DE2423707A1 - Pumpeneinheit - Google Patents
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Description
! W/Vh-3044
14.5.74 ι General Motors Corporation, Detroit, Mich., V.St.A.
Pumpeneinheit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpeneinheit mit hohem Auslassdruck während des Anlaufens mit einer Verdrängerpumpe,
die in einer Pumpenkammer einen ringförmigen Läufer mit Schaufeln enthält, die abgedichtet über eine exzentrische
ortsfeste Nockenfläche gleiten, wobei zwischen dem Läufer und der Nockenfläche eine mit einem Einlass verbundene
Niederdruckzone und eine mit einem Auslass verbundene Hochdruckzone gebildet werden.
j Eine Verdrängerpumpe dieser Art ist beispielsweise
durch die US-PS 3 008 424 bekannt.
Zur Brennstoffversorgung von Gasturbinentriebwerken werden Schleuderpumpen verwendet, die im normalen Drehzahl-
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bereich zwar die erforderliche Fördermenge mit erforderlichem Förderdruck zu liefern imstande sind, jedoch nicht im niedrigen
Drehzahlbereich, der beim Anfahren des Triebwerks durchlaufen wird. Es sind daher Anordnungen bekannt (z,B# US-PS 3 547 557),
in denen der Schleuderpumpe eine Verdrängerpumpe zugeordnet ist, die während des Anlaufbereichs arbeitet und so^dann abgeschaltet
wird, wenn die Schleuderpumpe eine ausreichende Fördermenge liefert. Der Antrieb dieser Pumpen erfolgt von der Turbinenwelle
über Zahnradgetriebe. Im ganzen gesehen, ergibt sich
hierdurch ein verwickelter und daher aufwendiger Aufbau.
Bei Gasturbinentriebwerken kleinerer Leistung
und ist eine weniger genaue Regelung der Temperatur / Drehzahl
erforderlich, auch sind die Anforderungen bezüglich des Beschleunigens und Verzögerns weniger kritisch als bei Trejifawerken
grosser Leistung, so dass eine Vereinfachung zur Verringerung des Herstellungsaufwandes tragbar ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Vereinfachung derartiger Pumpeneinheiten durch eine für ^
diese Zwecke besonders geeignete Ausgestaltung der Verdrängerpumpe zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin-I
dung ergeben sich aus den Unttransprüchen.
Durch die Erfindung wird eine gedrängt bauende j Pumpeneinheit geschaffen, die mit geringen Kosten herstellbar
&t, wobei die eine Pumpe oberhalb der Leerlaufdrehzahl des
; Triebwerks eine grosse Fördermenge mit ausreichendem Druck ; liefert, während eine zweite Pumpe vom Anlaufen bis zur Leerlaufdrehzahl
die erforderliche Fördermenge mit hohem Druck j liefert, wobei der Betrieb der ersten Pumpe von dem der zweiten
; unabhängig ist, sobald das Triebwerk die Leerlaufdrehzahl
j erreicht oder überschreitet. Durch die erfindungsgemässe Aus-
gestaltung können die Pumpen so ausgebildet werden, dass sie j
j in hohem Masse gegen Abnutzung durch Verunreinigungen des 1 Brennstoffes geschützt sind. Vorteilhaft ist die zweite Pumpe j als kleine Verdrängerpumpe ausgebildet, da sie die Versorgung
j in hohem Masse gegen Abnutzung durch Verunreinigungen des 1 Brennstoffes geschützt sind. Vorteilhaft ist die zweite Pumpe j als kleine Verdrängerpumpe ausgebildet, da sie die Versorgung
1 mit Brennstoff nur bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl
i vorzunehmen hat. Die erste Pumpe ist als Schleuderpumpe ausge- ; bildet, die vorteilhaft unmittelbar mit der Turbinenwelle gekuppelt
ist, so dass sie die erforderlichen Fördermengen und Förderdrücke erreichen kann. Durch den Anbau der Schleuderpumpe
