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Behälter für Flüssigkeiten, insbesondere Raketentreibstoffe Die Erfindung
betrifft einen Behälter für Flüssigkeien, insbesondere Raketentreibstoffe, welcher
mittels Druckgas entleerbar ist.
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E3ei einem bekannten Behälter eingangs genannter Gattung sind, solange
kein Bedarf an seinem Inhalt hesteht, Flüssigkeitsaustritt und Drlickgaseiil Uri
tt durch lösbar
angeflanschte Berstmembranen verschlossen. Von Nachteil
ist bei dieser Art des Behälterverschlusses hauptsächlicli die mit der Lagerzeit
zunehmende Lec3cgefahr. Die lösbaren Flanschverbindungen lassen sich nämlich weder
durch eine Zuordnung profilierter Einspannwulste noch durch zwischengelegte Dichtringe
über längere Zeiträume absolut dichthalten. Vor allem dann, wenn die Berstmembranen
und die ihre Lage fixierenden Flansche häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt
sind, ist ein Auftreten von Leckmengen zu beobachten. Der Fall ist dies beispielsweise
bei längere Zeit lagernden Flüssigkeitsraketentriebwerken, bei denen derartige Leckmenyen
wegen der bestehenden Feuersgefahr besonders störend sind.
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Bei einer abgewandelten, gattungsgleichen Behälterausführung ist aus
vorgenannten Gründen von einer Membranfixierung durch lösbare Flansche abgesehen
worden. Die Berstmembranen sind stattdessen durch Elektronenstrahlschweißen jeweils
mit einem Montagering unlösbar und druckdicht verbunden. Da die Nontageringe ihrerseits
mittels lichtbogengeschweißter Nähte am Stutzen des Druckgaseintritts bzw. Flüssigkeitsaustritts
unlösbar befestigt sind, treten die Lagerfähigkeit beeinträchtigende Dichtprobleme
nicht mehr in Erscheinung.
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Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines im Aufbau einfacheren
und in der Elerstellung billigeren Behälters eingangs genannter Gattung, in dem
Flüssigkeiten, insbesondere Treibstoffe für Flüssigkei tsraketentriebwerke, über
lange Zeiträume ohne Leckverluste gelagert wurden können, und zwar unabhängig von
F Form und Größe des für sie vorgesehenen Austrittsquerschnitts.
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Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Verschluß von
Flüssigkeitsaustritt und gegebenenfalls Druckgaseintritt mittels thixotroper Substanz.
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Thixotrope Substanzen, zu denen unter anderem ein Gemisch aus Salpetersäure
und beispielsweise 4 Gew. % feinkörnigem Siliziumdioxid zählt, sind bekanntlich
im Normalzustand von geleeartiger Beschaffenheit, unter Druckeinwirkung hingegen
dünnflüssig. Die erfindungsgemäße Anwendung solch einer Substanz, die in Ausgestaltung
der Erfindung jeweils in Pfropfenform den Flüssigkeitsaustritt und gegebenenfalls
auch den Druckaseintritt ausfüllt und darin vorzugsweise zwischen Sieben gelagert
ist, ist in vierlei Hinsicht vorteilhaft.
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Im Gegensatz zu lösbar angeflanschten Membranen garantiert sie einen
absolut dichten, zeitlich nicht ermüdenden Verschluß von Druckgaseintritt und/oder
Flüssigkeitsaustritt. Gegenüber einem Verschluß der beiden letztgenannten Teile
mittels angeschweißter Membranen zeichnet sie sich durch den Fortfall des schweißtechnischen
Aufwands aus. Die thixotrope Substanz braucht nämlich lediglich in die betreffenden
Öffnungen yeschmiert zu werden. Aufgrund dessen bereitet es auch keinerlei Schwierigkeiten
mehr, kompliziert gestaltete Flüssigkeitsaustritte und Druckgaseintritte, wie sie
vielfach bei Treibstoffbehältern von Flüssigkeitsraketentriebwerken mit Druckgasförderung
vorkommen, dicht zu verschließen. Bei TriebwerJzen mit Kolbenförderung läßt sich
clie thixotrope Substanz auch zum Dichten der sich in der Endstellung beflnd1icien
Kolben verwenden.
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Im Falle einer Verwendung erfindungsgemäßer Behälter in Flüssigkeitsraketentriebwerken
kommen selbstverständlicl nur solche thixotropen Substanzen infrage, die gegenüber
den jeweiligen Treibsteffkomponenten neutral sind.
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Zu erwähnen ist schließlich noch die stets verzögerungslose Freigabe
des gesamten Querschnitts von Flüssigkeitsaustritt und Druckgaseintritt bei einer
Druckgasbeaufschlagung des Behälters. Zurückzuführen ist dieses positive, unter
anderem für Treibstoffbehälter von Flüssigkeitsraketentriebwerken angestrebte Merkmal
darauf, daß sich die zuvor geleeartige thixotrope Substanz -wie bereits erwähnt
- unter Druckeinwirkung verflüssigt und augenblicklich entweicht.
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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsheispiels nachfolgend näher beschrieben.
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Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt ein Flüssigkeitsraketentriebwerk
1. Dessen Brennkammer 2 wird mit Hilfe eines Druckgas-Fördersystems 3 von zwei konzentrischen
Behältern 4, 5 mit Brennstoff und Oxydator versorgt, und zwar unter Zwischenschaltung
eines schiebergesteuerten Einspritzkopfs 6. In letzterem bilden einerseits Einspritzbohrungen
für Brennstoff 7, andererseits Einspritzbohrungen für Oxydator 8 jeweils einen Kranz
Getrennt sind die beiden Bohrungskränze 7 und 8 durch einen Ringspalt 9. Im Steuerschieber
2, der den hinteren Abschluß der beiden Treibstoffbehälter 4, 5 darstellt, befinden
sich - sowohl eintrittsseitig als auch austrittsseitig jeweils durch einen Kragen
11, 12 voneinander getrennt - Austritte für brennstoff und Oxydator in Form von
Steu eröffnungen 13 und 14. Sämtliche Steueröffnungen 13, 14 sind vor dei Druckgasbeaufscilngung
mit beispielsweise zwischen Sieben 15, 16 gelagerten Pfropfen 17, 18 aus thixotroper
Substanz dicht vc -schlossen.
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Ebenfalls mit thixotroper Substanz 19 dicht verschlossen sind mit
20 und 21 bezeichnete Bohrungen an den vorderen Behälterstirnwänden. Durch sie treten
im Bedarfsfalle Druckgase in die Beliälter 4, 5 ein, in denen jeweils ein axial
beweglicher Kolben 22, 23 einen Kontakt zwischen zu fördernder Flüssigkeit und Druckgas
ausschlief3t. Diese Kolben lassen sich ebenfalls mit thixotropischer Substanz während
der Lagerung dichten.
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Die Druckgaserzeugung findet im Innern 24 eines Differentialkolbens
25 statt, der den Treibstoffbehältern 4, 5 vorgelagert ist. Gespeichert sind die
gaserzeugenden Medien, beispielsweise Hydrazin und Hydrazinhydrat, im den Mantel
des Differentialkolbens 25 umgebenden Ringraum 2t,. Von dort gelangetl sie im Bedarfsfall
durch eine Bewegung des Differentialkolbens 25 über Kanäle im Kolbenboden 27 ins
Kolbeninnere 24, wo sie - wie bereits erwähnt - unter Gaserzeugung miteinander reagiereiz.
Von einer Darstellung vorerwähnter Kanäle ist aus Gründen der Übersichtlichkeit
abgesehen worden.
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Patentansprüche: