DE19835157C1 - Suction jet pump - Google Patents
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Abstract
Eine Saugstrahlpumpe für leicht verdampfbare Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoff, umfaßt eine in einer Flüssigkeitsleitung angeordnete Treibdüse und ein der Treibdüse unter Ausbildung einer Saugöffnung nachgeordnetes Mischrohr, in das von der aus der Treibdüse austretenden Flüssigkeit durch die Saugöffnung infolge des entstehenden Unterdruckes Flüssigkeit aus der Umgebung der Saugstrahlpumpe treibbar ist. DOLLAR A Um die Kravitationsneigung der Flüssigkeit an der Saugstrahlpumpe zu vermeiden oder wenigstens zu verringern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß in dem Mantel des Mischrohres in einem in die Umgebungsflüssigkeit der Saugstrahlpumpe eintretenden Teil eine Zuströmöffnung angeordnet ist.A suction jet pump for easily evaporable liquids, in particular fuel, comprises a drive nozzle arranged in a liquid line and a mixing tube arranged downstream of the drive nozzle with the formation of a suction opening, into which liquid from the liquid emerging from the drive nozzle through the suction opening due to the resulting negative pressure from the surroundings of the suction jet pump is drivable. DOLLAR A In order to avoid or at least reduce the tendency of the liquid at the suction jet pump to gravitate, it is provided according to the invention that an inflow opening is arranged in the jacket of the mixing tube in a part entering the ambient liquid of the suction jet pump.
Description
Die Erfindung betrifft eine Saugstrahlpumpe für leicht ver dampfbare Flüssigkeiten der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a suction jet pump for easy ver vaporizable liquids which are in the preamble of claim 1 specified genus.
Eine Saugstrahlpumpe dient der Förderung von leicht ver dampfbarer Flüssigkeit von einem Behälter in einen anderen. Die Saugstrahlpumpe besteht aus einer in der Flüssigkeits leitung angeordneten Treibdüse und einem der Treibdüse unter Ausbildung einer Saugöffnung nachgeordneten Misch rohr. Mit dem Saugstrahl der aus der Treibdüse austretenden Flüssigkeit ist Flüssigkeit aus der Umgebung der Saug strahlpumpe durch die Saugöffnung in das Mischrohr treib bar. Die Saugstrahlpumpe wird insbesondere zum Umpumpen von Kraftstoff eingesetzt aus einem räumlich abgetrennten Kraftstofftankabschnitt in den Tankabschnitt, aus dem Kraftstoff zur Zumessung für eine Brennkraftmaschine ent nommen wird. Die Saugstrahlpumpe ist dabei in der Kraft stoffrücklaufleitung der Brennkraftmaschine angeordnet, welche in den zur Entnahme vorgesehenen Tankabschnitt mün det, und liegt in dem räumlich abgetrennten Tankabschnitt. Die geometrische Ausbildung von Kraftstofftanks mit räum lich getrennten Kammern kann aufgrund der Gesamtkonstruk tion des Triebwerkes bzw. eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeuges erforderlich sein, um eine kom pakte Bauweise zu erreichen. Die einzelnen Tankkammern ragen dabei in die zwischen anderen Bauteilen des Fahr zeuges verbleibenden Freiräume und werden durch die teil weise aufwärts verlaufende Tankwand ausgebildet.A suction jet pump is used to pump easily ver vaporizable liquid from one container to another. The suction jet pump consists of one in the liquid line arranged drive nozzle and one of the drive nozzle Mixing downstream to form a suction opening pipe. With the suction jet that comes out of the driving nozzle Liquid is liquid from the environment of the suction Drive the jet pump through the suction opening into the mixing tube bar. The suction jet pump is used in particular for pumping around Fuel used from a spatially separated Fuel tank section into the tank section from which Fuel for metering for an internal combustion engine is taken. The suction jet pump is powerful arranged material return line of the internal combustion engine, which mün in the tank section intended for removal det, and lies in the spatially separated tank section. The geometric design of fuel tanks with space Lich separate chambers can due to the overall construction tion of the engine or one of the internal combustion engine driven vehicle may be required to a com to achieve a compact design. The individual tank chambers protrude into between the other components of the drive remaining free spaces and become part of wise upward tank wall.
