DE1556817B - Sicherheitsfüllventil - Google Patents

Description

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F i g. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 von des hängenden Luftventils ist mit einem Entlüftungs-F i g. 1 und zeigt die Nebenschlußleitung und die An- system verbunden.

Ordnung der Thermistoren. Ein weiteres Merkmal der hängenden Ventile 110 ist

F i g. 1 zeigt ein hängendes Ventil 110 für einen darin zu sehen, daß keine komprimierte Luft oder kein

Zusatzkraftstoffbehälter 72. Der Kraftstoff gelangt 5 Kraftstoff verloren geht, nachdem der Zusatzkraft-

durch eine Kraftstoffleitung 100 in eine Kammer 360, Stoffbehälter 72 abgeworfen worden ist, da das Luft-

die in einem Gehäuse 362 liegt. Dieses enthält ebenfalls ventil 386 und das Kraftstoffventil 354 geschlossen ein Kraftstoffventil 364, das einen hohlen Schaft 366 sind. Nach dem Abwerfen drücken die Federn 370 und

mit Öffnungen 368 besitzt, welche sich durch die Wand 392 infolge der Entfernung der Anschlußrohre 380 und

des Schaftes erstrecken und den hohlen Innenraum io 398 das Kraftstoffabsperrventil 364 und das Luft-

desselben mit der Kammer 360 verbinden. Auf das absperrventil 386 in die geschlossene Stellung.

Kraftstoffventil 364 drückt eine Feder 370 nach unten, Es ist wichtig, daß während des Füllens des Zusatz-

so daß die untere Fläche 372 desselben auf einem Ven- kraftstoffbehälters 72 der Kraftstoffzufluß unterbro-·

tilsitz 374 aufliegt. Wenn der Zusatzkraftstoffbehälter dien wird, sobald der Tank gefüllt ist. Dies wird durch

72 eingehängt ist, wenn also das Anschlußrohr 380 des- 15 die Thermistoren 400 erreicht, die elektrisch mit einem

selben sich in den Schaft 366 erstreckt, drückt das An- ' Schieberventil (nicht dargestellt) in der Leitung 100

schlußrohr gegen die Bodenfiäche 382 des Kraftstoff- verbunden sind.

