part 11 the two types of fuel are inclined differently. formed cylinder 23, and the diameter of the This allows you to use both the mixture ratio- plate is slightly smaller than the inside diameter of the nisse as well as the angle at which the cylinder is driven so that the plate is centered in the cylinder hits, take influence. and can move. A poem of a known kind

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schema- ζ. B. ein Dichtungsring 24, liegt in einer Ringnut anThe invention is illustrated below with reference to schema- ζ. B. a sealing ring 24 rests in an annular groove

tischer Zeichnungen an mehreren Ausführungs- der Umfangsfläche der Druckausgleichsplatte 21, umTable drawings on several execution of the circumferential surface of the pressure compensation plate 21 to

beispielen näher erläutert. das Entweichen von Strömungsmitteln zu verhindern.examples explained in more detail. to prevent the escape of fluids.

F i g. 1 ist ein verkürzter senkrechter Längsschnitt 4° Der Fortsatz 22 der Druckausgleichsplatte ist aufF i g. 1 is a shortened vertical longitudinal section 4 ° The extension 22 of the pressure compensation plate is on

durch einen Raketenmotor od. dgl. mit einer Zumeß- ähnliche Weise in einem zweiten Zylinder 25 beweg-by a rocket motor or the like with a metering-like manner in a second cylinder 25 moving-

vorrichtung gemäß der Erfindung; bar angeordnet, und er trägt in einer Ringnut aufdevice according to the invention; arranged bar, and he carries on in an annular groove

F i g. 2 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt aus seiner Außenseite einen Dichtungsring 26. Eine inF i g. 2 shows a sealing ring 26 in an enlarged section from its outside

F i g. 1 einen Teil des Injektorventils in dessen ge- dem Fortsatz 22 ausgebildete Drosselöffnung 27 regeltF i g. 1 regulates part of the injector valve in its throttle opening 27 formed in the extension 22

schlossener Stellung; 45 das Einströmen eines Strömungsmittels in einenclosed position; 45 the inflow of a fluid into a

F i g. 3 zeigt das teilweise geöffnete Ventil; Dämpfungshohlraum 27 α bzw. das Ausströmen desF i g. 3 shows the valve partially open; Damping cavity 27 α or the outflow of the

F i g. 4 ist ein Teilschnitt längs der Linie 4-4 in Dämpfungsmittels aus' diesem Hohlraum, der durchF i g. Fig. 4 is a partial section along line 4-4 in dampening means from 'this cavity which passes through

Fig. 2; die Platte 21 und eine Schulter 27& innerhalb desFig. 2; the plate 21 and a shoulder 27 & within the

F i g. 5 ist ein in größerem Maßstab gezeichneter Gehäuseteils 11 abgegrenzt wird. Somit sind Dämp-F i g. 5 is a drawn on a larger scale housing part 11 is delimited. Thus, damping

Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausbildungs- 50 fungsmittel vorgesehen, um die Bewegungen desLongitudinal section through a modified training means 50 provided to the movements of the

form eines Injektors; Düsenpilzes 16 zu dämpfen und unerwünschteform of an injector; Nozzle mushroom 16 to dampen and undesirable

F i g. 6 zeigt perspektivisch einen größeren Teil des Schwingungen zu verhindern. Ein in das hintere EndeF i g. 6 shows in perspective a larger part of the vibration to be prevented. One in the back end

Injektors nach F i g. 5 in teilweise geschnittener Dar- des Gehäuseteils 11 eingeschraubter Stopfen 28 bildetInjector according to FIG. 5 forms a plug 28 screwed in in a partially cut section of the housing part 11

stellung. einen verstellbaren Anschlag für die Druckausgleichs-position. an adjustable stop for the pressure equalization

Der Raketenmotor od. dgl. umfaßt allgemein eine 55 platte 21. Ein Kanal 29 für ein unter Druck stehendesThe rocket motor od. The like. Generally comprises a 55 plate 21. A channel 29 for a pressurized

Schubkraftkammer, vorzugsweise der mit Expansion Strömungsmittel führt zu dem Zylinder 25 und kannThrust chamber, preferably the one with expansion fluid, leads to the cylinder 25 and can

und Umlenkung arbeitenden Bauart, wobei ein zu- an eine unabhängige, in bekannter Weise steuerbare,and deflection working type, whereby an independent, controllable in a known manner,

gehöriger Düsenpilz axial verstellbar ist, damit der hier nicht gezeigte Druckmittelquelle angeschlossenassociated nozzle mushroom is axially adjustable so that the pressure medium source, not shown here, is connected

Düsenquerschnitt variiert werden kann. Ferner ist ein werden. Das Druckmittel wird über eine Leitung 30Nozzle cross-section can be varied. Further is a become. The pressure medium is supplied via a line 30

verstellbarer Injektor für den Treibstoff vorgesehen, 60 zugeführt.adjustable injector provided for the fuel, 60 supplied.

der einen Ventilkörper umfaßt, der axial in einem Eine rohrförmige Hülse 31, in welcher der Schaft Zumeßkanal bewegbar ist, der mit einem Brenn- 18 axial bewegbar ist, ist konzentrisch mit dem Gekammerteil der Schubkraftkammer in Verbindung häusell angeordnet, umschließt den Schaft 18 und steht. Der Zumeß- bzw. Injektorkanal weist mehrere wird im Gehäuse verstellbar unterstützt. Die Hülse Stege und Nuten auf; die Nuten sind derart verjüngt, 65 31 wird durch eine Mutter 32 in der eingestellten daß sie schließlich nahe dem zur Brennkammer füh- Lage gehalten; die Mutter 32 sitzt auf einem Gerenden Auslaß des Zumeßkanals in die Stegflächen windeabschnitt 33 am einen Ende der Hülse, die mit übergehen. Weiterhin ist ein den Ventilkörper tragen- Hufe dieses Gewindeabschnitts in eine Gewindeboh-comprising a valve body axially in a tubular sleeve 31 in which the stem Metering channel is movable, which is axially movable with a combustion 18, is concentric with the chamber part the thrust chamber arranged in connection with the housing, enclosing the shaft 18 and stands. The metering or injector channel has several adjustable supports in the housing. The sleeve Ridges and grooves; the grooves are tapered so 65 31 is set by a nut 32 in the that it was finally held close to the one leading to the combustion chamber; the mother 32 is sitting on a Gerenden Outlet of the metering channel in the web surfaces threaded portion 33 at one end of the sleeve, which with pass over. Furthermore, a hoof of this threaded section is to carry the valve body into a threaded hole

i 228 463i 228 463

5 65 6

rung des Gehäuses 11 eingeschraubt ist. Am anderen zylindrische Dichtungsfläche 51, deren Länge vor-tion of the housing 11 is screwed. On the other cylindrical sealing surface 51, the length of which is

Ende der Hülse 31 ist eine sich radial nach außen zugweise größer ist als die Breite der Ringe 45 und 46,The end of the sleeve 31 is a radially outward pull is greater than the width of the rings 45 and 46,

erstreckende Platte 34 befestigt bzw. vorzugsweise erstreckt sich zwischen dem Punkte 50 und einer derextending plate 34 attached or preferably extends between the point 50 and one of the

daran ausgebildet. Vom Rand der Platte 34 aus er- Dichtungsfläche benachbarten, sich verjüngendentrained on it. Tapering from the edge of the plate 34 from the sealing surface adjacent

streckt sich ein im wesentlichen zylindrischer Mantel 5 Führungsfläche 52. Die Führungsfläche 52 umgibta substantially cylindrical jacket 5 extends guide surface 52. The guide surface 52 surrounds

35 axial nach hinten und im wesentlichen parallel zur den gesamten Rand der Platte 34 als Bestandteil der35 axially rearward and substantially parallel to the entire edge of the plate 34 as part of the

Wand der rohrförmigen Hülse 31. Die äußere Form Konstruktion und verläuft unter einem vorbestimm-Wall of the tubular sleeve 31. The outer shape construction and runs under a predetermined

der Platte 34 und des Mantels 35 sowie die Gestalt ten Neigungswinkel, der sich nach dem Winkel rich-of the plate 34 and the jacket 35 and the shape of the angle of inclination, which depends on the angle

einer Innenwand des Gehäuses 11, welche konzen- tet, unter welchem das den Spalt passierende Treib-an inner wall of the housing 11, which concentrates under which the propellant passing through the gap

trisch mit dem zylindrischen Mantel 35 und in des- io mittel austreten soll.trisch with the cylindrical jacket 35 and should emerge in des- io medium.

sen Nähe angeordnet ist, werden weiter unten an Auf einer Innenfläche des Gehäuses 11 ist kon-Hand von F i g. 2 bis 4 beschrieben. zentrisch mit den soeben beschriebenen Mantel-Auf der rohrförmigen Hülse 31 ist axial hin- und abschnitten und in einem Abstand davon ein Satz herbewegbar ein die Hülse konzentrisch umgebendes, von Stegen 53 und Nuten 54 vorgesehen, die im weinsgesamt mit 40 bezeichnetes Ventilorgan mit einem 15 sentlichen in der gleichen Weise orientiert sind wie langgestreckten Hülsenabschnitt 41 angeordnet. Zwi- die Stege 48 und die Nuten 49, jedoch nicht auf einer sehen den Hülsen 31 und 41 liegt ein Hohlraum, des- Außenfläche, sondern auf einer Innenfläche liegen, sen eines Ende durch einen Kanal 41 b mit einem Ferner ist eine zylindrische Dichtungsfläche 35 vordie Anordnung umgebenden Hohlraum verbunden gesehen, welche die erwähnte Dichtungsfläche 51 ist. Der Hohlraum 41 α dient dazu, Schwingungen zu 20 konzentrisch umgibt; auch an die Dichtungsfläche 55 dämpfen und das Ventilorgan 40 in seiner Betriebs- schließt sich eine konische Führungsfläche 56 an, die Stellung zu stabilisieren. Das eine Ende der Hülse 41 in Richtung auf die Führungsfläche 52 konvergiert, trägt einen Ventilkopf 42 mit einem oder mehreren Die konische Führungsfläche 56 kann unter jedem durchgehenden Kanälen 43 für den flüssigen Treib- gewünschten Winkel verlaufen, um das richtige Aufstoff. Ein zentraler Teil des Ventilkopfes 42 ist von 25 treffen des Treibstoffes zu erleichtern. Der Zumeßeinem zylindrischen Zumeßkopf 44 umgeben, der kopf 44 weist ein spitzes Ende bzw. einen Rand auf, konzentrisch mit dem mittleren Teil des Ventilkop- der durch zu den Flächen 52 und 56 passende abgefes 42 angeordnet ist und sich in einem Abstand schrägte Flächen 57 und 58 abgegrenzt wird,
davon erstreckt. Der Zumeßkopf 44 trägt einen oder Die Menge des Treibstoffs, die an den Kolbenmehrere federbetätigte Zumeß- oder Regelringe, die 30 ringen 45 und 46 vorbei durch die Nuten 54 und 49 gemäß F i g. 2 gewöhnlich in Form von Kolbenringen strömen kann, wenn sich der Zumeßkopf 44 in einer 45 und 46 bekannter Art ausgebildet sind und in bestimmten gewählten Stellung befindet, richtet sich Ringnuten auf der Außenseite bzw. der Innenseite nach der Kegelform der Nuten. Es sei bemerkt, daß des Zumeßkopfes 44 liegen. Die erwähnte Federbetä- die Bodenflächen der Nuten 54 stärker geneigt sind tigung der Ringe 45 und 46 wird durch das natürliche 35 als die Bodenflächen der Nuten 49. Somit kann eine Federungsvermögen der Ringe bewirkt. Jedoch kann größere Menge des Strömungsmittels durch die man auch andere bekannte Vorspannfedermittel ver- Nuten 54 strömen als durch die Nuten 49. Auf diese wenden, wenn eine andere Konstruktion der Zumeß- Weise läßt sich das Gemischverhältnis von zwei vereinrichtung vorgesehen wird. Wenn man an Stelle schiedenen Treibstoffen vorherbestimmen, welche einer zylindrischen Konstruktion eine flache Kon- 40 durch die Nuten der beiden Sätze strömen, und zwar struktion verwendet, sieht man z. B. flache Abstreif- durch geeignete Wahl der Neigung der Bodenflächen organe vor, die durch Schraubenfedern oder gewellte der Nuten. Hierbei handelt es sich um ein wichtiges Federn gegen die abzustreifende Fläche gedrückt wer- Merkmal der Erfindung.Sen is located near, are further down on an inner surface of the housing 11 is con-hand of FIG. 2 to 4 described. centrically with the just described jacket-on the tubular sleeve 31 is axially cut back and forth and at a distance therefrom a set can be moved concentrically surrounding the sleeve, provided by webs 53 and grooves 54, the valve member generally designated 40 with a 15 are essentially oriented in the same way as the elongated sleeve section 41 is arranged. Between the webs 48 and the grooves 49, but not on one of the sleeves 31 and 41, there is a cavity, the outer surface, but on an inner surface, one end through a channel 41b with a further is a cylindrical sealing surface 35 seen connected to the cavity surrounding the arrangement, which is the aforementioned sealing surface 51. The cavity 41 α serves to surround vibrations to 20 concentrically; also dampen on the sealing surface 55 and the valve member 40 in its operational state is followed by a conical guide surface 56 to stabilize the position. One end of the sleeve 41 converges in the direction of the guide surface 52, carries a valve head 42 with one or more. A central part of the valve head 42 is to facilitate hit of the fuel. The metering is surrounded by a cylindrical metering head 44, the head 44 has a pointed end or an edge, is arranged concentrically with the central part of the valve head by chamfered 42 that fit the surfaces 52 and 56 and are spaced apart inclined surfaces 57 and 58 is delimited,
of which extends. The metering head 44 carries one or the quantity of fuel that is attached to the piston by a plurality of spring-actuated metering or control rings, which ring 45 and 46 past the grooves 54 and 49 according to FIG. 2 can usually flow in the form of piston rings, if the metering head 44 are designed in a 45 and 46 known manner and is in a certain selected position, the annular grooves on the outside and the inside are oriented towards the conical shape of the grooves. It should be noted that the metering head 44 lie. The above-mentioned spring bed the bottom surfaces of the grooves 54 are more inclined, the ring 45 and 46 are due to the natural 35 than the bottom surfaces of the grooves 49. Thus, a resilience of the rings can be brought about. However, larger amounts of the fluid can flow through the other known biasing spring means grooves 54 than through the grooves 49. Turn to these if a different construction of the metering manner can be provided for the mixture ratio of two. If, instead of different fuels, one predetermines which of a cylindrical construction a flat construction will flow through the grooves of the two sets, and that construction will be used, one sees z. B. flat Abstreif- organs by suitable choice of the inclination of the bottom surfaces, which by coil springs or corrugated the grooves. This is an important feature of the invention that springs are pressed against the surface to be wiped off.