Die DE 195 04 565 A1 beschreibt eine solche Saugstrahlpum pe, welche in der Rücklaufleitung angeordnet ist, durch die vom Förderaggregat zuviel geförderter Kraftstoff von der Brennkraftmaschine wieder in den Kraftstofftank zurückge führt wird. Das Mischrohr der Saugstrahlpumpe ragt in die Kammer ein, aus der das Förderaggregat der Brennkraftma schine Kraftstoff ansaugt, wodurch in diese Kammer das Ge misch aus zurückgeführtem Kraftstoff und mitgeführtem Kraftstoff aus der anderen Kammer einströmt. Der durch die Rücklaufleitung strömende Kraftstoff ist oftmals stark er wärmt, so daß an der Saugstrahlpumpe oft Kavitationser scheinungen zu beobachten sind. Das Mischrohr der bekannten Saugstrahlpumpe weist an seinem in den Behälter einragenden Endbereich eine Öffnung in Form eines Längsschlitzes auf. Der Schlitz verläuft etwa parallel zur Längsachse des Mischrohres und ist in Einbaulage des Mischrohres im oberen Umfangsbereich des Mantels angeordnet, so daß die an der Saugstrahlpumpe entstehenden Gasblasen im Kraftstoff auf steigen und durch den Schlitz entweichen können.DE 195 04 565 A1 describes such a suction jet pump pe, which is arranged in the return line through which Too much fuel delivered by the delivery unit Internal combustion engine back into the fuel tank leads. The mixing pipe of the suction jet pump protrudes into the Chamber from which the delivery unit of the internal combustion engine Sine fuel sucks, causing the Ge in this chamber mix of recycled fuel and entrained fuel Fuel flows in from the other chamber. The one through the Return line fuel flowing is often strong warms so that cavitation often occurs on the suction jet pump phenomena can be observed. The mixing tube of the known Suction jet pump points at its protruding into the container End area an opening in the form of a longitudinal slot. The slot runs approximately parallel to the longitudinal axis of the Mixing tube and is in the installation position of the mixing tube in the upper Peripheral region of the jacket arranged so that the at the The suction jet pump creates gas bubbles in the fuel can rise and escape through the slot.
Mit der Ausbildung eines Längsschlitzes im Mischrohr kann der Kavitation nur bedingt entgegengewirkt werden, wenn bei hohen Temperaturen der Druck des Kraftstoffes unter den Dampfdruck fällt. Die dabei an der Saugstrahlpumpe entste henden Gasblasen reduzieren den Kraftstoffmassenstrom durch das Mischrohr und beeinträchtigen die Funktion der Saug strahlpumpe.With the formation of a longitudinal slot in the mixing tube can the cavitation can only be counteracted to a limited extent if high temperatures the pressure of the fuel under the Vapor pressure drops. This occurs on the suction jet pump gas bubbles reduce the fuel mass flow the mixing tube and impair the function of the suction jet pump.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Saugstrahlpumpe derart weiterzubilden, daß die Kavitationsneigung der Flüssigkeit an der Saugstrahl pumpe vermieden oder zumindest verringert ist.The present invention is based on the object Generic suction jet pump in such a way that the tendency of the liquid to cavitate at the suction jet pump is avoided or at least reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of Claim 1 solved.
Durch die Zuströmöffnung in einem in die Umgebungsflüssig keit der Saugstrahlpumpe eintauchenden Mantelteil des Mischrohres kann weitere Flüssigkeit hinter der Saugöffnung der Saugstrahlpumpe in das Mischrohr gelangen, wodurch ein Druckausgleich stattfindet und die Kavitationsneigung der Flüssigkeit im Zuströmbereich stark reduziert ist. Vorteil haft liegt die Zuströmöffnung im Eingangsbereich des Misch rohres, wo die Gebiete des größten, vom Saugstrahl der Treibdüse erzeugten Unterdruckes entstehen.Through the inflow opening into the surrounding liquid speed of the suction jet pump immersed jacket part of the Mixing tube can add more liquid behind the suction opening the suction jet pump get into the mixing tube, causing a Pressure equalization takes place and the cavitation tendency of the Liquid in the inflow area is greatly reduced. Advantage the inflow opening is located in the entrance area of the mixer pipe where the areas of the largest, from the suction jet of the Driving nozzle generated negative pressure arise.
