DE2210305B2 - Filter in einem Brennstoffspeisesystem für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Filter in einem Brennstoffspeisesystem für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Filter in einem Brennstoffspeisesystem für Brennkraftmaschinen mit
einer Niederdruckförderpumpe und einer Hochdruckzahnradpumpe, bei der der Brennstoff vor der
Hochdruckzahnradpumpe in einer Richtung und hinter der Hochdruckzahnradpumpe in der entgegengesetzten
Richtung durch einen Filterabschnitt geleitet wird.
Durch die GB-PS 8 92 692 ist eine Filtervorrichtung bekannt, die zwei zwischen der Niederdruckförderpumpe
und der Hochdruckzahnradpumpe liegende Filtereinheiten umfaßt, die wechselweise betrieben werden
müssen, um den in die Hochdruckzahnradpumpe eintretenden Brennstoffstrom von Verunreinigungen zu
befreien. Der abwechselnde Betrieb der Filtereinheiten wird dabei durch zwei Absperrorgane gesteuert, die in
einem verhältnismäßig aufwendigen Rohrleitungsnetz zwischen der Niederdruck-Förderpumpe und der
Hochdruckzahnradpumpe angeordnet sind. Die jeweils unwirksame Filtereinheit wird dann zum Reinigen im
Gegenstrom mit Brennstoff beaufschlagt, der mit den wieder gelösten Verunreinigungen zusammen einer
Zentrifuge zugeführt i.nd dort von den Verunreinigungen
befreit wird. Diese bekannte Filtervorrichtung ist sehr aufwendig, da sie neben einem umfangreichen
Rohrleitungsnetz für die Förderung des Brennstoff-Stroms zwei separate Filtereinheiten, in Verbindung
damit auch zwei Absperrorgane und schließlich eine Zentrifuge zur endgültigen Abscheidung des in den
Filtern zurückgehaltenen Schmutzes benötigt. Dadurch, daß in bestimmten Intervallen eine Umschaltung der
Brennstoffströmungswege erforderlich ist, ist dieser
Filteraufbau auch in beträchtlichem Maße störanfällig.
Durch die US-PS 9 43 908 ist zwar auch schon eine Grobfiltereinrichtung zur Reinigung von Wasser bekannt,
bei der dieses durch eine Pumpe auf der einen Seite durch einen Drehfilter hindurchgefördert und von
groben Verunreinigungen befreit wird, während auf der anderen Seite ein Teilstrom durch eine Pumpe in der
entgegengesetzten Richtung durch den Filter hindurchgedrückt wird, der die in dem Filter abgesetzten
ίο Verunreinigungen wieder lösen soll. Diese bekannte
Filtervorrichtung ist zum Reinigen von Brennstoff in einem Brennstoffspeisesystem für Brennkraftmaschinen
jedoch nicht geeignet, weil ihr Aufbau so hohe Leckverluste verursacht, daß eine zusätzliche Förderin
pumpe zum Abpumpen der Leckströmung notwendig ist, und dadurch ein beträchtlicher Teil des Fördermediums
den Filter praktisch umgeht. Dadurch würden sich bei Anwendung dieser Filtervorrichtung für eine
Brennstoffreinigung in einem eine Hochdruckzahnradpumpe enthaltenden Brennstoffspeisesystem sehr
schnell Störungen einstellen, die dessen einwandfreie Funktion unmöglich machen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Filters der eingangs beschriebenen Art für ein
Brennstoffspeisesystem, bei dem Brennstoff mit Hochdruck einer Brennkraftmaschine zugeführt wird und bei
dem die in dem Brennstoff befindlichen Verunreinigungen unter Vermeidung von Leckströmen von der
Hochdruckpumpe sicher ferngehalten werden.
«) Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Filter als Drehfilter ausgebildet ist, der mit einem auf einer Seite der Drehachse liegenden
Abschnitt in der zur Hochdruckzahnradpumpe hinführenden Leitung und mit einem auf der anderen Seite der
>r> Drehachse liegenden Abschnitt in der von der
Hochdruckzahnradpumpe wegführenden Leitung angeordnet ist, daß diese Abschnitte von beiderseits gegen
die Filterscheibe vorstehenden zylindrischen Gehäuseinnenflanschen und diese umschließenden, der Filterscheibe
anliegenden Dichtringen umgrenzt sind und daß die Filterscheibe in ihren Durchlaufbereichen durch
diese Abschnitte mit das Filtermaterial enthaltenden, voneinander getrennten Rohrkörpern durchsetzt ist.
Durch diese Ausbildung des Filters wird der Aufbau
4^ wesentlich vereinfacht und die Dichtigkeit gegen
Leckverluste verbessert. Auch wird eine sehr gute Abdichtung zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckseite
gewährleistet, so daß Fehlströmungen innerhalb des Filters, durch die sich eine Druckminde-
r>(> rung des Hochdruckstromes einstellen könnte, praktisch
ausgeschlossen werden.
Das Filtermaterial besteht vorzugsweise aus gestapelten Siebabschnitten, die in der zur Hochdruck-Zahnradpumpe
führenden Strömungsrichtung aufeinander-
Y> folgend feiner sine1 Hierdurch wird erreicht, daß sich die
Verunreinigungen abhängig von ihrer Größe in verschiedenen Ebenen des Filtermaierials absetzen und
so den Strömungswiderstand nicht unnötig erhöhen. Außerdem ist auf diese Weise das Wiederauslragen der
W) Verunreinigungen aus dem Filter durch den Hochdruckstrom
erleichtert, so daß der Förderdruck des Hochdruckstromes bei der Rückführung durch den
Filter ebenfalls praktisch niehl gemindert wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der
br> Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt
F i g. I eine schema tische Ansicht eines Brennstoffspeisesystems
für Strahltriebwerke, bei dem ein
erfindungsgemäß ausgebildeter Filter zwischen der
Niederdruck-Förderpumpe und der Hochdruck-Zahnradpumpe
angeordnet ist,
F i g. 2 eine schematische Ansicht einer Antriebsanordnung für den Drehfilter in dem Brennstoffspeisesystern
gemäß F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt des Drehfilters und
Fig.4 einen Schnitt des Drehfilters längs der Linie
IV-IV der F ig. 3.
In Fig. 1 ist mit 10 generell eine mögliche Ausführungtform eines Brennstoffspeisesystems dargestellt
In dem System 10 wird Brennstoff für ein Strahltriebwerk von einem Behälter 11 mit einer
Pumpenanordnung 12 gefördert, wobei diese Pumpenanordnung 12 eine Niederdruck-Förderstufe 13 und eine
Hochdruck-Zahnradpumpe 14 aufweist Der sich kontinuierlich drehende Filter 15 ist zwischen der Niederdruck-Förderstufe
13 und der Hochdruck-Zahnradpumpe i4der Pumpenanordnung 12 vorgesehen. Brennstoff,
der von der Förderstufe 13 kommt, tritt in einen Einlaß 16 auf einer Seite des Filters 15 ein, strömt durch den
Filter hindurch und gelangt dann zur Zahnradpumpe 14, aus der er in die Auslaßseite 17 des Filters 15 eintritt.
Diese Auslaßseite liegt gegenüber der Einlaßseite 16. Der Brennstoff strömt wieder durch den Filter 15 und
zwar entgegengesetzt zu ihrer ersten Strömungsrichtung und weiter zu einer Steuereinrichtung 18 und von
dort zu einer Brennerdüse 19 eines Strahltriebwer kes.
Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß der sich drehende Filter 15 Schmutzteilchen aus dem Brennstoff abfiltert, so daß
diese nicht in die Hochdruckpumpe 14 eintreten. Die-.e ausgefilterten Schmuizteilchen werden dann wieder in
den Brennstoff eingeführt, der diese Pumpenstufe verläßt.