den. Der Zumeßkopf 44 kann sich gemäß F i g. 3 Das Gehäuse 11 enthält eine Kammer 60, die durch axial in einem Ringraum 47 bewegen, der durch den 45 zwei konzentrische Rohrmembranen 64 und 65 in zylindrischen Mantel 35 und die schon erwähnte zwei Treibstoffkammern 61 und 62 sowie eine da-Innenfläche des Gehäuses 11 abgegrenzt wird und am zwischen liegende Regelkammer 63 unterteilt ist. Ein äußeren Ende in der Brennkammer 13 mündet. Ende der äußeren Rohrmembran 64 ist mit abdich-In F i g. 2 und 3 ist die erfindungsgemäße Zumeß- tender Wirkung mit dem Gehäuse 11 verbunden, einrichtung dargestellt. In F i g. 2 befindet sich der 50 während das andere Ende dieser Rohrmembran mit Zumeßkopf 44 in der geschlossenen Stellung, während abdichtender Wirkung mit einer Außenfläche des eine teilweise geöffnete Stellung in F i g. 3 dargestellt Ventilorgans 42 verbunden ist und sich zusammen ist. Der zylindrische Mantel 35 trägt auf seiner Au- mit diesem bewegen kann. Die Rohrmembran 65 ist ßenseite einen Satz von Stegen 48, die am besten aus auf ähnliche Weise am Gehäuse 11 und an dem Vender Darstellung einer weiteren Ausbildungsform in 55 tilkörper 42 befestigt und innerhalb der Rohrmem-F i g. 4 bis 6 ersichtlich sind; diese Stege sind in Ab- bran 64 angeordnet. Diese Verbindungen werden ständen über den ganzen Umfang verteilt, und da- durch Schweißen, Hartlöten oder auf andere geeig-. zwischen sind sich verjüngende oder rampenförmige nete Weise hergestellt, um eine vollständige Abdich-Nuten 49 vorgesehen. Die Tiefe der Nuten 49 nimmt rung zwischen den erwähnten Kammern zu bewirken, bis zu dem in F i g. 3 mit 50 bezeichneten Punkte ab, 60 Wenn hier Undichtigkeiten auftreten würden, könnte so daß die Nuten hier enden. Die Nuten gehen somit ein Vermischen der Treibstoffe in der Regelkammer in die Stegflächen 48 über, und zwar entweder gemäß 63 zu einer Explosion führen. Die Rohrmembranen F i g. 6 am gleichen Punkte auf der Achse der Vor- 64 und 65 sind genügend flexibel, um axiale Berichtung oder in gestaffelter Anordnung. In machen wegungen des Ventilkörpers 40 zu ermöglichen Fällen konvergieren die Nuten in der Zone ihrer ge- 65 und gleichzeitig die erwähnte Abdichtung zu beringsten Tiefe außerdem in ihrer Breitenrichtung, da- wirken.the. The metering head 44 can be shown in FIG. 3 The housing 11 contains a chamber 60 which passes through move axially in an annulus 47 defined by the 45 two concentric tubular membranes 64 and 65 in cylindrical jacket 35 and the already mentioned two fuel chambers 61 and 62 as well as an inner surface there of the housing 11 is delimited and is divided on the intermediate control chamber 63. A outer end opens into the combustion chamber 13. The end of the outer tubular membrane 64 is sealed in F i g. 2 and 3, the metering effect according to the invention is connected to the housing 11, facility shown. In Fig. 2 is the 50 while the other end of this tubular membrane with Metering head 44 in the closed position while sealing with an outer surface of the a partially open position in FIG. 3 shown valve member 42 is connected and together is. The cylindrical jacket 35 carries on its Au- with this can move. The tubular membrane 65 is On the outside, a set of webs 48, best seen in a similar manner on the housing 11 and on the vender Representation of a further embodiment in 55 valve body 42 attached and within the Rohrmem-F i g. 4 to 6 can be seen; these webs are arranged in waste 64. These connections will would be distributed over the entire circumference, and thus welding, brazing or other suitable. between are tapered or ramp-shaped grooves made to provide complete sealing grooves 49 provided. The depth of the grooves 49 increases the effect between the mentioned chambers up to the one shown in FIG. 3 points marked with 50, 60 If leaks were to occur here, could so that the grooves end here. The grooves thus allow the fuels to mix in the control chamber into the web surfaces 48, either in accordance with 63 lead to an explosion. The tubular membranes F i g. 6 at the same point on the axis of the front 64 and 65 are flexible enough to allow axial alignment or in a staggered arrangement. In making movements of the valve body 40 to enable In some cases, the grooves converge in the zone of their being and at the same time ringing the aforementioned seal Depth also have an effect in their width direction.

mit eine genauere Zumessung der Treibstoffmenge Von Leitungen 68 und 69 aus führen Kanäle 66with a more precise metering of the amount of fuel. Channels 66 lead from lines 68 and 69

beim Abstellen erzielt werden kann. Eine vollständige und 67 zu den Kammern 61 und 62, damit die Treib-can be achieved when parking. A full and 67 to chambers 61 and 62 so that the driving

stoffe diesen Kammern von hier nicht gezeigten Quellen aus zugeführt werden können. Ein weiterer Kanal 70 führt von einer Leitung 71 aus zu der Regelkammer 63; die Leitung 71 wird an eine hier nicht gezeigte Druckmittelquelle angeschlossen.materials in these chambers from sources not shown here can be fed out. Another channel 70 leads from a line 71 to the control chamber 63; the line 71 is connected to a pressure medium source not shown here.