ventils 364 und öffnet dieses gegen die Wirkung der Die Thermistoren 400 sprechen auf die Temperatur Feder 370, so daß Kraftstoff durch die Leitung 100 in an und schließen das Schieberventil, so daß ein weiterer die Kammer 360 und um das Ventil 364 und durch die 20 Zufluß von Kraftstoff durch die Leitung 100 verhindert Öffnungen 368 in den Zusatzkraftstoffbehälter 72 flie- wird, wenn der Kraftstoff in Berührung mit den Therßen kann. mistoren 400 kommt, d. h. wenn der Zusatzkraftstoff-Man erkennt ferner, daß eine ähnliche Anordnung behälter 72 gefüllt ist. Es ist von größter Wichtigkeit, im linken Teil der F i g. 1 für die Entlüftung vorgesehen daß die Thermistoren nicht in der Kammer 382 des ist. Der Luftaustritt erfolgt durch eine Leitung 132, die ag Luftventils untergebracht sind, denn es hat sich herausan eine Kammer 382 angeschlossen ist, in welcher ein gestellt, daß dann die schnelle Luftströmung aus dem Luftventil 386 liegt, das dem Kraftstoffyentil 364 ent- Zusatzkraftstoffbehälter 72 durch die Kammer 382 spricht und einen hohlen Schaft 388 mit Öffnungen 390 während des Auftankens infolge der äußerst temperaumfaßt, die sich durch die Wand des Schaftes er- turempfindlichen Thermistoren 400 das Schieberventil strecken. Das Luftventil 386 wird durch eine Feder 392 30 betätigen, bevor der Zusatzkraftstoffbehälter 72 gefüllt in Schließstellung vorgespannt, in der die untere Ober- ist. In der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung fläche 394 auf einem Ventilsitz 396 aufliegt. In das sind die Thermistoren in einer besonderen Neben-Luftventil ragt ein Anschlußrohr 398 des Zusatzkraft- Schlußleitung 402 angeordnet, die an ihrem entgegenstofftanks 72 hinein, wobei das Luftventil 386 geöffnet gesetzten Ende mit der Kammer 386 des Luftventils wird und Luft durch die Öffnungen 390 fließen kann. 35 verbunden ist. Die Nebenschlußleitung 402 ist Vorzugs^ Während des Betriebes, wenn Kraftstoff durch die weise in einem Winkel zur Vertikalen angeordnet, Leitung 100 in den Zusatzkraftstofftank 72 geleitet damit die Flüssigkeit infolge der Schwerkraft aus der wird, wie dies z. B. durch eine Druckauftankvorrich- Leitung strömen kann, und hat an ihrem unteren Ende tung am Boden oder durch eine Druckauf tanksonde eine Einlaßleitung, die einen geringeren Querschnitt als während des Fluges ausgeführt werden kann, gelangt 40 die Auslaßleitung 406 hat. Die Leitungen 404 und 406 der Kraftstoff in die Kammer 360, strömt um das Ventil stehen mit einer Luftkammer 408 in Verbindung. Die 364 und durch die Öffnungen 368 in den Hohlraum des Luftkammer 408 hat einen wesentlich größeren Quer-Schaftes 366 und anschließend durch das Anschlußrohr schnitt als die Leitungen 404 und 406, und sie wird durch 380 in den Zusatzkraftstoffbehälter 72. Dabei muß die Wände 410 begrenzt, die in bezug auf eine Strö-Luft aus diesem abgeführt werden, um einen ungehin- 45 _mung von der Leitung 404 zu der Leitung 406 im Bederten Eintritt des Kraftstoffes zu ermöglichen. Dem- reich 412 leicht divergent, im Bereich 414 leicht konverentsprechend wird die verdrängte Luft durch das An- gent sind und zwischen diesen Bereichen allmählich schlußrohr 398, den hohlen Ventilschaft 388, die Öff- ineinander übergehen. Der Zweck für die besondere nungen 390, die Kammer 382 und gegebenenfalls durch Formgebung der Nebenschlußleitung 402 ist darin zu die Leitung 132 abgeführt. 50 sehen, daß ein Teil der aus dem Tank während des Zur Verteilung des Kraftstoffes von dem Zusatz- Auftankens verdrängten Luft mit geringerer Geschwinkraftstoffbehälter 72 auf Haupttanks wird kompri- digkeit und sanfter,, nicht turbulenter Strömung über mierte Luft von Triebwerkskompressoren durch die die Thermistoren 400 geleitet werden soll, so daß ein Leitung 132 in die Kammer 382 des Luftventils geleitet, minimaler Strömungseinfluß auf den temperaturdie anschließend in den Zusatzkraftstoffbehälter 72 ₅₅" empfindlichen Thermistor 400 entsteht.
durch die Öffnungen 390, den hohlen Schaft 388 und Wenn der Zusatzkraftstoffbehälter 72 gefüllt ist, das Anschlußrohr 398 gelangt. Dieses Einströmen von wird der Kraftstoff durch die öffnungen 390 des hän-Luft unter einem bestimmten Druck verdrängt Kraft- genden Luftventils strömen, und ein Teil dieses Kraftstoff durch das Anschlußrohr 380, den hohlen Schaft stoffes wird die Nebenschlußleitung 402 durchsetzen.

366, die öffnungen 368, die Kammer 360 und die 60 Um eine Strömung durch diese zu erhalten, ist es we-Leitung 100 zu einem der vorher erwähnten Tanks. sentlich, daß ein Druckabfall zwischen der Einlaß-Wenn Kraftstoff aus dem Zusatzkraftstoffbehälter 72 öffnung und der Auslaßöffnung dieser Leitung besteht, entnommen wird, ist ein Entlüftungsventil (nicht darge- Dieser Druckabfall wird dadurch erreicht, daß die stellt) geschlossen, so daß die Luft nicht mit der Atmo- Einlaßöffnung 405 näher am Bereich des maximalen Sphäre in Verbindung steht, sondern durch die Leitung 65 dynamischen Druckes, d. h. näher an der düsenähn-132 und durch das hängende Luftventil 110 in den liehen Öffnung 390 liegt als die Auslaßöffnung 407.
Zusatzkraftstoffbehälter 72 geleitet werden kann. Da- Infolge dieses Druckabfalles durchsetzt der Kraftbei ist das Entlüftungsventil geöffnet, und der Auslaß stoff beim Überlaufen aus dem vollen Zusatzkraftstoff"

