DE1528951A1

DE1528951A1 - Hydraulische Fluessigkeitsfoerderanlage

Info

Publication number: DE1528951A1
Application number: DE19641528951
Authority: DE
Inventors: Prijatel Edward A
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1963-05-31
Filing date: 1964-05-29
Publication date: 1969-09-11
Also published as: GB1027587A; DE1528951C3; US3182596A; DE1528951B2

Description

Heue Unterlagen für die Qffenlegungsschrift

PATENTANWÄLTE

dr. ing. H. NEGENDANK · dipx-ing. H. HAUCK · bipl.-phys. W. SCHMITZ _

HAMBUHG-MÜNCHEN .

I O £ O 3 Ö Ί

ZUSTEIiIiTTNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36

TSL. 367428 ITND P I? 28 95" »7 TEI.EGR. NIGEDAPiTEIfT HAMBURG

MÜNCHEN 15 - MOZARTSTR. 23

Borg-Warner Corporation ^TB1-^538O58°

TEXEGR. NBGEDAPATENT MÜNCHEN

Hamburg, 4. November 1968

Hydraulische Flussigkeitsforderanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Flüssigkeitsförderanlage mit einer Verdrängerpumpe, mittels der eine stark dampf- oder blasenbaltige" Flüssigkeit, insbesondere Brennst off zu Flugzeugtriebwerken, förderbar ist, die einen Hauptflüssigkeitseinlaß und einen Flüssigkeitsauslaß aufweist, wobei die Flüssigkeit vom Flüssigkeitsauslaß zu einem Hilfseinlaß zurückführbar ist.

Verdrängerpumpen, die als Zahnradpumpen oder Pumpen mit gleitenden Schaufeln versehen sind, erweisen sich als äußerst empfindlich gegen Kavitation, wenn in der zu fördernden Flüssigkeit, die in den Pumpeneinlaß eintritt, Blasen vorhanden sind. Gasblasen treten dabei besonders dann, wenn die Verdrängerpumpe in einer Brennstoffzuführungsanlage eines Flugzeugtriebwerkes benutzt wird. Die Brennstoffe verdampfen dabei besonders stark, wenn sich das Flugzeug in größeren Höhen befindet.

Die Dampf- oder Gasblasen können dabei als Zügelchen definiert werden, die sich in der Flüssigkeit befinden und die, wenn die geförderte Flüssigkeit ein Brennstoff ist, durch Verdampfen des Brennstoffes bei hohen Temperaturen, hohen Einlaßleitungsverengungen und niedrigen Tankdrücken entstehen. Die Größe der Blasen ist dabei recht unregelmäßig. Aus dem Auftreten der Blasen ergibt sich eine ungleichmäßige und ungenügende Füllung der Zwischenräume zwischen den Schaufeln oder Zahnrädern, was einerseits zur Kavitation Anlaß gibt und andererseits unregelmäßige Pumpenauslaßdrücke verursacht.

Es sei nun angenommen, daß es sich bei der zu fördernden hydraulischen Flüssigkeit um einen Brennstoff handelt, der in einem Flugzeug aus einem Vorratstank mittels der Schwerkraft oder mittels einer am Tank angeordneten Ladepumpe zum Pumpenhaupteinlaß gefördert wird. Bei dem Schwerkraftsystem oder beim Ausfallen der Pumpe, die den Brennstoff aus dem Tank zur Verdrängerpumpe leitet, senken die Einengungen an den Dichtungen der Einlaßleitung zwischen Tank und Pumpenhaupteinlaß den Einlaßdruck auf einen Wert ab, der unter dem Tankdruck liegt. Unter diesen Arbeitsbedingungen ist die Verdrängerpumpe selbst dann gegen Kavitation infolge des Auftretens von Gasblasen anfällig, wenn die Druckverminderung nicht unbedingt unter dem Dampfdruck des Brennstoffes liegt. Dies

90 98 37/00 5 9

geht auf eine Eigenschaft des Brennstoffes zurück* der Luft, Gas und Dämpfe in gelöster Form bei niedrigen Drücken weitaus weniger absorbieren kann als bei höheren Drücken. Da nun die Ansammlung von Blasen am Pumpeneinlaß unregelmäßig ist, und die Zwischenräume zwischen den Zähnen bzw. Schaufeln unvolls-tändig, und zwar veränderlich unvollständig gefüllt werden, stellt sich außer einer unregel-

en mäßigen Pumpwirkung die Kavitation ein. Der GasblasWfceil im geförderten Brennstoff kann beim Betrieb der hydraulischen Flüssigkeitsförderanlage in einem Flugzeug ein Verhältnis Dampf : Flüssigkeit von 1,5 und 40 erreichen; die Verdrängerpumpe muß damit also zugleich mit 69 VoIumen-56 Flüssigkeit 31 Volumen-% Gasblasen fördern. Theoretisch ist es damit also durchaus möglich, daß mit den herkömmlichen Mitteln nur 69 $> der Zwischenräume zwischen den Zahnrädern oder Schaufeln mit Brennstoff ausgefüllt werden.