Der Düsenpilz der mit Expansion und Umlenkung arbeitenden Düse hält in einem großen Betriebsbereich einen niedrigen und relativ konstanten Druck auf seiner in die Strömungsrichtung weisenden Seite aufrecht. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Kraft auszugleichen, welche auf den Düsenpilz wirkt und auf die Druckverteilung in der Kammer auf seiner der Strömung zugewandten Seite zurückzuführen ist und einem festen Bezugsdruck entgegenwirkt. Während des Betriebs ist der Düsenpilz 16 bestrebt, selbsttätig seine zweckmäßigste Stellung einzunehmen, die sich aus der Druckverteilung längs seiner Fläche im Bereich der Brennkammer 13 ergibt, wobei die Regelung durch einen im Bezugszylinder 25 aufrechterhaltenen konstanten Bezugsdruck erfolgt. Hierdurch wird eine wirtschaftliche Treibstoffeinspritzung erreicht. The nozzle head of the nozzle working with expansion and deflection maintains a low and relatively constant pressure over a large operating range upright on its side pointing in the direction of flow. Because of this, it is possible to use the force to compensate, which acts on the nozzle mushroom and on the pressure distribution in the chamber on its the side facing the flow and counteracts a fixed reference pressure. While of operation, the mushroom nozzle 16 endeavors to automatically assume its most expedient position, the results from the pressure distribution along its surface in the area of the combustion chamber 13, the regulation by a constant reference pressure maintained in the reference cylinder 25. Through this economical fuel injection is achieved.

Durch Kombinieren eines Injektors gemäß der Erfindung mit einer Schubkammer von variablem Querschnitt ergibt sich eine weitere Ergänzung der Möglichkeiten, welche bei einer Schubkammer mit variablem Querschnitt gegeben sind, um ein vollständiges System zu erhalten, das in hohem Maße betriebssicher ist, bei dem die Stabilität der Verbrennung regelbar, das Gewicht auf ein Mindestmaß herabsetzbar und die Konstruktion möglichst unkompliziert ist. Die Regelung der Stabilität der Verbrennung wird dadurch verbessert, daß man am Injektor einen hohen Druck aufrechterhält, wodurch eine hohe Injektionsgeschwindigkeit über den gesamten Bereich der Schubkraft ohne Rücksicht auf den Treibstoffdurchsatz aufrechterhalten wird. Auch der Raumbedarf des Fahrzeugs, bei dem die genannte Kombination verwendet wird, läßt sich Idein halten.By combining an injector according to the invention with a thrust chamber of variable cross-section there is a further addition to the possibilities that a thrust chamber with variable Cross-section are given in order to obtain a complete system that is highly reliable is, in which the stability of the combustion can be regulated, the weight can be reduced to a minimum and the construction is as straightforward as possible. The regulation of the stability of the combustion is thereby improves that one maintains a high pressure at the injector, whereby a high injection speed over the entire range of the Thrust is maintained regardless of fuel flow. The space requirements of the Vehicle using the above combination can be kept idein.

Im Gegensatz zu den bekannten verstellbaren Injektoren kann der erfindungsgemäße Injektor mit einer erheblich längeren Hubstrecke arbeiten und den Treibstoff unabhängig vom Winkel seines Auftreffens zumessen. Bei den bis jetzt bekannten verstellbaren Injektoren führt die relativ kurze Hubstrecke des Ventilorgans dazu, daß die Genauigkeit der Treibstoffregelung begrenzt ist. Wegen der Notwendigkeit, große Neigungen vorzusehen, damit der Treibstoff am Auslaß des Injektors in der gewünschten Weise auftrifft, bewirken bei solchen Injektoren mit kurzer Hubstrecke schon sehr kleine Bewegungen des Ventilorgans eine schnelle Zunahme des Treibstoffstroms. Beispielsweise ändert sich der Treibstoffdurchsatz schon in einem erheblichen Ausmaß, wenn die Bewegungsstrecke des Ventilorgans nur einige tausendstel Zoll (0,001 Zoll = rund 0,025 mm) beträgt, hierdurch wird eine ausreichende Regelung erschwert. Außerdem ergeben sich bei solchen Injektoren besondere Schwierigkeiten aus der Summierung von Herstellungstoleranzen. Solche Toleranzen führen zu einer Exzentrizität zwischen dem Ventilorgan und dem ihm zugeordneten Ringraum. Wegen des Vorhandenseins brennstoffreicher Gemische auf der einen Seite des Injektors und sauerstoffreicher Gemische, die unter diesen Umständen eine Phasenverschiebung von 180° aufweisen, ergibt sich eine unzulängliche Regelung des Gemischverhältnisses. Es treten erhebliche Abweichungen bezüglich des Treibstoffdurchsatzes auf, und es ist nicht mehr möglich, eine vollständige Abdichtung über den ganzen Umfang des Ventilorgans beim Abstellen zu erzielen.In contrast to the known adjustable injectors, the injector according to the invention can with work a considerably longer stroke distance and the fuel regardless of the angle of its impact to eat. In the case of the adjustable injectors known up to now, the relatively short stroke length of the leads Valve member to the fact that the accuracy of the fuel control is limited. Because of the need to provide large inclinations so that the fuel at the outlet of the injector in the desired manner occurs, already cause very small movements of the valve member in such injectors with a short stroke distance a rapid increase in fuel flow. For example, the fuel throughput changes to a considerable extent if the distance of movement of the valve member is only a few thousandths Inches (0.001 inches = around 0.025 mm), this makes adequate control difficult. In addition, particular difficulties arise in such injectors from the summation of Manufacturing tolerances. Such tolerances lead to an eccentricity between the valve member and the annulus assigned to it. Because of the presence of fuel-rich mixtures on the one hand Side of the injector and oxygen-rich mixtures that under these circumstances a phase shift of 180 °, the result is inadequate regulation of the mixture ratio. Significant occur Deviations in fuel flow occur, and it is no longer possible to obtain a complete To achieve sealing over the entire circumference of the valve member when it is switched off.