Ist am Eingang des Mischrohres eine Fangdüse mit deutlich erweitertem Querschnitt angeschlossen, so liegt die Zu strömöffnung in Durchströmungsrichtung des Mischrohres un mittelbar hinter der Fangdüse. Die Fangdüse kann trichter förmig ausgebildet sein, wodurch die Saugöffnung der Saug strahlpumpe ringförmig um die Treibdüse herum gebildet ist. Der größte Unterdruck der Flüssigkeit entsteht unmittelbar hinter dem geringsten Querschnitt der Fangdüse, welcher in etwa dem nachfolgenden Querschnitt des Mischrohres ent spricht. Der in diesem Gebiet drucksenkenden Wirkung des Saugstrahls wird durch die Zuströmung weiterer Flüssigkeit durch die Zuströmöffnung entgegengewirkt, so daß die Ent stehung von Gasblasen aufgrund von Unterdruck vermieden ist. Zweckmäßig durchsetzt die Zuströmöffnung die Rohrwan dung in Durchströmungsrichtung des Mischrohres in einem Winkel zur Längsachse des Mischrohres, wodurch die weitere, druckausgleichende Flüssigkeit ohne Wirbelbildung im Misch rohr zugeführt werden kann. Liegt der größte Querschnitts durchmesser der Zuströmöffnung quer zur Durchströmungs richtung des Mischrohres, so ist eine Rückströmung durch die Zuströmöffnung weitgehend ausgeschlossen.Is a catch nozzle clearly visible at the entrance to the mixing tube extended cross section connected, so the Zu flow opening in the flow direction of the mixing tube un indirectly behind the catch nozzle. The catch nozzle can be funnel be shaped, whereby the suction opening of the suction jet pump is formed in a ring around the driving nozzle. The greatest negative pressure of the liquid arises immediately behind the smallest cross section of the trap nozzle, which in about the following cross section of the mixing tube ent speaks. The depressurizing effect of the Suction jet is caused by the inflow of additional liquid counteracted through the inflow opening, so that the Ent standing of gas bubbles due to negative pressure avoided is. The inflow opening expediently passes through the pipe wall dung in the flow direction of the mixing tube in one Angle to the longitudinal axis of the mixing tube, whereby the further, pressure-equalizing liquid without vortex formation in the mix tube can be fed. Is the largest cross section diameter of the inflow opening transverse to the throughflow direction of the mixing tube, there is a backflow through the inflow opening largely excluded.
In einer Weiterbildung der Erfindung liegt die Zuström öffnung im Mischrohr einem Boden eines die Saugstrahlpumpe und deren Umgebungsflüssigkeit aufnehmenden Behälters zuge wandt. Die Saugstrahlpumpe behält durch diese Lage der Zu strömöffnung ihre optimale Funktion bis zur nahezu voll ständigen Entleerung des Behälters aufrecht. Bei einer An ordnung der Saugstrahlpumpe in einem Kraftstofftank eines Fahrzeuges kann der Tank somit vollständig leer gefahren werden.In a further development of the invention, the inflow lies Opening in the mixing tube a bottom of the suction jet pump and their surrounding liquid receiving container turns. This position keeps the suction jet pump closed flow opening their optimal function up to almost full constant emptying of the container upright. With an arrival order of the suction jet pump in a fuel tank The vehicle can therefore run the tank completely empty become.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is below hand of the drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Saugstrahlpumpe im Kraft stofftank einer Brennkraftmaschine, Fig. 1 is a sectional view of a suction jet pump in the fuel tank of an internal combustion engine,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Saugstrahlpumpe gemäß Ausschnitt II in Fig. 1. FIG. 2 shows an enlarged illustration of the suction jet pump according to section II in FIG. 1.