Bei Verdrängerpumpen, die mit Zahnrädern arbeiten, tritt eine unerwünschte Reibung zwischen den Rädern und den Lagerwandungen in der Pumpkammer auf. IJm diese unerwünschte Reibwirkung abzuschwächen, ist es bekannt, den Pumpenauslaß über Rückführungsie it unjen mit DruekausJ.eichskammern zu verbinden, die den dem Strömungsmitteldruck ausgesetzten Bodenabschnitten der Zahnräder gegenüberliegen. Die dabei benutzten Rückführungsleitungen sind

909837/0069

■ ■ - 4 -

aber nicht in der lage, auf die Drucksehwankungen infolge von wechselnden Gasblasenanteilen irgendwie Einfluß zu nehmen.

Ebenfalls zum Druckausgleich bei schnell laufenden Verdrängerpumpen, die einen geförderten Brennstoff auf einen hohen Druck bringen sollen, ist es bekannt, den Pumpeneinlaß über eine Verbindungsleitung mit einer Druckausgleichskammer zu verbinden, die sich im Bereich eines Bogenabschnittes der Kammer befindet. Durch diesen Aufbau läßt sich der in der Kammer entwickelte radiale Druck ausgleichen. Durch die Verbindungsleitung zwischen der Druckausgleichskammer und dem lumpeneinlaß lassen sich aber ebenfalls keine Vergleichsmäßigungen des Pumpenauslaßdruokes infolge von wechselnden Gaseinschlussen herbeiführen.

Zur Beseitigung von Gasblasen in strömenden Flüssigkeiten, insbesondere in zum Spritzen vorgesehenen viskosen Flüssig- \ keiten* ist es ebenfalls bekannt _t. von dem Pumpenauslaß Leitungen zurückzuführen zu dem Eiüj?iffsbereich der Zahnräder, der zwischen der Saug- und der Druckseite liegt. Die zurückgeführte Flüssigkeit wird dabei in diesen Eingriffsbereich der Zahnräder hineingequetseht, wobei das Volumen der zugesetzten Flüssigkeit, die blasenfrei sein soll, mindestens dem Volumen der Blasen entsprechen muß. Wird so

909837/ 00 6 9

viel zusätzliche Flüssigkeit in den Eingriffsbereich hineingedrückt, dann werden.die Gasblasen aus der Flüssigkeit verdrängt. Um ein Herauslecken von Flüssigkeit aus den als Nuten ausgebildeten Rückführungsleitungen zu vermeiden, werden diese Nuten noch über zusätzliche Nuten von geringem Fassungsvermögen mit dem Pumpeneinlaß verbunden. Dieser Aufbau mit als Nuten ausgebildeten leitungen eignet sich im wesentlichen nur für hoch viskose Flüssigkeiten. Darüberhinaus wird eine einwandfreie Arbeitsweise nur garantiert, wenn das Gasvolumen in der ™ Flüssigkeit nicht über 4 Volumen-^ hinausgeht. Ein derartig geringes Verhältnis von Gas zu Flüssigkeit ist praktisch nur für den speziellen Anwendungszweck einzuhalten; für die Förderung von Brennstoff zu Flugzeugtriebwerken ist diese Forderung völlig illusorisch.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Flüssigkeit sforderanlage zu schaffen, die eine Flüssigkeit pumpen kann, welche ein hohes Verhältnis von Gas zu Flüssig- λ keit aufweist und die die Flüssigkeit unter einem gleichbleibenden Druck weiterfördert.