an der Rückseite der Verdrängerpumpe ergibt sich ein äusserst ged-rängter Aufbau; ferner ist die zum Schalten der verschiedenen
Betriebszustände erforderliche Steueranlage einfach im
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Aufbau und zuverlässig im Betrieb.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen
Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der einzelnen Bauteile der Pumpeneinheit in auseinander
gezogener Darstellung,
Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine Pumpeneinheit mit einheitlichem Pumpengehäuse,
Fig. 3 einen vergrösserten Querschnitt nach der
Linie 3-3 in Fig. 2 in Richtung der Pfeile
gesehen,
gesehen,
Fig. 4 einen der Fig. 3 ähnlichen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform und
Fig. 5 ein Schaubild, in dem Fördermengen über der
Drehzahl in Prozent der Höchstdrehzahl aufgetragen sind»
Drehzahl in Prozent der Höchstdrehzahl aufgetragen sind»
Die in Fig. 1 dargestellte Pumpeneinheit 10 dient
dazu, Brennstoff aus einem Brennstoffbehälter 12 einem Zumess- ' ventil 14 zuzufordern, das mit Brennstoffeinspritzdüsen 16 eines, Gasturbinentriebwerks verbunden ist. Der Brennstoffstrom erfolgt' von einem Einlass 18 durch einen Brennstoffentlüfter 20 zu einer Startleitung 22, die an ein Umschaltventil 24 angeschlossen ist., In der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Umschaltventils
dazu, Brennstoff aus einem Brennstoffbehälter 12 einem Zumess- ' ventil 14 zuzufordern, das mit Brennstoffeinspritzdüsen 16 eines, Gasturbinentriebwerks verbunden ist. Der Brennstoffstrom erfolgt' von einem Einlass 18 durch einen Brennstoffentlüfter 20 zu einer Startleitung 22, die an ein Umschaltventil 24 angeschlossen ist., In der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Umschaltventils
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j 24 ist die Startleitung 22 mit einer Leitung 26 verbunden,
i die zu einem Einlass 28 einer Verdrängerpumpe 30 führt, deren
: Fördermenge drehzahlabhängig ist. Aus der Verdrängerpumpe 30 j strömt der Brennstoff axial durch Öffnungen 130 ab und gelangt
• zu einer Schleuderpumpe 34, deren Auslass 36 über eine Leitung
ι 38 mit dem Zumessventil 14 verbunden ist. Ferner ist eine ! Leitung 40 vorgesehen, die bei bestimmten Betriebsbedingungen
j die Startleitung 22 unmittelbar über eine Einlassdrossel 174
\ mit einem Einlass 42 der Schleuderpumpe 34 verbindet.
j Die Pumpeneinheit hat ein spulenartiges einteiliges
j Gehäuse 44, das einen Teil des Brennstoffentlüfters 20 und auch
• einen Teil der Verdrängerpumpe 30 bildet. Das einteilige Gehäuse
i 44 ist durch Deckel 46 und 48 an den Stirnseiten verschlossen,
' um die an ein kleines Gasturbinentriebwerk anbaubare Pumpen-
: einheit zu bilden.
! Der erste Deckel 46 enthält einen rohrförmigen
i Stutzen 50, an dessen Mantelfläche der Einlass 18 gebildet ist.
I Der Einlass 18 leitet den Brennstoff durch den Stutzen 50 in
den Einlass einer spiraligen Kammer 54 (Fig. 2), die durch eine spiralige Fläche 56 im ersten Deckel 46 und eine in
gleicher Weise geformte konkave spiralige Fläche 58 in einem Teil 60 des einteiligen Gehäuses 44begrenzt wird.
Wie Fig. 2 zeigt, ist der äussere Rand 62 des ersten Deckels 46 mit dem äusseresi Rand 64 des Teils 60 des
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Pumpengehäuses durch Schrauben 66 und aufgesetzte Muttern 68
unter Zwischenlage einer ringförmigen Dichtung 70 miteinander verbunden.