Fig. 1 zeigt einen Kraftstofftank 11 eines Fahrzeuges, welches von der Brennkraftmaschine 12 angetrieben wird. In einer Kraftstoffleitung 14 zur Brennkraftmaschine 12 ist eine Kraftstoffpumpe 13 angeordnet. Über eine Rücklauf leitung 7 kann zuviel geförderter und nicht der Brennkraft maschine 12 zugemessener Kraftstoff in den Tank 11 zurück geführt werden. 11 Fig. 1 shows a fuel tank of a vehicle, which is driven by the internal combustion engine 12. A fuel pump 13 is arranged in a fuel line 14 to the internal combustion engine 12 . Via a return line 7 , too much fuel that is not supplied to the internal combustion engine 12 can be fed back into the tank 11 .
Die Tankwandung ist in einem innerhalb des Tanks 11 liegen den Abschnitt 17 aufwärts geführt, so daß der Tank 11 in zwei räumlich getrennte Tankkammern 15, 16 aufgeteilt ist. The tank wall is located in a section 17 lying inside the tank 11 , so that the tank 11 is divided into two spatially separate tank chambers 15 , 16 .
In die Tankkammer 15, aus der die Kraftstoffpumpe 13 über die Kraftstoffleitung 14 ansaugt, mündet der Endstutzen 18 eines Mischrohrs 4 einer Saugstrahlpumpe 1. Die Saugstrahl pumpe 1 ist in der Kraftstoffrücklaufleitung 7 angeordnet und liegt in der räumlich abgetrennten Tankkammer 16, um den Kraftstoffinhalt dieser Kammer 16 in die zur Kraft stoffentnahme vorgesehene Tankkammer 15 zu fördern. Die Saugstrahlpumpe 1 umfaßt eine in der Rücklaufleitung 7 an geordnete Treibdüse 2 und das unter Ausbildung einer Saug öffnung 8 nachgeordnete Mischrohr 4. Zur besseren Verdeut lichung ist die Saugstrahlpumpe 1 in der Zeichnungsfigur vergrößert und unmaßstäblich zur Tankgröße dargestellt. An den Eingang des Mischrohres 4 ist eine trichterförmige Fangdüse 3 angeschlossen, durch deren deutlich erweiterten Eintrittsquerschnitt der aus der Treibdüse 2 austretende Kraftstoff strömt. Die Fangdüse 3 ist zur Tankkammer 16 ge öffnet, so daß Kraftstoff aus der Umgebung der Saugstrahl pumpe 1 in das Mischrohr 4 eintreten kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umgibt die Fangdüse 3 die Treibdüse 2 und bildet eine ringförmige Saugöffnung 8 aus. Die Treib düse 2 kann dabei in die Fangdüse 3 einragen.The end connector 18 of a mixing tube 4 of a suction jet pump 1 opens into the tank chamber 15 , from which the fuel pump 13 draws in via the fuel line 14 . The ejector pump 1 is arranged in the fuel return line 7 and is located in the spatially separated tank chamber 16 to the fuel content of this chamber to promote the removal of material in the tank chamber 15 force provided 16th The suction jet pump 1 includes a in the return line 7 to ordered propelling nozzle 2 and the formation of a suction opening 8 downstream mixing tube 4th For better clarification, the suction jet pump 1 is enlarged in the drawing and is shown to scale to the tank size. A funnel-shaped collecting nozzle 3 is connected to the inlet of the mixing tube 4 , and the fuel emerging from the driving nozzle 2 flows through its significantly enlarged inlet cross section. The catch nozzle 3 is open to the tank chamber 16 so that fuel from the vicinity of the suction jet pump 1 can enter the mixing tube 4 . In the exemplary embodiment shown, the catching nozzle 3 surrounds the driving nozzle 2 and forms an annular suction opening 8 . The driving nozzle 2 can protrude into the catch nozzle 3 .