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behälter 72 die Nebenschlußleitung 402 und kommt Um eine laminare Strömung in der Luftkammer 408 mit dem Thermistor 400 in Berührung, der dann infolge zu erreichen, wird der Durchmesser der Luftkammer an der elektrischen Verbindung zwischen dem Thermistor jedem Punkt, besonders jedoch in dem Bereich der 400 und dem Schieberventil dieses schnell schließt, um Thermistoren 400 (A) so gewählt, daß auf Grund der ein weiteres Eindringen von Kraftstoff in den Zusatz- 5 Geschwindigkeit des Strömungsmittels, das die Luftkraftstoffbehälter 72 zu verhindern. kammer 408 durchsetzt, eine Reynoldsche Zahl von

Wenn Druckluft in den Zusatzkraftstoffbehälter 72 ungefähr 2000 vorliegt, wobei die Reynoldsche Zahl

durch das hängende Luftventil strömt um letzteren zu _{durch FormeJ χ} VD_ _{bestimmt £$} ^

entleeren, wird die komprimierte Luit ebenfalls die μ
Nebenschlußleitung durchsetzen und dabei den Kraft- io

stoff, der in diese Leitung während des Auftankens R_e = Reynoldsche Zahl (dimensionslos)

hingelangt ist, entfernen. Des weiteren ist es von _{δ = Dichte des} Strömungsmittels
Wichtigkeit, daß die Thermistoren 400 in der oberen

Wand der Luftkammer 408 angeordnet sind, so daß V = Geschwindigkeit des Strömungsmittels

der Kraftstoff sich infolge der Schwerkraft von den 15 £> = Durchmesser der Leitung

Thermistoren entfernt. ., . . .... .._ , „^ .. . .

In der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungs- P = Absolute Viskose des Stromungsmittels.

form sind einige bevorzugte Merkmale des hängenden

Ventils 110 und der Thermistoranordnung gezeigt. Der Die Reynoldsche Zahl gibt Aufschluß über die

Querschnitt der Leitung 132 ist vorzugsweise größer als 20 Strömungsbedingungen. Ist die Reynoldsche Zahl

der zusammengesetzte Querschnitt der öffnungen 390, kleiner oder gleich 2000, so herrscht eine laminare

um eine ungehemmte Strömung der Luft, die während Strömung in der Luftkammer 408. Liegt die Reynold-

des Auftankens verdrängt wird, durch die Kammer 382 sehe Zahl über 2300, so herrscht eine turbulente Strö-

zu ermöglichen. Des weiteren, da der Querschnitt der mung in der Luftkammer. Liegt die Reynoldsche Zahl

Leitung 406 größer ist als der Querschnitt 404 und da 25 zwischen 2000 und 2300, so liegt eine gemischte Strö-

das Strömungsmittel komprimiert wird, (gleichgültig mung vor. Es ist klar, daß unter veränderlichen Be-

ob Luft, Mischung von Luft und Kraftstoff oder Kraft- triebsbedingungen die Reynoldsche Zahl ebenfalls ver-

stoff), das durch die Öffnungen 390 strömt, ist der ändert wird.

Druck an der Einlaßöffnung 405 zu der Einlaßleitung Die Entleerung der besonders geformten Luft- 404 größer als der Druck an der Auslaßöffnung 407 der 30 kammer 408 von zurückgelassenem Kraftstoff bedeu-Leitung 406, wodurch der erforderliche Druckabfall an tet einen weiteren Vorteil der Erfindung. Während des der Nebenschlußleitung 402 entsteht und eine Strö- Auftankens eines Kraftstofftankes fließt nicht nur mung durch diese hervorgerufen wird. Die Querschnitte Kraftstoff durch die Nebenschlußleitung 402, sondern der Leitungen 132 und die gesamten Querschnitte der eine Mischung von Luft und Kraftstofftropfen oder öffnungen 390 müssen so gewählt sein, daß der Druck- 35 Schaum. Die geringere Geschwindigkeit dieser die abfall über diesen Querschnitten größer ist als der Luftkammer durchsetzenden Mischung ruft ein Zurück-Druckabfall über der Umgehungsprobeleitung 402. fallen des Kraftstoffes auf den Boden der Luftkammer Der Querschnitt der Auslaßöffnung 407 der Leitung 408 hervor, aus der er dann infolge der Schwerkraft 406 muß so gewählt sein, daß er der Strömung weniger abfließt. Es könnte demnach vorteilhaft sein, einen Widerstand entgegensetzt als die öffnungen 390. Dies 40 entfernbaren Entleerungsstopfen (nicht dargestellt) hat nicht die Bedeutung, daß der Querschnitt der Lei- im Boden der Luftkammer 408 anzuordnen, um den tung 406 größer ist als der zusammengesetzte Quer- angesammelten Kraftstoff zu entfernen. Dieser Entschnitt der öffnungen 390, da die öffnungen 390 der leerungsstopfen wäre besonders in Anlagen zweckvoll, Strömung einen größeren Widerstand entgegensetzen in denen keine Druckluft in umgekehrter Strömungsais die einzige größere Leitung 406. Es wird darauf 45 richtung durch die Kammer 382 und die Nebenschlußhingeweisen, daß, obschon die öffnungen 390 kreis- leitung 402 geleitet wird.