Der Brennstoffentlüfter 20 hat ein Pumpenrad 72 in Form einer Tragscheibe 74, die dicht neben dem Teil 60 des
Gehäuses liegt und mit dem Aussenrand dicht neben der Innenkante der spiraligen Kammer 54 endet. Das Pumpenrad 72 hat eine zentrale
Nabe 76 und mehrere radiale Schaufeln 78, die sich zum Aussenrand des Pumpenrades unter Verringerung ihrer Höhe erstrecken.
Durch den Stutzen 50 erstreckt sich eine Antriebswelle ; 80 in die spiralige Kammer 54, wobei im Bereich des Stutzens
50 Dichtungen 82 vorgesehen sind. Das ausserhalb des ersten Deckels liegende Ende der Antriebswelle 80 trägt ein Ritzel 84,
' über das die Antriebswelle unmittelbar mit einer nicht darge- ; stellten Turbinenwelle kuppelbar ist, so dass die Pumpeneinheit
\ mit Drehzahlen in dem Bereich von 40 000 bis 60 000 U/min betrieben
werden kann.
Die Antriebswelle 80 erstreckt sich axial durch einen rohrförmigen Teil 86 des einteiligen Gehäuses 44. In diesem
Teil ist die Antriebswelle 80 durch ein erstes Lager 88 (Fig.2) abgestutzt, das am einen Ende des Teiles 86 vorgesehen einem
mit diesem verbundenen aus s er en Laufring 90 und einen mit der j
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\ Antriebswelle 80 verbundenen inneren Laufring 92 aufweist.
j Zwischen den Laufringen laufen Kugeln 94.
! " Neben diesem Lager ist ein zweites Lager 96
auf der dem ersten Deckel 46 abgewandten Seite vorgesehen, das aus einem Aussenlaufring 98, der mit dem Teil 86 verbunden ist,
; und einem mit der Antriebswelle 80 verbundenen inneren Laufring 100 besteht. Zwischen den Laufringen sind Kugeln 102 vorgesehen.
! Eine zylindrische Scheibe 104 ist in das dem Deckel 46 abgej wandte Ende des Teils 86 eingesetzt, um eine Dichtung 106 gegen
das Lager 96 abgedichtet zu halten. Hierdurch sind Flüssigkeitsverluste längs der Antriebswelle 80 in ein zylindrisches Eumpeni
gehäuse 108 verhindert, das am rechten Ende des einteiligen Gehäuses 44 angeordnet ist.
Die zylindrische Scheibe 104 hat einen Ansatz 110, der im Bereich des zylindrischen Pumpengehäuses 108 der Ver-Idrängerpumpe
liegt,und weist eine zur Antriebswelle 80 exzentrische Nockenfläche 112 auf.
Der Einlass 28 der Verdrängerpumpe 30 steht titier
einen Schlitz 114 (Fig.3) an der einen Seite am Rande der Scheibe 104 in Verbindung, der mit einer JJiederdruckzone 116 der Pumpenkammer
zwischen der Nockenfläche 112 und dem Läufer 118 der Verdrängerpumpe gebildet ist. Der Läufer 118 enthält einen Ring
120, der mehrere über den Umfang verteilte Schlitze 122 enthält, die sich vom Aussenrand zu einer zentralen Bohrung 124 erstrecken!«
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Der Ring 120 liegt konzentrisch zurAntriebswelle 80, die sich
axial durch eine Bohrung 126 in der zylindrischen Scheibe 104
erstreckt.
axial durch eine Bohrung 126 in der zylindrischen Scheibe 104
erstreckt.