Die gestellte Aufgabe ist bei einer hydraulischen Flüssigkeitsförderanlage mit einer Verdrängerpumpe, mittels der eine stark dampf- oder blasenhaltige Flüssigkeit, insbesondere Brennstoff zu Flugzeugtriebwerken, förderbar ist, die einen Hauptflüssigkeitseinlaß und einen Flüssigkeits-

909837/0059

- ■■■■..- 6 - - ■,■■■■■

auslaß aufweist, wobei die Flüssigkeit vom Flüssigkeitsauslaß zu einem Hilfseinlaß zurückführbar ist, dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung zwischen dem Hilfseinlaß und dem Haupt einlaß eine mechanische Regeleinrichtung vorgesehen ist, die für den Hilfseinlaß ein vorbestimmte» Druckverhältnis zum Haupteinlaß einregelt, wobei der Druck am Hilfseinlaß stets höher ist als der Druck am Haupteinlaß. '

£ Durch die Einschaltung einer Regeleinrichtung zwischen dem Hilfseinlaß und dem Haupteinlaß der Pumpe ist es möglich, die Zuführung von zusätzliche« Brennstoff zu dem Hilfseinlaß so einzurichten, daß eine auseichende Füllung der . Zwischenräume zwischen den Zähnen oder Schaufeln herbeigeführt ist. Damit kann die Kavitation innerhalb der Pumpe auf ein Mindestmaß beschränkt werden und wird der Pumpenauslaßdruck vergleichmäßigt. Das letztere bat wiederum zur Folge, daß eine hinter der Verdrängerpumpe stromaufwärts gelegene Ladedruckpumpe und ein mit dieser verbundenes

·

^w Getriebe überflüssig werden.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Regeleinrichtung ein Sicherheitsventil, das in einen den Hilfseinlaß und den Haupteinlaß verbindenden Leitungszug eingesetzt ist und das nur zum Haupteinlaß hin zu öffnen ist. Das Sicherheitsventil öffnet sich dabei nur,

.'"■■■ - ⁷ -

909837/0059

wenn der Druck am Hilfseinlaß ein derartiges Ausmaß erreicht, daß der zusätzliche zurückgeführte Druck zu Schäden an der Pumpe Anlaß geben könnte. Das einstellbare Sicherheitsventil sorgt damit für eine gleichmäßige Brennstoffzuführung zum Hilfseinlaß.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Regeleinrichtung aus einer ein Regelventil regelnden Druckwaage, die zwei Druckräume aufweist, von denen im einen der Flüssigkeitsdruck am-Pumpenhaupteinlaß und im anderen der Flüssigkeitsdruck am Hilfseinlaß herrschen, wobei die Drücke auf «inander entgegengesetzte Flächen eines in einem Zylinder verschieblichen Schiebers einwirken, der ein Ventilstück des Regelventils trägt, das zusammen mit dem Ventilsitz den Durohlaßq.uerschnitt zwischen zwei Ventilkammern best immt, von denen die eine mit dem Flüssigkeitsauslaß und die andere mit dem Hilfseinlaß In Verbindung stehen. In Abhängigkeit von der Druckdifferenz an der Druckwaage und damit von der Druckdifferenz zwischen dem Hauptein*- laß und dem Hilfseinlaß wird damit ein Teil der Flüssigkeit vom AtBLa ß zum Hilf seinlaß abgeleitet. Diese Regeleinrthtung ist äußerst empfindlich und garantiert einen äußerst gleichmäßigen Flüssigkeitsdruck am Pumpenauslaß»

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht

'" ■ ■ - 8 -

909837/QQS9

der Schieber aus zwei über eine Schubstange verbundenen Kolben und trägt die Schubstange das Ventilstück, das die Kammern zwischen den Kolben voneinander trennt. Außerdem ist der Schieber mittels einer Feder entgegen dem !Flüssigkeitsdruck am Hilf seinlaB und in Öffnungs-' richtung des Regelventils vorgespannt. Auf diese Weise . wird einerseits ein sehr gedrungener Regeleinrichtungsaufbau erhalten und andererseits sichergestellt, daß ein bestimmter höherer Druck am Hilfseinlaß vorherrscht.

• ■ ■ ■.' : ■ ^: ' ■ " Schließlich-führt nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Hilfseinlaß in an sich bekannter Weise im wesentlichen radial in bezug auf die Drehebene der Zahnräder in die Pumpkammer hinein. Bei .einer anderen vorteilhaften Ausführungsform führen Hilfseinlässe in an sich bekannter,Weise im wesentlichen senkrecht zur Drehebene der Zahnräder in die Pumpkammer hinein.

b Andere mehr ins einzelne gehende Merkmale und Torteile der Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen hervor.

Pig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung;

909 837/00 5 9

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsheispieles der Erfindung;

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch eine Zahnradpumpe mit den Merkmalen der Erfindung;

Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der linie 4-4 der Fig. 3»

Fig.-5 ist ein der Fig. 4 ähnlicher Schnitt, jedoch von

einer geänderten Zahnradpumpe; und

Fig. 6 ist ein Querschnitt einer Teilansicht einer Pumpe mit gleitenden Pumpenschaufeln, mit den Merkmalen der Erfindung"..