Der Austrittsquerschnitt der Treibdüse 2 ist verengt, so daß der Kraftstoffmassenstrom der Rücklaufleitung 7 die Treibdüse 2 mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in Richtung der Fangdüse 3 verläßt. Der in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 10 versehene Saugstrahl der Treibdüse 2 erzeugt in der Fangdüse 3 des Mischrohres 4 einen saugenden Unterdruck. Infolge des Unterdruckes wird durch die Saugöffnung 8 Kraftstoff aus der Umgebung der Saugstrahlpumpe 1 in das Mischrohr 4 gezogen. Der Mischstrom des mit hoher Geschwin digkeit eintretenden Saugstrahls 10 und des mitgeführten Kraftstoffes verläßt das Mischrohr 4 mit einer gegenüber dem Saugstrahl 10 vergleichsweise sehr geringen Geschwin digkeit. In dem Mischrohr 4 erfolgt eine Beruhigung der örtlich unterschiedlichen Strömungsverhältnisse und ein Ausgleich örtlicher Druckunterschiede. Der Strömungsquer schnitt des Mischrohres ist dem höheren Durchsatz entspre chend größer ausgebildet als der Strömungsquerschnitt der Rücklaufleitung 7 stromauf der Treibdüse 2.The outlet cross section of the driving nozzle 2 is narrowed, so that the fuel mass flow of the return line 7 leaves the driving nozzle 2 at a high flow rate in the direction of the collecting nozzle 3 . The suction jet of the driving nozzle 2 provided with the reference number 10 in FIG. 2 generates a suction vacuum in the collecting nozzle 3 of the mixing tube 4 . As a result of the negative pressure, fuel is drawn through the suction opening 8 from the surroundings of the suction jet pump 1 into the mixing tube 4 . The mixed flow of the suction jet 10 entering at high speed and the fuel carried leaves the mixing tube 4 with a speed which is comparatively very low compared to the suction jet 10 . In the mixing tube 4 there is a calming of the locally different flow conditions and a compensation of local pressure differences. The flow cross-section of the mixing tube is designed to be correspondingly larger than the higher throughput than the flow cross-section of the return line 7 upstream of the driving nozzle 2 .
Die Förderwirkung der Saugstrahlpumpe 1 beruht auf dem vom Saugstrahl 10 erzeugten Unterdruck, welcher durch die Saug öffnung 8 Kraftstoff aus der Umgebung der Saugstrahlpumpe 1 ansaugt. Der von der Brennkraftmaschine 12 zurücklaufende Kraftstoff ist warm, und unter bestimmten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine kann der Dampfdruck des leicht ver dampfbaren Kraftstoffes im Bereich des Saugunterdruckes der Saugstrahlpumpe 1 liegen. Der Kavitationsneigung des Kraft stoffs wird durch eine Zuströmöffnung 5 in der Rohrwand 6 des Mischrohres 4 entgegengewirkt. Die Zuströmöffnung 5 liegt in Durchströmungsrichtung 9 des Mischrohres 4 unmit telbar hinter der Fangdüse 3 und stellt eine Flüssigkeits verbindung zwischen dem Mischrohr 4 und der Tankkammer 16 her, aus der die Saugstrahlpumpe 1 fördert. Durch die Zu strömöffnung 5 gelangt weiterer Kraftstoff aus der Tankkam mer 16 in das Mischrohr, welcher den von der Fangdüse 3 eintretenden Kraftstoffstrom augenblicklich beruhigt und eine Dampfblasenbildung wirkungsvoll verhindert. Die Zu strömöffnung 5 durchsetzt die Rohrwandung 6 in Durchströ mungsrichtung 9 des Mischrohres 4 angestellt, wodurch gün stige Einströmverhältnisse geschaffen sind. Ein Anstell winkel α zwischen der geradlinigen Durchströmungsrichtung 9 des Mischrohres 4 und einer Achse der Zuströmöffnung 5 wird abhängig von der Förderleistung der Saugstrahlpumpe 1 und der entsprechenden Querschnittsdimensionierungen der flüs sigkeitsführenden Bauteile gewählt. Der Anstellwinkel α be trägt vorzugsweise zwischen 20° und 60°. The conveying effect of the suction jet pump 1 is based on the negative pressure generated by the suction jet 10 , which 8 sucks fuel from the surroundings of the suction jet pump 1 through the suction opening. The fuel returning from the internal combustion engine 12 is warm, and at certain operating points of the internal combustion engine, the vapor pressure of the easily evaporable fuel can be in the range of the suction vacuum of the suction jet pump 1 . The tendency to cavitation of the fuel is counteracted by an inflow opening 5 in the tube wall 6 of the mixing tube 4 . The inflow opening 5 is in the flow direction 9 of the mixing tube 4 immediately behind the catch nozzle 3 and creates a liquid connection between the mixing tube 4 and the tank chamber 16 , from which the suction jet pump 1 promotes. Through the flow opening 5 further fuel from the Tankkam mer 16 enters the mixing tube, which instantaneously calms the fuel stream entering from the trap nozzle 3 and effectively prevents vapor bubbles. The flow opening 5 passes through the tube wall 6 in the flow direction 9 of the mixing tube 4 , whereby gün stige inflow conditions are created. An Angle α between the straight flow direction 9 of the mixing tube 4 and an axis of the inflow opening 5 is selected depending on the delivery rate of the suction jet pump 1 and the corresponding cross-sectional dimensions of the fluid-carrying components. The angle of attack α be preferably between 20 ° and 60 °.