Wie F i g. 2 zeigt, wird die Pumpenanordnung 12, die sowohl die Niederdruck-Förderpumpe 13 als auch die
Hochdruck-Zahnradpumpe 14 aufweist, über einen Antrieb 20 angetrieben, der seine Antriebskraft dem
nicht dargestellten Strahltriebwerk entnimmt. Der sich drehende Filter 15 wird von einem Antrieb 21
angetrieben, der mit dem Antrieb der Hochdruck-Zahnradpumpe 14 verbunden ist. Der Antrieb 21 weist ein
Ritzel 22 auf, welches direkt mit einem angetriebenen Zahnrad der Zahnradpumpe 14 verbunden ist. Dieses
Ritzel 22 treibt ein Zahnrad 23 mit Innenverzahnung, welches mit einer Antriebswelle 24 für den Filter 15
ve-bunden ist.
Wie die F i g. 3 und 4 zeigen, weist der sich drehende Filter 15 ein zylindrisches Gehäuse 25 auf, welches aus
zusammenpassenden Gehäusehälften 26 und 27 besteht, die aneinander mittels Schraubenbolzen 28 befestigt
sind. Die Gehäusehälfte 26 weist einen zentralen Ansatz 29 mit einem geschlossenen Ende auf, und dieser fluchtet
mit einem zentralen Ansatz 29' mit offenem Encie, der in der Gehäusehälfte 27 angeordnet ist. Die Ansätze 29
und 29' tragen Lager 30, die drehbar die Antriebswelle 24 aufnehmen. Die Welle ist durch eine Dichtung 31 im
offenen Ende des Ansatzes 29' abgedichtet.
Die Welle 24 weist einen verbreiterten mittleren Nabenabschnitt 32 auf, an dem eine sich drehende
Filterscheibe 33 befestigt ist, die sich radial von dieser Welle aus quer durch den mittleren Abschnitt einer
zylindrischen Kammer 34 erstreckt, die im Gehäuse 25
vorhanden ist. Die Filterscheibe 33 besteht, wie dargestellt, aus Endplatten 35 mit öffnungen 36. Zur
Verbindung dieser Öffnungen und zum Zusammenhalten der Baugruppe dienen rohrförmige Elemente 3S.
Diese Elemente enthalten Filtereinsätze 37, wie
beispielsweise gestapelte Siebpackungen. Diese Siebpackungen
weisen einen fortschreitenden feineren Siebgrad vom Einlaß zum Auslaßende der rohrförmigen
Elemente 38 auf (bei der Betrachtung der F i g. 3 von oben nach unten). Die Filterscheibe 33 ist praktisch eine
zylindrische Trommel mit flachen Endflächen und mit einem Umfang, dessen Durchmesser geringer ist als der
des Gehäuses 25, so daß diese Filterscheibe frei in der Kammer 34 sitzt Die Endplatten 35 der Filterscheibe 33
können aus Metall, aus starrem Kunststoff od. dgl. bestehen, wobei die Öffnungen 36 den mittleren
Nabenabschnitt 32 umgeben.
Die Gehäusehälfte 26 weist mit Gewinde versehene Ansätze 39 und 40 zu beiden Seiten des mittleren
Ansatzes 29 auf. Die Gehäusehälfte 27 hat ähnliche, mit Innengewinden versehene Ansätze 41 und 42, wobei der
Ansatz 41 mit dem Ansatz 39 fluchtet und der Ansatz 42 mit dem Ansatz 40 fluchtet
Jede Gehäusehälfte 26 und 27 weist einen nach innen sich erstreckenden zylindrischen Flansch 43 auf, der mit
jedem der Ansätze 39 und 40 fluchtet und der sich nach innen bis dicht zur Oberfläche der Filterscheibe 33 hin
erstreckt. Dieser Flansch 43 hat eine äußere Umfangsnut und in dieser Nut ist eine O-Ringdichtung 44
angeordnet. Ein zylindrischer starrer Dichtungsring 45 umgibt die Flansche 43 und dichtet gegen die O-Ringe
44 ab. Federn 46 zwischen den Gehäusehälften und diesen Dichtungsringen 45, wie beispielsweise Federplatten, drücken die Dichtungen 45 gegen die Seiten der
Filterscheibe 33 an.