Bei dem erfindungsgemäßen Injektor werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß ein Zumeßsystem vorgesehen wird, das eine erheblich genauere Regelung beim Ändern des Treibstoffdurchsatzes ermöglicht. Außerdem werden die auf eine Exzentrizität zurückzuführenden Schwierigkeiten vollständig ausge- schaltet, die zu den erwähnten unerwünschten Mischvorgängen und einer ungenügenden Abdichtung führen. Bei den für die erfindungsgemäß erzielten Verbesserungen verantwortlichen konstruktiven Merkmalen handelt es sich einerseits um die Verwendung enger werdender bzw. rampenförmiger Nuten, die es auf leichte und genaue Weise ermöglichen, kleine Änderungen des Treibstoffdurchsatzes zu bewirken, und andererseits um die Verwendung kolbenringähnlicher Abstreifringe bei dem Zumeßkopf, wobei diese Ringe mit den Stegen und den rampenförmigen Nuten zusammenarbeiten, um den Treibstoff zuzumessen und eine hohe Genauigkeit des Zumeßvorganges über die ganze Hublänge des Ventilorgans aufrechtzuerhalten. Diese Genauigkeit bleibt ohne Rücksicht auf Zentrierfehler erhalten, die sich bezüglich der Form des Ventilorgans oder der Stege aus den Fertigungstoleranzen ergeben. Die erfindungsgemäße Injektorkonstruktion ermöglicht es im Gegensatz zu den bis jetzt bekannten Injektoren, eine erheblich längere Hubstrecke beim Verstellen des Injektors zwischen seiner geschlossenen und seiner vollständig geöffneten Stellung vorzusehen. Außerdem ermöglichen es die zur Abdichtung dienenden Kolbenringe, die Treibstoffzufuhr im wesentlichen vollständig zu unterbrechen, sobald die Ringe über das Ende der Zumeßnuten hinaus bewegt und in Berührung mit den zylindrischen Dichtungsflächen 51 und 55 gebracht werden. Es sei bemerkt, daß die Zumeßstege und Zumeßnuten nicht auf Teilen des Gehäuses 11 und des Mantels 35 vorgesehen zu sein brauchen, sondern daß man sie auf einander gegenüberhegenden Flächen des Ventilorgans 40 vorsehen kann. Bei einer derartigen Anordnung werden sie zusammen mit dem Ventilorgan 40 über ortsfeste Kolbenringe hinweg bewegt, die in das Gehäuse 11 und den zylindrischen Mantel 35 eingebaut sind. Auch diese umgekehrte Anordnung fällt in den Bereich der Erfindung.In the injector according to the invention, these disadvantages are avoided in that a metering system is provided, which allows a much more precise control when changing the fuel flow. In addition, the difficulties due to eccentricity are fully explained. switches, which lead to the aforementioned undesirable mixing processes and inadequate sealing. In the design features responsible for the improvements achieved according to the invention On the one hand, there is the use of narrowing or ramp-shaped grooves that it enable small changes in fuel flow to be effected in an easy and precise manner, and on the other hand to the use of piston ring-like scraper rings in the metering head, these rings cooperate with the ridges and ramp grooves to meter the fuel and to maintain a high accuracy of the metering process over the entire stroke length of the valve member. This accuracy is maintained regardless of centering errors that affect the shape of the valve member or the webs result from the manufacturing tolerances. The injector construction according to the invention In contrast to the injectors known up to now, it enables a considerably longer stroke distance when adjusting the injector between its closed and its fully open position to be provided. In addition, the piston rings used for sealing enable the fuel to be supplied essentially completely interrupted as soon as the rings are past the end of the metering grooves moved and brought into contact with the cylindrical sealing surfaces 51 and 55. Be it notes that the metering webs and metering grooves are not provided on parts of the housing 11 and the casing 35 need to be, but that they are on opposite surfaces of the valve member 40 can provide. With such an arrangement, they are together with the valve member 40 Moved over stationary piston rings that are built into the housing 11 and the cylindrical jacket 35 are. This reverse arrangement also falls within the scope of the invention.

Da die Zumeßöffnungen, d. h. die sich verjüngenden Nuten, unabhängig von den konischen Führungsflächen gesteuert werden, kann man die Führungsflächen unter gleich großen Winkeln anordnen, oder man kann jede gewünschte Kombination von Neigungswinkeln vorsehen, bei denen sich ideale Verhältnisse für das Aufeinandertreffen der Treibstoffe ergeben, so daß eine maximale Leistung erzielt wird. Bei den bis jetzt bekannten verstellbaren Injektoren liegt die Beziehung zwischen den genannten Winkeln notwendigerweise fest, da sie durch den Durchmesser, längs dessen die Treibstoffe aufeinandertreffen, das Gemischverhältnis und die Dichte der Treibstoffe bestimmt wird. Im Gegensatz hierzu richten sich die Neigungswinkel der Führungsflächen bei dem erfindungsgemäßen Injektor nur nach dem maßgebenden Faktor, nämlich der maximalen Leistung. Dem den erfindungsgemäßen Injektor verwendenden Konstrukteur steht es somit frei, für die Austrittswinkel der Treibstoffe diejenigen Werte zu wählen, bei welchen eine vollständige Vermischung der Treibstoffe ge-Since the orifices, d. H. the tapered grooves, regardless of the conical guide surfaces are controlled, you can arrange the guide surfaces at equal angles, or any desired combination of angles of inclination can be provided for which ideal conditions arise for the meeting of the fuels, so that maximum performance is achieved. In the case of the adjustable injectors known up to now, the relationship lies between the angles mentioned necessarily fixed, as the diameter along which the propellants meet the mixture ratio and the density of the fuels is determined. In contrast, the The angle of inclination of the guide surfaces in the injector according to the invention only depends on the decisive factor Factor, namely the maximum performance. To the designer using the injector according to the invention it is therefore free to choose those values for the exit angles of the fuels at which a complete mixing of the fuels

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währleistet ist, so daß das System mit dem maximalen rung miteinander kommen, wenn man »hypergo-Wirkungsgrad arbeitet. lische« Treibstoffe verwendet. Werden keine hyper-is ensured so that the system can come together with the maximum tion if one »hypergo-efficiency is working. oleic fuels used. Will no hyper-

Während des Betriebs der Vorrichtung wird ein golischen Treibstoffe verwendet, kann man die Zün-Bezugsdruckmittel, das unter einem vorbestimmten dung mit Hilfe einer gesonderten Zündeinrichtung Druck steht, von einer hier nicht gezeigten Quelle aus 5 bewirken, z. B. mittels eines hier nicht gezeigten über die Leitung 30 und den Kanal 29 in den Zylin- pyrotechnischen Zünders, der in eine öffnung der der 25 eingeleitet. Bei den meisten Raketenmotor- Brennkammerwand 12 eingeführt wird. Beim Einleisystemen, bei denen mit festgelegten Drücken in den ten der Verbrennung steigt der Druck in der Brenn-Treibstoffbehältern gearbeitet wird, wird dieser Be- kammer 13 schnell an, bis der Bezugsdruck in der zugsdruck ' natürlich zweckmäßig dadurch aufge- io Kammer 25 erreicht ist. Nunmehr werden der Düsenbracht, daß man den Treibstoff unter dem im Behäl- pilz, der Schaft 18 und die Druckausgleichsplatte 21 ter herrschenden Druck als Bezugsmittel verwendet; veranlaßt, sich gemäß Fig. 1 nach rechts zubewegen, hierbei wird der Druck z. B. durch eine Druck- bis ein ausgeglichener Zustand gegenüber dem Beflasche, die Treibstoffpumpen usw. aufgebracht. Das zugsdruck im Zylinder 25 erreicht ist. Auf diese Strömungsmittel wird über die Leitung 30 zugeführt, 15 Weise wird der engste Querschnitt 17 geöffnet, so die vom Treibstoffbehälter zum Bezugszylinder 25 daß die Verbrennungsgase bei 17 entweichen können, führt. Ein gesondertes, zur Regelung dienendes Strö- Dann expandieren die Verbrennungsgase an dem mungsmittel wird außerdem von einer unter einem Düsenpilz 16 vorbei und gelangen in die Düse 14. vorbestimmten Druck stehenden Quelle aus über die Die entspannten Gase werden von der Düse abge-Leitung 71 und den Kanal 70 in die Regelkammer 63 20 geben, um eine nutzbare Schubkraft zu erzeugen. Der eingeleitet. Dieser Druck kann mit der Hand oder Druck in der Brennkammer 13 wird somit durch den durch automatische Signale geregelt werden, die sich Bezugsdruck in der Kammer 25 geregelt,
nach der Betriebshöhe, der erforderlichen Schubkraft Die Regelung der Schubkraft erfolgt durch Vari-During the operation of the device, a golish propellant is used, one can effect the ignition reference pressure means, which is under a predetermined manure pressure with the aid of a separate ignition device, from a source not shown here from 5, e.g. B. by means of a not shown here via the line 30 and the channel 29 in the cylinder pyrotechnic igniter, which is introduced into an opening of FIG. Most rocket motor combustion chamber wall 12 is inserted. In the case of single-line systems in which the pressure in the fuel tank rises with fixed pressures in the combustion, this chamber 13 rises quickly until the reference pressure in the draft pressure is naturally expediently reached . Now the nozzle brings the fact that one uses the fuel under the pressure prevailing in the container mushroom, the shaft 18 and the pressure compensation plate 21 ter as a reference means; caused to move to the right as shown in FIG. B. applied by a pressure to a balanced state with respect to the bottle, the fuel pumps, etc. The pulling pressure in the cylinder 25 has been reached. This fluid is fed in via the line 30, 15 the narrowest cross-section 17 is opened so that it leads from the fuel tank to the reference cylinder 25 so that the combustion gases can escape at 17. A separate flow, which is used for regulating, is then used to expand the combustion gases at the medium, is also passed under a nozzle 16 and into the nozzle 14 via the predetermined pressure source pass channel 70 into control chamber 63 20 to generate useful thrust. The initiated. This pressure can be controlled by hand or pressure in the combustion chamber 13 is thus controlled by automatic signals, which are the reference pressure in the chamber 25,
according to the operating altitude, the required thrust The thrust is regulated by vari-

und anderen Variablen richten. Das Steuersystem bil- ieren der axialen Stellung des Ventilorgans 40. Zu det als solches keinen Bestandteil der Erfindung. Die 25 diesem Zweck wird der Druck in der Regelkammer Treibstoffe werden entweder gleichzeitig oder in der 63 geändert. Um die gesamte Schubkraft zu verringewünschten Weise nacheinander über die Leitungen gern, wird der Regeldruck heraufgesetzt. Der auf das 68 und 69 den Kanälen 66 und 67 zugeführt, von Ventilorgan wirkende Druck der Treibstoffe wird wo aus sie in die Treibstoffkammern 61 und 62 ge- durch die größeren Kräfte überwunden, die im Innelangen. Der in die Kammer 61 eintretende Treibstoff 30 ren der Rohrmembranen wirken, und das Ventilströmt über die Außenfläche der Rohrmembran 64 organ wird nach rechts bewegt. Hierbei nehmen die hinweg und gelangt zu den Nuten 54. Der in abdich- Kolbenringe 45 und 46 eine neue Lage über engeren tender Berührung mit der Fläche 55 stehende Kolben- Teilen der Nuten ein, wodurch die Gesamtmenge der ring 45 verhindert das Eintreten dieses Treibstoffs in in die Brennkammer gelangenden Treibstoffe verrindie Brennkammer 12. Der in die Kammer 62 ein- 35 gert wird. Hierdurch wird der Druck in der Kammer tretende Treibstoff strömt innerhalb der Rohrmem- herabgesetzt, so daß sich der Düsenpilz 16 nach links bran 65 zu den Kanälen 43 und gelangt in die ge- bewegen kann, bis der normale Druck in der Kammer sonderte Zone zwischen dem Ventilkopf 42 und der wieder erreicht ist. Hierdurch wird der Querschnitt Platte 34, von wo aus dieser Treibstoff in die Nuten der Durchtrittsstelle 17 verkleinert, so daß eine ge-49 einströmen kann; der Treibstoff wird jedoch durch 40 ringere Schubkraft erzeugt wird,
den in abdichtender Berührung mit der Fläche 51 Um die Schubkraft zu vergrößern, verringert manand other variables. The control system forms the axial position of the valve member 40. As such, it does not form part of the invention. The 25 for this purpose the pressure in the fuel control chamber is changed either simultaneously or in the 63. In order to reduce the total thrust in the desired manner one after the other via the lines, the control pressure is increased. The pressure of the propellants, which is supplied to the channels 66 and 67 by the valve member and is supplied to the 68 and 69, is overcome from where it is transferred to the propellant chambers 61 and 62 by the greater forces that exist inside. The entering into the chamber 61 fuel 30 ren of the tubular membranes act, and the valve flows over the outer surface of the tubular membrane 64 organ is moved to the right. This takes away and reaches the grooves 54. The piston parts of the grooves in sealing piston rings 45 and 46 occupy a new position over closer tender contact with the surface 55, whereby the total amount of the ring 45 prevents this fuel from entering Propellants entering the combustion chamber prevent the combustion chamber 12 and are fed into the chamber 62. This reduces the pressure of the fuel entering the chamber flows inside the pipe mem- brane, so that the mushroom nozzle 16 can move to the left branch 65 to the channels 43 and into the zone until the normal pressure in the chamber is separated Valve head 42 and that is reached again. As a result, the cross-section of plate 34, from where this fuel enters the grooves of the passage point 17, is reduced so that a ge-49 can flow in; however, the fuel is generated by 40 lower thrust,
the one in sealing contact with the surface 51. To increase the thrust, one decreases