Der Ring 120 hat von der Nockenfläche 112 Abstand,
so dass zusätzlich zu der Niedrdruckzone eine Hochdruckzone
128 gebildet wird, die über einen Schlitz 129 Verbindung mit
einem Auslass 131 hat. Dieser Auslass steht mit den bereits
erwähnten öffnungen 133) in Verbindung, dfcer in der umlaufenden j Tragscheibe 132 eines Pumpenrades 134 der Schleuderpumpe 34 j vorgesehen sind. Der Ring 120 ist durch Schrauben 135 mit der I Tragplatte 132 des Pumpenrades der Shhleuderpumpe verbunden,
so dass beide von der Antriebswelle 80 als Einheit angetrieben
werden. ι
so dass zusätzlich zu der Niedrdruckzone eine Hochdruckzone
128 gebildet wird, die über einen Schlitz 129 Verbindung mit
einem Auslass 131 hat. Dieser Auslass steht mit den bereits
erwähnten öffnungen 133) in Verbindung, dfcer in der umlaufenden j Tragscheibe 132 eines Pumpenrades 134 der Schleuderpumpe 34 j vorgesehen sind. Der Ring 120 ist durch Schrauben 135 mit der I Tragplatte 132 des Pumpenrades der Shhleuderpumpe verbunden,
so dass beide von der Antriebswelle 80 als Einheit angetrieben
werden. ι
Um einen grossen Förderdruck in der Anlaufperiode ■
vom Anlaufen bis zun Erreichen der Leerlaufdrehzahl zu erhalten,;
enthält der Ring 120 mehrere fliehkraftabhängige Schaufeln, j I die bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 als Schaufeln !
1136 ausgebildet sind, die mit einem Fuss 138 je in einem der J
i Schlitze 122 um einen Zapfen 140 schwenkbar im Ring 120 gela- i
!gert sind. Eine Feder 142 umgibt den Zapfen 140 und ist mit \
i ihrem einen Ende 144 am Ring 120 befestigt, während ihr anderes j
;Ende 146 auf die üchaufel 136 drückt, so dass diese radial ein- j
wärts gedrückt wird, um eine Nase 148 gegen die ortsfeste Nocken-)
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fläche 112 zu drücken. Die Schaufeln 136 sind ferner durch eine ί Druckdifferenz belastet, die durch einen Raum niedrigen Druckes
j 149 und einen Raum 183 hohen Druckes bedingt ist. Die Schaufeln
ι 136 saugen Brennstoff vom Einlass 28 über den Schlitz 114 in
die Niederdruckzone 116 an, aus der der Brennstoff durch die Schaufeln in die Hochdruckzone 128 verlagert wird und von
dort durch die öffnungen 130 abströmt.
Die öffnungen 130 führen zu mehreren Kanälen, die zwischen radialen Schaufeln 150 des Pumpenrades 134 gebildet
sind, aus denen der Brennstoff damn in einen Ringkanal 152 strömt, der durch ein spiraliges Gehäuse 154 begrenzt ist,
das zum Auslass 36 führt. Der restliche Teil des Ringkanals 152 wird durch ein konkaves spiraliges Gehäuseteil 156 am Aussenrand
des zylindrischen Pumpengehäuses 108 begrenzt. Am Aussenumfang vorgesehene Lappen 158 und 160 an Gehäuseteilen 156 und
154 sind durch Schrauben 162 und aufgesetzte Muttern 164 unter Zwischenlage einer Dichtung 166 miteinander verbunden.
Die Antriebswelle 80 ist mit einer zentralen Nabe 168 des Pumpenrades 134 über eine Mutter 170 verbunden,
die auf das Gewindeende 172 der Antriebswelle aufgeschraubt
ist. Dieser Teil liegt innerhalb des Einlasses 42 in dem spirai
ligen Gehäuseteil 194 ausgerichtet zu der Einlassdrossel 174,
ligen Gehäuseteil 194 ausgerichtet zu der Einlassdrossel 174,
die über die Leitung 40 mit gäm Umschaltventil 24 verbunden
ist. ;
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-IiD -
Die Einlassdrossel 174 besteht aus einem an sich bekannten Ventil mit einem Ventilglied, das in der Mitte
des Einlasses 42 liegt. Es wird strömungsabhängig gesteuert, um die Fördermenge aus der Leitung 40 in den Einlass des
Pu$penrades 34 und damit die Fördermenge, die über die an den
Auslass 36 angeschlossene Leitung 38 abfliesst, zu bestimmen.