Die Öffnungen 36 durch den Filter sind kreisbandförmig um den mittleren Nabenabschnitt angeordnet mit
einer radialen Bandbreite, die gleich dem Innendurchmesser der Dichtungsringe 45 ist oder geringer als diese,
so daß sich die Dichtungsringe über die Reihen von Öffnungen erstrecken, wie es in F i g. 4 gezeigt ist.
Die Flansche 43 und die Dichtungsringe 45 arbeiten zusammen, und bestimmen lokalisierte Bereiche d-eses
Bandes mit den Öffnungen 36 an dem Einlaß 16 und dem Auslaß 17. Der Ansatz 39 steht mit dem Kreisbereich
innerhalb des Flansches 43 in Verbindung und eine von diesem Ansatz 39 kommende Strömung fließt durch
diesen lokalisierten Bereich und die Öffnungen 36, die mit diesem Bereich fluchten, hindurch und dann in einen
kreisförmigen Bereich auf der anderen Seite der Filterscheibe, der mit dem Ansatz 41 in Verbindung
steht. In gleicher Weise mündet der Ansatz 42 in einen lokalisierten Bereich auf der anderen Seite des
Gehäuses, der wiederum mit einem Abschnitt von Öffnungen in Verbindung steht, der diametral dem
Einlaß gegenüberliegt und diese Öffnungen geben die Strömung durch den Ansatz 40 hindurch ab.
In Fig.4 ist der lokalisierte Bereich von Öffnungen
36, der mit dem Einlaß 16 fluchtet, mit 47 bezeichnet, während der lokalisierte Bereich von Öffnungen, der mit
dem Auslaß 17 fluchtet, mit 48 bezeichnet ist.
Wenn die Filterscheibe 33 von der Antriebswelle 24 angetrieben wird, fluchten die Filteröffnungen 36
nacheinander mit den Bereichen 47 und 48 und die Strömung, die durch den Einlaß 16 hindurchströmt, wird
gefiltert, wobei die Srhmutzteilchen von den Filtereinsätzen 37 zurückgehalten werden. Lediglich klar
gefilterter Brennstoff kann in die Hochdruck-Zahnradpumpe 14 eintreten.
Der Brennstoff, der aus der Hochdruck-Zahnradpumpe 14 austritt, tritt dann auf der Auslaßseite 17 ein und
strömt zurück durch die Filterscheibe 33 und zwar in enigegengeseizter Richtung zu der Richtung, in der der
Brennstoff zuerst durch den Filter hindurchgegangen ist. Dadurch werden die Filtereinsätze 37 gespült und die
Schmutzteilchen werden aus dem Filter herausgewaschen. Die gesäuberten Filterabschnitte werden dann
zum Einlaß 16 zurückgeführt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Filter in einem Brennstoffspeisesystem für Brennkraftmaschinen mit einer Niederdruck-Förderpumpe
und einer Hochdruck-Zahnradpumpe, bei der der Brennstoff vor der Hochdruck-Zahnradpumpe
in einer Richtung und hinter der Hochdruck-Zahnradpumpe in der entgegengesetzten Richtung
durch einen Filterabschnitt geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (15) als
Drehfilter ausgebildet ist, der mit einem auf einer Seite der Drehachse liegenden Abschnitt (47) in der
zur Hochdruck-Zahnradpumpe (14) hinführenden Leitung und mit einem auf der anderen Seite der
Drehachse liegenden Abschnitt (48) in der von der Hochdruck-Zahnradpumpe (14) wegführenden Leitung
angeordnet ist, daß diese Abschnitte (47, 48) von beiderseits gegen die Filterscheibe (33) vorstehenden
zylindrischen Gehäuseinnenflanschen (43) und diese umschließenden, der Filterscheibe (33)
anliegenden Dichtringen (45) umgrenzt sind und daß die Filterscheibe (33) in ihren Durchlaufbereichen
durch diese Abschnitte mit das Filtermaterial (37) enthaltenden, voneinander getrennten Rohrkörpern
(38) durchsetzt ist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial (37) aus gestapelten
Siebabschnitten besteht, die in der zur Hochdruck-Zahnradpumpe (14) führenden Strömungsrichtung
aufeinanderfolgend feiner sind.
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