Die Zuströmöffnung 5 liegt in Mantelumfangsrichtung des Mischrohres 4 dem Boden 19 der Tankkammer 16 zugewandt, so daß der Kraftstofftank 11 völlig entleerbar ist. Bei einer Saugstrahlpumpe, deren Saugöffnung 8 nicht wie im gezeigten Ausführungsbeispiel symmetrisch ausgebildet ist, sondern vielmehr in einer bestimmten Umfangslage bezüglich der Längsachse des Mischrohres 4 (Durchströmungsrichtung 9) an geordnet ist, sollte die Zuströmöffnung 5 in der Mischrohr wand 6 in gleicher Drehwinkellage wie die Saugöffnung 8 liegen.The inflow opening 5 is in the circumferential direction of the mixing tube 4 facing the bottom 19 of the tank chamber 16 , so that the fuel tank 11 can be completely emptied. In a suction jet pump, the suction opening 8 is not symmetrical as in the embodiment shown, but rather is arranged in a certain circumferential position with respect to the longitudinal axis of the mixing tube 4 (flow direction 9 ), the inflow opening 5 in the mixing tube wall 6 should be at the same angle of rotation as that Suction port 8 are.
Die Zuströmöffnung 5 kann als kreisförmige Bohrung ausge bildet sein, wobei jedoch von der Kreisform abweichende Querschnitte der Zuströmöffnung besonders vorteilhaft sind, wenn der größte Querschnittsdurchmesser quer zur Durch strömungsrichtung 9 des Mischrohres 4 liegt. Als vorteil haft hat sich erwiesen, wenn die Zuströmöffnung 5 als Quer schlitz, d. h. senkrecht zur Durchströmungsrichtung 9 des Mischrohres 4, und mit rechtwinkligem Querschnitt ausge bildet ist. Der Querschnitt der Zuströmöffnung 5 kann je doch auch elliptisch oder ähnlich ausgebildet sein.The inflow opening 5 can be formed as a circular bore, but cross sections of the inflow opening deviating from the circular shape are particularly advantageous if the largest cross-sectional diameter is transverse to the direction of flow 9 of the mixing tube 4 . It has proven to be advantageous if the inflow opening 5 is formed as a transverse slot, ie perpendicular to the flow direction 9 of the mixing tube 4 , and is formed with a rectangular cross section. The cross section of the inflow opening 5 can also be elliptical or similar.
An die Zuströmöffnung 5 kann auch vorteilhaft eine weitere Saugleitung angeschlossen sein, welche beispielsweise mit einer weiteren Tankkammer kommuniziert und deren Entleerung durch die Saugstrahlpumpe 1 und durch den im Bereich der Zuströmöffnung 5 vorliegenden Unterdruck ermöglicht.A further suction line can also advantageously be connected to the inflow opening 5 , which communicates, for example, with a further tank chamber and enables its emptying by the suction jet pump 1 and by the vacuum present in the region of the inflow opening 5 .
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