stehenden Kolbenring 46 zurückgehalten. Wenn die den Druck in der Regelkammer 63. Hierdurch wird genannten Räume mit den Treibstoffen gefüllt sind, es dem Druck der Treibstoffe ermöglicht, das Ventilwird eine Kraft auf den vorderen Teil des Ventil- organ 40 nach links zu bewegen, so daß ein größerer organs 40 und die Rohrmembranen 64 und 65 aufge- 43 Querschnitt der Nuten freigelegt wird und sich ein bracht. Diese Kraft, die bestrebt ist, das Ventilorgan größerer Treibstoffdurchsatz einstellt. Wegen der Zu-40 nach links zu bewegen, wird durch den geregelten nähme des in die Brennkammer 13 eintretenden Druck in der Regelkammer 63 ausgeglichen. Sobald Treibstoffvolumens erhöht sich der Druck in der der Druck der beiden Treibstoffe ausreicht, um den Brennkammer, so daß der Düsenpilz 16 nach rechts Regeldruck zu überwinden, bewegt sich das Ventil- 50 bewegt wird, bis sich der ursprüngliche Druck in der organ 40 gemäß F i g. 1 nach links, so daß sich die Kammer wieder eingestellt hat. Hierdurch wird der Kolbenringe 45 und 46 von den Dichtungsflächen 55 Durchlaß 17 weiter geöffnet, so daß eine größere und 51 entfernen und sich über die Stegflächen 53 Schubkraft erzeugt wird.standing piston ring 46 retained. When the pressure in the control chamber is 63rd are filled with the fuel, the pressure of the fuel allows the valve to open a force on the front part of the valve member 40 to move to the left, so that a larger organs 40 and the tubular membranes 64 and 65 are placed 43 cross-section of the grooves is exposed and a brings. This force, which tends to adjust the valve member to a greater fuel throughput. Because of the Zu-40 To move to the left is controlled by the entering into the combustion chamber 13 Pressure in the control chamber 63 balanced. As soon as the fuel volume increases the pressure in the the pressure of the two fuels is sufficient to the combustion chamber, so that the nozzle mushroom 16 to the right To overcome the control pressure, the valve moves 50 until the original pressure is in the organ 40 according to FIG. 1 to the left so that the chamber has set itself again. This will make the Piston rings 45 and 46 of the sealing surfaces 55 passage 17 further open, so that a larger and 51 and pushing force is generated via the web surfaces 53.

und 48 bewegen. Durch die Aufrechterhaltung des In manchen Fällen ist es erwünscht, den Injektor-and 48 move. By maintaining the In some cases it is desirable to keep the injector

Regeldrucks wird die Stellung des Injektors danach 55 teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung z. B. bei automatisch geregelt. Sobald ein Segment der Nuten einer Schubkammer von bekannter Konstruktion oder 54 und 49 mit dem Ringraum 47 in Verbindung einem Gasgenerator zu verwenden. Hierbei ist es kommt, können die Treibstoffe an den Kolbenringen nicht erforderlich, die Einrichtung mit variablem vorbei in den Ringraum eintreten. Beim Durchströ- Durchtrittsquerschnitt und die Düsenteile zu bemen des Ringraums 47 treffen die Treibstoffe auf die 60 nutzen.Control pressure, the position of the injector is then 55 part of the device according to the invention, for. B. at regulated automatically. As soon as a segment of the grooves of a thrust chamber of known construction or 54 and 49 to be used with the annular space 47 in connection with a gas generator. Here it is comes, the propellants on the piston rings can not be required, the facility with variable pass into the annulus. For the through-flow cross-section and the nozzle parts to be masked of the annulus 47 meet the fuels on the 60 use.

konischen Führungsflächen 52 und 56, so daß sich Fig. 5 und 6 zeigen eine typische Ausbildungs-conical guide surfaces 52 and 56, so that Figs. 5 and 6 show a typical training

die Strömungsrichtung beim Eintreten in die Brenn- form eines Injektors bzw. einer Einspritzvorrichtung kammer 12 ändert und die Treibstoffe im wesent- für einen solchen Anwendungsfall. Es ist ein Gehäuse liehen parallel zu den Führungsflächen weiterströmen. 80 mit einer Brennkammer 81 und einem Hohlraum Danach treffen die Treibstoffströme gemäß F i g. 3 65 82 zum Aufnehmen eines Ventilorgans für den Inin der mit 72 bezeichneten Zone aufeinander. Die jektor vorgesehen. Ein zweites Gehäuseteil 83 kann Zündung der Treibstoffe erfolgt spontan, sobald die mit dem Gehäuse 80 durch Schrauben oder auf anbeiden Treibstoffe in der Brennkammer in Beruh- dere Weise verbunden werden. Weiterhin ist einthe direction of flow when entering the combustion mold of an injector or an injection device chamber 12 changes and the fuels essentially for such an application. It's an enclosure borrowed continue to flow parallel to the guide surfaces. 80 with a combustion chamber 81 and a cavity Then the fuel flows meet according to FIG. 3 65 82 for receiving a valve member for the Inin the zone designated by 72 on top of each other. The jektor provided. A second housing part 83 can Ignition of the propellants takes place spontaneously as soon as the with the housing 80 by screws or on both Fuels in the combustion chamber can be connected in a calm manner. Furthermore is a

Schaft 84 vorgesehen, der eine Injektorplatte 85 trägt, welche .an ihrem Rand einen zylindrischen Mantel 86 trägt; der Schaft 84 ist in dem Gehäuseteil 83 verstellbar. Zu diesem Zweck ist ein Endabschnitt des Schaftes bei 87 mit Gewinde versehen und bei 87 a in eine Gewindebohrung des Gehäuseteils 83 eingeschraubt. Der Schaft 84 ist durch eine Gegenmutter 88 in seiner Lage gesichert. Das Gehäuseteil 83 trägt einen zylindrischen Fortsatz 89, der auf der Außenseite und der Innenseite mit einem Satz von Ringnuten 90 versehen ist, in denen zum Zweck der Abdichtung gewöhnliche Dichtungsringe oder Kolbenringe angeordnet sind.Shaft 84 is provided, which carries an injector plate 85, which carries a cylindrical jacket 86 on its edge; the shaft 84 is adjustable in the housing part 83. For this purpose, an end section of the shaft is provided with a thread at 87 and screwed into a threaded hole in the housing part 83 at 87 a. The shaft 84 is secured in position by a lock nut 88. The housing part 83 carries a cylindrical extension 89 which is provided on the outside and the inside with a set of annular grooves 90 in which conventional sealing rings or piston rings are arranged for the purpose of sealing.

Das Ventilorgan 91 des Injektors ist in einem Hohlraum 82 des Gehäuses 80 angeordnet und umschließt den zylindrischen Fortsatz 89 derart, daß sich das VentUorgan in axialer Richtung bewegen kann.The valve member 91 of the injector is arranged in a cavity 82 of the housing 80 and encloses it the cylindrical extension 89 such that the VentUorgan move in the axial direction can.

Ein Kanal 92 in der Wand des Gehäuseteils 80 ist durch eine Leitung 93 mit einer Quelle für ein erstes Treibmittel verbunden. Ein weiterer Kanal 94 im Gehäuseteil 83 ist über eine Leitung 95 an eine zweite Treibmittelquelle angeschlossen. Ein dritter Kanal 96 im Gehäuseteil 83 ist durch eine Leitung 97 mit einer Regeldruckquelle verbunden. Da die Quellen für die Treibmittel und den Regeldruck keine Bestandteile der Erfindung bilden, sind sie hier nicht dargestellt. Der Kanal 96 führt zu einer Regelkammer 98, die zwischen dem Ventilorgan 91 und dem zylindrischen Fortsatz 89 liegt. Der Injektorteil dieser Ausbildungsform ist von gleicher Konstruktion wie bei der Ausbildungsform nach Fig. 1 bis 4; das Ventilorgan91 des Injektors trägt zwei Kolbenringe. Die Stege und Nuten, längs deren sich die Kolbenringe bewegen können, bilden Bestandteile des Gehäuses 80 und des zylindrischen Mantels 86.A channel 92 in the wall of the housing part 80 is connected by a line 93 to a source of a first propellant. Another channel 94 in the housing part 83 is connected to a second propellant source via a line 95. A third channel 96 in the housing part 83 is connected by a line 97 to a regulating pressure source. Since the sources for the propellants and the control pressure do not form part of the invention, they are not shown here. The channel 96 leads to a control chamber 98, which lies between the valve member 91 and the cylindrical extension 89. The injector part of this embodiment is of the same construction as in the embodiment according to FIGS. 1 to 4; the valve element 91 of the injector has two piston rings. The webs and grooves along which the piston rings can move form components of the housing 80 and the cylindrical jacket 86.