In Fig. 1, in der ein Ausführungsheispiel der Erfindung schematisch gezeigt ist, ist eine Strömungsmittelquelle in der Form eines Tanks oder Behälters 1 für das Strömungsmittel vorgesehen, das letztlich zu einem Verbraucher 2, wie z. B. einer Maschine oder einer sonstigen das Strömungsmittel aus dem Tank benötigeten Vorrichtung gepumpt werden soll. In. dem Beispiel wird die Anlage für eine Flugzeuginäfcallation benutzt, in der aus den Brennstofftanks gepumpte flüchtige Brennstoff durch eine Brennstoffdüse oder dergleichen in die Brennkammern des Motors gesprüht wird. Als Pumpe ist eine an sich bekannte Zahn-

- 10 -

90 9 837/0059

radpumpe 3 vorgesehen, die .aus einem Gehäuse 5 besteht, das eine Haupteinlaßöffnung 6 und eine Auslaßöffnung 7 besitzt, und aus Pumpenrädern in der form von ineinandergreifenden, drehbaren Zahnrädern 8 und 9, die an irgend einen geeigneten Antrieb (nicht gezeigt) angeschlossen sind. Der Brennstofftank 1 ist mittels einer leitung 11 an die Einlaßseite der Zahnradpumpe 3 angeschlossen, und die Entladeseite oder der Auslaß der Pumpe ist über eine leitung 12 mit einer Regeleinrichtung 14 verbunden, über die die an den Verbraucher abgegebene Strömungsmittelmenge regelbar Ist. Anstatt die Geschwindigkeit des Antriebs zu regeln, ist es in den meisten Anwendungsgebieten üblicher, die Pumpenräder fortwährend mit einer konstanten Drehzahl anzutreiben und das nicht benötigte Strömungsmittel an den Pumpeneingang zurückzuführen. Durch wahlweise Rückführung eines gewissen Teils des Strömungsmittels am Ausgang der Pumpe auf den Eingang kann jede Menge von 0- 100 ^ des Pumpenfassungsvermögens an den Verbraucher abgegeben werden.

Die Einzelheiten der Regeleinrichtung sind kein Teil der Erfindung. Da diese Einrichtung an sich bekannt ist, wird angenommen, daß es für diese Anmeldung ausreicht, sie allein in ihrer Funktion zu beschreiben.

Ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Strömungsmittelpumpanlage mit einer positiven Verdrängungs-

- 11 -

- I

9Q9837/0059

pumpe zu schaffen, die Hilfseinlässe hat, welche mit im wesentlichen blasenfreien Strömungsmittel unter einem Druck beschickt werden, der über dem an dem Hauptpumpeneinlaß bestehenden Druck liegt. Demgemäß ist die Pumpe mit Hilfseinlässen 16, 18 versehen, die beide an die Pumpenkammer in je einem Punkt angeschlossen sind, der auf dem Umfangskreis der Zahnräder liegt und von dem Haupteinlaß in Drehrichtung der Pumpe entfernt ist. Um eine Dichtung zwischen denHilfseinlaßöffnungen und der Haupteinlaßöffnung zu schaffen, ist die dazwischen liegende Entfernung mindestens gleich der Größe einer Zahnlücke. Das Strömungsmittel von der Rückführungsleitung 15, das normalerweise an den Pumpeneinlaß zurückgeführt wird, wird unter Druck an die Hilfseinlässe 16 und18 abgegeben, um bei der Verdrängung von Blasen zu helfen, die in den Zwischenräumen der Zahnräder vorhanden sein können. Wenn die Anlage ein Strömungsmittel pumpt, das ein großes Verhältnis Blasen/Strömungsmittel hat, dann verdrängt der höhere Druck des Strömungsmittels an den Hilfseinlässen die Blasen in dem Strömungsmittel, während die rotierenden Zahnräder an dem jeweiligen Hilfseinlaß vorbeikommen. Um eine vorherbestimmte Druckdifferenz zwischen dem Haupteinlaß 6 und den Hilfseinlässen 16 und 18 aufrechtzuerhalten, jsb in einem Strömungsmitteldurchlaß, der die Hilfseinlässe 16 und 18 mit dem Haupteinlaß 6 verbindet, ein Sicherheitsventil 20 eingebaut. Wenn ein großer Anteil des Strömungsmittels von der Auslaß-

- 12 - ■ ' /. 909837/0059

Öffnung der Pumpe durch die Rückführungsleitung zui&kgeführt wird, vergrößert sich der Druck an den Hilfseinläasen sehr schnell, so daß das Strömungsmittel, das zur Aufrechterhaltung des Drucks an den Hilfseinlässen nicht erforderlich ist, durch das Sicherheitsventil an den · Haupteinlaß zurückgeführt wird. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß eine Sicherheitsventileinstellung von ein bis zwei Atmosphären über dem Druck am Haupteinlaß wünschenswert ist, aber theoretisch ist es möglich, auch mit anderen Druckeinstellungen des Sicherheitsventils zuarbeiten.

In Zahnradpumpen ist einiger innerer Leckverlust von den Bereichen unter Auslaßdruck an die Bereiche unter Einlaßdruck unvermeidbar. Zum Beispiel tritt ein Leckverlust zwischen den Seiten der Zahnräder unter den angrenzenden Lagerflächen auf, der normalerweise in den Einlaßbereich entlüftet wird. Dieser Leckverlust kann zusammen mit jedem anderen Leckverlust, der normalerweise in den Einläßbereich entlüftet wird, vorteilhafterweise an die Hilfseinlässe entlüftet werden, wo es dazu benutzt werden kann, beim Ausfüllen der Lücken zwischen den Zahnrädern zu helfen. Dies kann durch geeignete Entlüftungsgänge- oder fluten (nicht gezeigt) in den Lagern, Pumpenkammerwänden und Pumpenradwellen bewirkt werden,

"■■. .' ; ■.■■■.-. ., "■ ■ - 13 909837/0059

Ein attteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematiscb in Fig. 2 dargestellt. In dieser Ausführungsform, die z. B. in einer Pumpanlage "benutzt wird, bei der der last oder dem Verbraucher eine im wesentlichen konstante Strömungsmittelmenge pro Zeiteinheit zugeführt werden muß, bildet ein automatisch arbeitendes Regelventil in der Rückführungsleitung ein wichtiges Merkmal. Dieses Regelventil führt automatisch das richtige Strömungsmittelvolumen von dem Pumpenauslaß an die Hilfseinlaßöffnungen unter ^Betriebsbedingungen zurück, wenn Blasen in dem Ein- ™ laßströmungsmittel eine unzureichende Füllung der Lücken zwischen den Zahnrädern verursachen.

Die in Pig. 2 gezeigte Pumpanlage weist einen Torratstank oder Behälter 21 auf, der über eine leitung 22 an den Haupteingang 23 einer· Zahnradpumpe 24 angeschlossen ist. Der Pumpenauslaß 25 ist mittels einer Leitung 28 mit einer Last oder einem Verbraucher 27 verbunden. Das oben erwähnte Regelventil 30 in der Rückführungsleitung weist ein Gehäuse | 31 auf, das eine in Längsrichtung verlaufende zylindrische Bohrung 32 hat, die einen gleitenden Schieber 33 aufnimmt, der durch eine Druckfeder 34 - in der Zeichnung - nach rechts vorgespannt ist. Der Schieber 33 weist Endabschnitte oder Kolben 35, 36 mit voneinander abliegenden Flächen 35a bzw. 36a sowie einen Ventilteller 38 auf, der mit einem Ventilsitz 39 in dem Gehäuse ein Ventil bildet. Die Schie-

- 14 909 8 37/00 59

berflachen 35a, 36a bilden zusammen mit der Bohrung 32 ein Paar Druckkammern 40» 42 an den entgegengesetzten Enden des Schiebers. Die Kammer 40 ist über eine leitung 45, die mit Hilfseinlaßleitungen 46, 46 verbunden ist, an Hilfseinlaßöffnungen 43, 44 der Zahnradpumpe 24 angeschlossen. Die Kammer 42 ist über eine leitung 47, die sich mit der leitung 22 stromaufwärts von dem Pumpenhaupteingang 23 vereinigt, an den Haupteinlaß angeschlossen. Der mittlere Teil der Bohrung 32 ist vergrößert, am eine Kammer 48 zu schaffen, die über eine leitung 49 mit dem Pumpenauslaß 25 verbunden ist; und die Niederdruckseite 50 des Ventils 38, 30 is; mittels einer leitung 51 an die Hilfseinlässe 43, 44 angeschlossen. Der Durchmesser des Ventiltellers 38 ist so ausgelegt, daß der auf die Innenseite des Kolbens 35 einwirkende Druck durch den Druck ausgeglichen wird, der gegen die Druckseite des Ventiltellers Hinwirkt.