förmig dargestellt wurden, diese auch aus einer oder Die Erfahrung hat gezeigt, daß das Verhältnis des

mehreren Nuten bestehen können. Außendurchmesser 407 zu dem einen Einlaßdurch-

Wie schon vorher erwähnt, hat die Luftkammer 408 messer 405 der Leitung 404 nicht geringer als 2,5-1

(F i g. 2) folgende zwei Aufgaben: 50 sein soll, wenn der Durchsatz des Kraftstoffes, der in

„ „, , „ ,.,.,., ,. _T, den Zusatzkraftstoffbehälter 72 strömt, zwischen 0 und

1. Verzögerung der Geschwindigkeit des die Kammer _{570I Minute u t Mol des} strömungswiderdurchsetzenden Stromungsmittels. _stand<£ _{in den Leitungen soll der} Durchmesser der

2. Erzeugung einer laminaren Strömung in der Leitung 404 in Flugzeugkraftstoffsystemen nicht gerin-Kammer. 55 ger als 6,35 mm sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 2 Sicherheitsfüllventil verwenden, ist jedoch aufwendig . gebaut und ermöglicht nur mit kompliziert zu betrei- Fatentansprucne: benden Sensoren eine Verwendung bei elektrisch nicht leitenden Flüssigkeiten.

1. Sicherheitsfüllventil für Kraftstoff anlagen von 5 Es sind ferner Flüssigkeitsstandmesser für flüssige Luftfahrzeugen, mit einer Kraftstoffülleitung und Brennstoffe bekannt, bei denen ein kapazitiver Meßeiner Luftauslaßleitung, gekennzeichnet fühler verwendet ist, dessen Kapazität von dem Pegeldurch eine Nebenschlußleitung (404, 408, 406), stand des Brennstoffes abhängt. Derartige kapazitive deren Einlaß und Auslaß an unterschiedlichen Meßfühler müssen mit einer komplizierten elektroni-Stellen ■ in die Luftauslaßleitung (132) münden, io sehen Schaltung betrieben werden, wobei nachteilig ist, wobei die Nebenschlußleitung einen Laminar- daß die Flüssigkeitsstandsanzeige von der Temperatur bereich (408) mit vergrößertem Querschnitt auf- und der Art des eingefüllten flüssigen Brennstoffes weist, und durch einen in dem Laminarbereich an- abhängt.

geordneten Kraftstoffsensor (400), der in an sich Es ist auch bereits bekannt, zur Flüssigkeitsstandsbekannter Weise ein Abschaltventil in der Kraft- 15 kontrolle Thermistoren zu verwenden, wobei der eine Stoffleitung (100) steuert. Thermistor in dem Bodenbereich eines Behälters liegt

2. Sicherheitsfüllventil nach Anspruch 1, da- und der andere Thermistor an einer der maximalen durch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffsensor als Füllhöhe entsprechenden Stelle. Die Thermistoren Thermistor (400) ausgebildet ist. liegen dabei in einer Brückenschaltung, und durch das

3. Sicherheitsfüllventil nach Anspruch 1 oder 2, 20 Brückengleichgewicht, wenn also beide Thermistoren dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (404) der von Flüssigkeit umgeben sind, wird der maximale Nebenschlußleitung einen kleineren Querschnitt Flüssigkeitsstand angezeigt. Der Nachteil dieser Voraufweist als der Auslaß (406) derselben. richtung besteht darin, daß sie insbesondere an unregel-

4. Sicherheitsfüllventil nach Anspruch 1 bis 3, mäßig geformten Flüssigkeitstanks, wie sie etwa bei dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschluß- 25 Flugzeugen vorkommen, häufig an unzugänglichen leitung in einem Winkel zur Horizontalen ange- Stellen angebracht werden müssen, so daß sie schlecht ordnet ist und daß sich die Kraftstoffsensoren (400) zu warten sind, und daß sie sich nicht für abnehmbare in einem oberen Bereich der Nebenschlußleitung Kraftstofftanks verwenden läßt.