Während eines Betriebsvorganges wird der Regeldruck von der Leitung 97 aus über den Kanal 96 zu der Regelkammer 98 geleitet, und die Treibstoffe werden über die Kanäle 92 und 94 zu den voneinander abgewandten Flächen des Ventilorgans geleitet. Danach ist die Arbeitsfolge des Einspritzens der Treibstoffe und der Regelung der Treibstoffzufuhr ähnlich derjenigen bei der an Hand von F i g. 1 bis 4 beschriebenen Einspritzvorrichtung. Die Stellung des Ventilorgans 91 wird dadurch aufrechterhalten bzw. geändert, daß man den Druck in der Kammer 98 im Zusammenwirken mit dem durch die Treibstoffe auf das Ventilorgan aufgebrachten Druck regelt, um die Drücke auszugleichen und so das Ventilorgan in der gewünschten Lage zu stabilisieren.During an operating process, the control pressure is increased from line 97 via channel 96 the control chamber 98, and the fuels are passed through the channels 92 and 94 to the one another directed away from surfaces of the valve member. After that, the sequence of injecting is the Fuels and the regulation of the fuel supply similar to that in the case of FIG. 1 to 4 injection device described. The position of the valve member 91 is thereby maintained or changed that one increases the pressure in the chamber 98 in cooperation with that caused by the propellants regulates the pressure applied to the valve element in order to equalize the pressures and so the valve element in the to stabilize the desired position.

Es liegt auf der Hand, daß man die Ausbildungsformen von Einspritzvorrichtungen nach Fig. 1 und 5 in den sie aufnehmenden Konstruktionen untereinander austauschen kann, wobei nur geringe konstruktive Änderungen erforderlich sind.It is obvious that the forms of injection device according to FIG and 5 can be interchanged in the constructions receiving them, with only minor constructive changes are required.

Fig. 6 zeigt perspektivisch und in einer teilweise auseinandergezogenen Darstellung das Gehäuse 80, den Schaft 84 mit der Injektorplatte 85, den zylindrischen Mantel 86 und das Ventilorgan 91. Man erkennt deutlich die allgemein zylindrische Konstruktion und die konzentrische Anordnung der Teile bei dieser bevorzugten Ausbildungsform. Es sei jedoch bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf konzentrische Anordnungen beschränkt. Wie schon erwähnt, fallen auch Injektoren mit axial bewegbaren flachen Platten als Ventilorgane, die mit den beschriebenen Stegen und Nuten versehen sind, sowie geeignete, unter Federspannung stehende Abstreiforgane in den Bereich der Erfindung. In manchen Fällen ist es ferner erwünscht, eine Seite der Anordnung mit den zum Zumessen dienenden Stegen und Nuten des Injektors nur in Verbindung mit einem einzigen Treibstoff und/oder als Zumeßventil zu benutzen. Weiterhin ist es in manchen Fällen zweckmäßig, mehrere der beschriebenen Injektoren in eine einzige Vorrichtung zum Erzeugen einer Schubkraft einzubauen;Fig. 6 shows in perspective and in part exploded view of the housing 80, the shaft 84 with the injector plate 85, the cylindrical Jacket 86 and the valve member 91. The generally cylindrical construction can be clearly seen and the concentric arrangement of the parts in this preferred embodiment. However, it is notes that the invention is not limited to concentric arrangements. As already mentioned, also include injectors with axially movable flat plates as valve organs, which are connected to those described Bars and grooves are provided, as well as suitable, spring-loaded stripping elements in the Scope of the invention. In some cases it is also desirable to have one side of the assembly with the for metering webs and grooves of the injector only in connection with a single fuel and / or to be used as a metering valve. Furthermore, in some cases it is useful to have several to install the injectors described in a single device for generating a thrust force;

ίο auch derartige Ausbildungsformen fallen in den Bereich der Erfindung.ίο Such forms of training also fall within the scope the invention.

Claims

Patent claims:

1. Metering device for fluids, in particular in an injector for introducing fuel into a reaction chamber of a rocket engine, in which a valve body is displaceable in the longitudinal direction of a metering or injector channel is and with this shift an increase

ao measuring body so sealingly with the inlet of the fluid or fuel supply line in the wall having the metering channel cooperates that depending on the advance position of the valve body a larger or smaller inlet cross-section of the feed line in the mouth side of the metering channel is released, thereby characterized in that the input of the supply line (61; 62; 92; 94) of at least one in the wall of the metering channel (47) or the valve body (40; 91) formed and in their Longitudinal groove (49; 54; at 80; at 86) is formed, which extends in the direction of flow rejuvenates.

2. Ignition device in which the metering body in an end position of the valve body rests against a wall section without a feed line inlet and thereby blocks the supply line, according to Claim 1, characterized in that the supply line grooves (49; 54) are each minimal up to one point Extend depth (50) in the direction of flow in front of this wall section (55).

3. Ignition device in which the valve body an annular piston playing in an annular injector channel and the metering element is resilient yielding ring, which is carried by the valve body in particular as a piston ring, while the inlet of the supply line is formed in the wall of the injector channel, and in particular where on both sides of the annular piston in each case

the input of a separate fuel supply line is provided, whose fuels each are separated from each other by the valve body up to the mouth of the injector channel and above converging inclined surfaces of the mouth of the injector channel are directed towards one another, wherein a mouth of the valve body which is essentially complementary to the inclined surfaces depending on its advance position more or less approximates the inclined surfaces, after Claim 1 or 2, characterized in that the feed line grooves (49; 54; on 80; on 86) along the annular injector channel (40; 91) parallel to this and at a uniform circumferential distance spread out.

4. metering device in an injector with two separate fuel supply lines according to claim 1 to 3, characterized in that the bottom of the supply grooves (49; 54; an 80; an 86)

13 1413 14

German interpretation document No. 1 055 299 is different for the two types of fuel;

tends is. Swiss Patent No. 250 563;

British Patent No. 758,785;

References considered: U.S. Patents Nos. 2,930,187, 2,814,929,

German Patent No. 768 042; 5 2,810 259.2 663 140.

1 sheet of drawings