Das Arbeiten des automatischen Regelventils wird mit Bezug auf Pig. 2 erläutert: Ein Anstieg in dem Blasen/Strömungsmittel-Verhältnis in dem Einlaßströmungsmittel äußert sich in einer Verminderung des Drucks an den Hilfseinlässen mit Bezug auf den Strömungsmitteldruck am Haupteinlaß. Da der Druck an den Hilfseinlässen derselbe ist wie der Druck in der Kammer 40, bringt der verminderte Druck in der Kammer 40 den Ventilsdieber aus dem Gleichgewicht, wodurch die Peder 34 den Schieber 33 - in der Zeichnung - nach rechts verschiebt, wodurch das Ventil geöffnet wird. Dann strömt unter Auslaßdruck stehendes Strömungsmittel von der Kammer

·■..■ - 15 -

909837/0059 .·

48 durch das geöffnete Ventil 38, 39 in die Kammer 50, in die leitung 51 und in die Hilfseinlaßleitungen 46, 46, um in die Zwischenräume zwischen den Zahnrädern zu drängen und die luftblasen zu verdrängen. Wenn sich ein genügender Druck aufbaut, gleicht das gegen die Fläche 35a wirkende Strömungsmittel die Federkraft aus und schließt das Ventil. Solana? die Pumpe mit blasenfreiem Strömungsmittel arbeitet, bleibt das Ventil geschlossen und es wird kein Strömungsmittel von dem Auslaß auf den Einlaß der Pumpe rückgef tihrt. Sobald jedoch der Druck in den Hilf seinlaßleitungen bezogen auf den Einlaßdruck abfällt, öffnet sich das Ventil und unter Druck stehendes Strömungsmittel wird in die Zwischenräume zwischen den Zahnrädern eingespritzt, um die Blasen zu verdrängen und den unerwünschten Zustand zu beseitigen. .

Fig. 3 und 4 zeigen eine Zahnradpumpe, die in der in Fig. t gezeigten Anlage und mit einer geringfügigen Änderung auch in der in Fig. 2 gezeigten Anlage verwandt werden kann. Diese Pumpe weist ein Gehäuse 60 auf, das zwei sich überschneidende Bohrungen 61, 62 hat, die in ihm ausbildet sind, um eine Pumpenkammer 63 zu schaffen. Zwei ineinandergreifende Zahnräder 65, die in Pfeilrichtung (Fig. 3) durch irgend einen geeigneten Antrieb (nicht geeigt) angetrieben werden, sind in lgprn 64 (Fig. 4) gelagert.

- 16 909837/0059

■— Io —

Das Gehäuse 60 ist weiterhin mit einem Haupteinlaßanschluß 66, einem Hilfeeinlaßanschluß 67 und einem Auslaßanschluß 68 versehen. Der Haupteinlaßanschluß 66 ist über einen Strömungekanal. 70/ der in dem Pumpengehäuse 60 ausgebildet ist, mit einer Haupteinlaßöffnung 69 verbunden, die die Pumpenkammer 63 in der Eingriffzone der Sinräder 65 durchdringt. Der Auslaßanschluß 68 ist mit einer Auslaßöffnung 71 verbunden, die die Pumpenkammer 63 in der Eingriff zone gegenüber der Einlaßöffnung 69 durchdringt. Der P Hilfseinlaßanschluß 67 ist mit einer Strömungsmittelnebenleitung 72 verbunden, die an zwei Hilfseinlaßöffnungen 73 führt. Diese sind in Richtung der Zahnraddrebung wenigstens um eine Zahnlücke von der Haupteinlaßöffnung entfernt abordnet. Einen Abstand einzuhalten ist erforderlich, um eine Dichtung zu schaffen, da dieselbe afanlücke zwischen zwei nebeneinander liegenden Getriebezähnen gleichzeitig nicht sowohl mit der Haupteinlaßöffnung als auch den Hilfseinlaßöffnungen in Verbindung stehen darf. Der höhere Strömungsmitteldruck an den Hilfseinlaßöffnungen würde das Strömungsmittel direkt an den Haupteinlaß zurückfließen lassen.

Gemäß der in Pig. 1 gezeigten Anlage sind Mittel vorgesehen, um eine konstante Druckdifferenz zwischen dem Druck an den Hilfseinlässen und dem am Haupteinlaß aufrechtzuerhalten. Diese Mittel bestehen im Ausführungsbeispiel aus

- 17 909 8 37/00 59

einem Sicherheitsventil 75» das zwischen einer leitung 761 die mit der lfebenleitung 72 in Verbindung steht, und einer leitung 77 liegt, die mit dem Strömungskanal 70 zur Haupteinlaßöffnung 69 verbunden ist. Wenn die Druckdifferenz einen vorherbestimmten Wert übersteigt, öffnet sich das Ventil 75 und gestattet dem Strömungsmittel in der Nebenleitung 72, durch die leitungen 76 und 77 in den Strömungskanal zu fließen. Das Sicherheitsventil 75 kann durch Einstellen des von einer Feder 78 ausgeübten Drucks, der das Ventil geschlossen hält, auf jeden vorherbestimmten Wert eingestellt werden.