befinden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

5. Sicherheitsfüllventil nach Anspruch 1 bis 4, 30 Sicherheitsfüllventil für Kraftstoffanlagen von Luftdadurch gekennzeichnet, daß der Laminarbereich fahrzeugen zu schaffen, welches einfach aufgebaut ist, (408) in konvergente Bereiche (412, 414) übergeht, eine vollständige Füllung eines Kraftstofftanks ermögdie an den Einlaß (404) bzw. den Auslaß (406) an- licht und sich auch bei der Füllung von abnehmbaren schließen. Kraftstofftanks verwenden läßt.

6. Sicherheitsfüllventil nach Anspruch 1 bis 5, 35 Die Lösung dieser Aufgabe ist gegeben durch eine dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Nebenschlußleitung, deren Einlaß und Auslaß an unter-Nebenschlußleitung so gewählt ist, daß die Rey- schiedlichen Stellen in die Luftauslaßleitung münden, noldsche Zahl der Strömung kleiner als 2000 ist. wobei die Nebenschlußleitung einen Laminarbereich

7. Sicherheitsfüllventil nach Anspruch 1 bis 6, mit vergrößertem Querschnitt aufweist, und durch dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des 40 einen in dem Laminarbereich angeordneten Kraftstoff-Auslaßquerschnittes zu dem Einlaßquerschnitt der sensor, der in an sich bekannter Weise ein Abschalt-Nebenschlußleitung etwa 2,5:1 beträgt. ventil in der Kraftstoffleitung steuert. Ein derartiges

8. Sicherheitsfüllventil nach Anspruch 7, dadurch Sicherheitsfüllventil arbeitet auch bei veränderlichen gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Neben- Durchsätzen bis zu 1100 l/min genau und erfordert Schlußleitung mindestens 6,35 mm beträgt. 45 keine Einstellung der Strömungszustände an den

9. Sicherheitsfüllventil nach Anspruch 1 bis 8, Kraftstoffsensoren für eine genaue Wirkungsweise,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswider- Vorzugsweise ist der Kraftstoffsensor als Thermistor stand der Nebenschlußleitung kleiner ist als der ausgebildet. Dadurch läßt sich eine einfache Schaltung Strömungswiderstand des Bereiches der Luftaus- für den Kraftstoffsensor verwenden.

trittsleitung, an den die Nebenschlußleitung ange- ₅o Gemäß einer besonderen Weiterbildung ist die schaltet ist. Nebenschlußleitung in einem Winkel zur Horizontalen

angeordnet, und die Kraftstoffsensoren befinden sich

in einem oberen Bereich der Nebenschlußleitung. Bei

dieser Anordnung ist eine Schwerkraftentleerung des 55 Kraftstoffes aus der Nebenschlußleitung ermöglicht, und der Kraftstoff kann von den Thermistoren dann Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsfüllventil für frei ablaufen.

Kraftstoffanlagen von Luftfahrzeugen, mit einer Kraft- Es ist auch vorteilhaft, wenn der Laminarbereich in

stoffülleitung und einer Luftauslaßleitung. konvergente Bereiche übergeht, die an den Einlaß bzw.

Es ist bereits bekannt, zur Flüssigkeitsstandsanzeige 60 den Auslaß anschließen. Dadurch wird vermieden, daß an verschiedenen Pegelhöhen eines Behälters oder einer der Kraftstoffsensor auf die Kühlwirkung der vorbeidamit kommunizierenden Röhre Flüssigkeitsdetek- strömenden Luft anspricht.

toren anzuordnen, wobei jeder Detektor mit einer Die Erfindung ist an Hand schematischer Zeichnun-

Anzeigeeinrichtung verbunden ist. Die einzelnen gen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrie-Anzeigeeinrichtungen sind entsprechend der ihnen zu- 65 ben.

geordneten Pegelhöhe angeordnet, so daß man letztere F i g. 1 ist eine Teilschnittansicht hängend angeord-

an einer entfernt liegenden Stelle ablesen kann. Eine neter Luft- und Kraftstoffventile für abwerfbare zuderartige Vorrichtung läßt sich zwar grundsätzlich als sätzliche Kraftstoffbehälter.