Wenn die oben beschrietme Pumpe in der in Pig. 1 gezeigten Anlage verwandt vird, wird die Regeleinrichtung 14 (Pig. 1) zum Ändern'der Beschickung des Verbrauchers über eine Leitung an den Pumpenauslaßanschluß 68 angeschlossen. Die Rückführungsleitung, die der leitung 15 (Pig. 1) entspricht, wird so angeordnet, daß sie von der Regeleinrichtung zurück an den Hilfseinlaßanschluß 67 führt.

Wenn die Pumpe in der in Fig. 2 gezeigten Anlage benutzt werden soll, wird der Auslaß der Pumpe mit .dem Verbraucher verbunden, eine Rückführungsleitung wird direkt an die Verbindung angeschlossen und führt an die Kammer 48 des dem Regelventils. Die Pumpe muß insofern abgeändert

- 18 -

909837/00 59

ORIGINAL INSPECTED

^ - 18 -

werden, als bei der Verwendung der Pumpe in der in Pig. 2 gezeigten Anlage keine Notwendigkeit "besteht, von der Rückführungsie it i\ng zurück an den Einlaß ein Sicherheitsventil einzubauen·; Demgemäß würde der Durchlaß, in dem das Sicherheitsventil angeordnet ist, versiegelt werden. Eine leitung, die von dem Hilfseinlaßanschluß 67 abgeht, würde aei Zweige enthalten, von denen der eine zu einer leitung, die der leitung 51 in Pig. 2 entspricht, und der andere in die Kammer 40 des Regelventils 30 von Pig. 2 führt. Eine Nebenleitung, die von der Haupteinlaßleitung abführt, würde an der Kammer 42 des Regelventils angeschlossen werden.

Pig. 5 zeigt eine abgeänderte Pumpe im Vergleich zu der oben beschriebenen Art, bei der die Hilfseinlaßöffnungen 73', 73* an den Seiten des Pumpengehäuses oder normal zu der Drehebene der Zahnräder angeschlossen sind. So tritt das Strömungsmittel aus dem nicht radial aus zwei Richtungen in die Zwischenräume »Lscben den Zahnrädern ein, um diese auszufüllen. Die strukturellen Eigenschaften sind in den in Pig* 3 und 4 bzw. Pig. 5 gezeigten Pumpen im wesentlichen identisch, der einzige Unterschied besteht in der Anordnung der Strömungsmittelnetmleitungen. Wie in Pig. 5 gezeigt ist, steht jede der oberen und unteren Abzweigungen von der Strömungsmittelnebenleitung mit je einer Hilf Beinlaßöffnung 73 \ in Verbindung, die an die entgegengesetzten Seiten der betreffenden Pumpenkammern führen.

- 19 -

' 909837/QQS9

ORlGlNAtINSPECTED

Fig. 6 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer herkömmlichen umlaufenden Pumpe mit gleitenden Schaufeln, die gemäß der Erfindung abgeändert wurde, um in den Anlagen von Fig. 1 und 2 verwandt werden zu können. In dem Beispiel weist die Pumpe ein Gehäuse 80 auf, das mit einer zylindrischen Pumpenkammer 81, einem Haupteinlaß 82 und einem Auslaß 83 versehen ist, In der Pumpenkammer "befindet sich ein Rotor 84, der mit Bezug auf die Achse der Pumpenkammer 81 außermittig angeordnet ist. Der Rotor ist auf einer Antriebaelle 85 festgekeilt und/wLrd durch einen ge- λ eigneten Antrieb angetrieben. Der Rotor ist mit einer Vielzahl von gleitenden Schaufeln 87 versehen, die in Schlitzen 86 aufgenommen werden, welche auf den Umfang des Rotors verteilt sind. Wenn der Rotor angetrieben wird, folgen die Schaufeln der Gestalt der inneren Oberfläche der Pumpenkammer und nehmen Strömungsmittel an dem Einlaß auf und tagen es herum in Richtung der Auslaßöffnung.

Erfindungsgemäß ist eine Hilfseinlaßöffnung 88 vorgesehen, die an einem Punkt mit der Pumpenkammer in Verbindung steht, t der am Umfang in Richtung der Rotordrehung zu der Haupteinlaßöffnung auf Abstand gehalten ist. Aus der oben mit Bezug auf die Anlagen von Fig. 1 und 2 gegebenen BeschBibung der Zahnradpumpen ist dem Fachmann ersichtlich, wie die Verbindungen in die Anlage eingebaut werden müssen.

- 20 -

909 837/005 9

Sie Hilfseinlaßöffnung 88 muß von der Hauptelnlaßöffnung 82 wenigstens um den zwischen zwei nebeneinander liegenden Schaufeln gebildeten Bogen auf Abstand gehalten sein, um die oben in Verbindung mit der Zahnradpumpe beschriebene Dichtungsanordnung su schaffen. Wenn ferner, die Pumpe mit gleitenden Schaufeln anstelle der Zahnradpumpe in der in flg. 1 gezeigten Anlage verwandt wird, muß sie enteder innerhalb oder außerhalb des Gehäuses ein dem Ventil 75 ähnliches Sicherheitsventil aufweisen, das das Strömungemittel am Hilfseinlaß an den Haupteinlaß entlüftet, wenn die Druckdifferenz einen vorherbestimmten Wert übersteigt.

Obwohl die Erfindung nur anhand von besonderen Aueführungeformen beschrieben werden 1st, sind zahlreiche andere Änderungen der Erfindung möglich, ohn® sich von ihrem Bereich KU entfernen.

- 21 -

909837/00S9

Claims

152895T

Patentansprüche

Ί.)Hydraulische Flüssigkeitsförderanlage mit einer 7erdrängerpumpe, mittels der eine stark dampf- oder blasenhalt ige Flüssigkeit, insbesondere Brennstoff zu Flugzeugtriebwerken, förderbar ist, die einen Hauptflüssigkeitseinlaß und einen FlussigkeitsauaLaß auf- · weist, wobei die Flüssigkeit vom Flüssigkeitsauslaß zu einem Hilfseinlaß zurückführbar 1st, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hilfseinlaß (16, 18, 43, 44, 73, 73«, 88) und dem Haupteinlaß (6, 23, 66, 82) eine mechanische Regeleinrichtung (20, 30, 75) vorgesehen ist, die für den Hilfseinlaß ein vorbestimmtes Druckverhältnis zum Haupteinlaß einregelt, wobei der Druck am Hilfseinlaß stets höher ist als der Druck am Haupteinlaß. .

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung ein Sicherheitsventil (20) ist, das in einen den Hilfseinlaß (16 j 18, 73» 73¹) und den Haupteinlaß (6,66, 82) verbindenden Leitungszug (76, 77) eingesetzt 1st und das nur zum Haupteinlaß hin zu öffnen ist.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

- 22 -

909837/0059

Regeleinrichtung (30) aus einer ein Regelventil (38, 39) regelnden,Druckwaage besteht, die zwei Druckräume (40, 42) aufweist, von denen im einen der Flüssigkeitsdruck am Pumpenhaupteinlaß (23, 66, 82) und im anderen der Flüssigkeitsdruck am Hilfseinlaß (43, 44, 88) herrschen, wobei die Drücke auf einander entgegengesetzte Flächen (35a, 36a) eines in einem Zylinder (32) verscbieblichen Schiebers (33) einwirken, der ein Ventllstück (38) des Regelventils trägt, das zusammen mit dem Ventilsitz (39) den Durchlaßquerschnitt zwischen zwei Ventilkammern (48 , 50), bestimmt, von denen die eine mit dem Flüssigkeitsauslaß (25, 68, 83) und die andere mit dem Hilfseinlaß in Verbindung stehen,

4. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (33) aus zwei, über eine Schubstange verbundenen Kolben (35, 36) besteht und die Schubstange das Ventilstück (38) trägt, das die Kammern (48, 50) zwischen den Kolben voneinander trennt.

5. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (33) mittels einer Feder entgegen dem Flüssigkeitsdruck am Hilfseinlaß (43, 44, 88) und in Öffnungsrichtung des Regelventils (38, 39) vorgespannt 1st.

6. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn-

909S37/0-059

zeichnet, daß der Hilfseinlaß (73) in an sich bekannter Weise im wesentlichen radial in bezug auf die Brehebene der Zahnräder in die Pumpeakammer (63) hineinführt.

7· Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß Hilfeeinlasse (73') in an sich bekannter Weise im wesentlichen senkrecht sur Drehebene der Zahnräder in die Pumpenkammer (63) hineinführen.

903837/0019