Beim Anlaufen und Beschleunigen auf die Leerlaufdrehzahl saugt die Pumpeneinheit 10 Brennstoff aus dem
Brennstoffbehälter 12 über den Einlass 18 an, der über den Brennstoff entlüfter 20 und die Startleitung 22 zum Umschalt- i
ventil 24 gelangt, das in der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist, so dass ein Ventilschieber 175 die Startleitung 22 mit
der Leitung 26 verbindet, die zum Einlass 28 der Verdrängerpumpe 30 führt. Unter diesen Betriebsbedingungen ist die Betriebsdrehzahl
so, dass die von der Fliehkraft beeinflussten Schaufeln 136 durch ihre Federn 142 in Anlage gegen die Nockenfläche
112 gehalten werden, so dass von der Verdrängerpumpe Brennstoff gefördert wird, der über die Öffnungen 13$ abströmt.
Der Druck in der Startleitung 22 wird über einen von einem zweiten Ventilschieber 179 freigegebenen Kanal 177 des Umschaltventils
24 über eine Leitung 181 zu einem Ringraum 183 in dem Pumpengehäuse 108 geleitet, um auf die Schaufeln 136 einzu^ \
wirken. I
-11-OP.IQIN'ÄL
INSPECTED
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j -11-
! ' In dieser Betriebsperiode erhöht sich die j Drehzahl der Verdrängerpumpe von Null auf etwa IO 000 U/min.
j Bei einer Ausführungsform der Erfindung erhöht sich dann die
Fördermenge linear gemäss der Kurve 189 in Fig. 5 auf 22,7 l/min
ι 71
■ bei 10 000 U/min. Bei dieser Drehzahl ist die Fliehkraft genügend
gross, um die Kraft der Feder zu überwinden, so dass die abdichtende Anlage der Nasen 148 der Schaufeln 136 gegen die
Nockenfläche 112 verringert wird. Dieser Übergangspunkt 176 ist in Fig. 5 vermerkt.
Ist die Leerlaufdrehzahl erreicht, so wird
das Umschaltventil 24 durch nicht dargestellte Einrichtungen
umgeschaltet, wobei sich die Ventilschieber 175 und 179 nach unten bewegen, so dass die Verbindung zwischen der Startleitung
: 22 und der Leitung 26 unterbrochen wird und die Startleitung
! 22 durch einen Kanal 173 mit der Leitung 40 zur Einlassdrossel 174 verbunden wird. Die Druckbeanspruchung der Schaufeln 136
j wird über einen Kanal 185 und eine Leitung 187 zum Einlass
abgebaut.
Nach Erreichen der Leerlaufdrehzahl und dem erwähnten Umstellen des Umschaltventils 24 bewirkt eine weitere
Drehzahlsteigerung der Antrjfbswelle 80, die unmittelbar mit
der Turbinenwelle gekuppelt ist, auf Werte von 40 000 bis 60 000 U/min, dass das Pumpenrad 134 der Schleuderpumpe fort-
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schreitend ansteigende Fördermengen liefert, die den Betrieb der Turbine ermöglichen.
Während diesör Betriebsperiode ist die Verdrängerpumpe
30 unbelastet, so dass sich eine geringere Wärmeentwick-, lung ergibt und eine geringere Antriebsleistung aufgenommen
wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung
besteht darin, dass nach Zurückziehen der Schaufeln ihre Naaen 148 ausser Eingriff mit der Nockenfläche 112 sind,
wodurch die Abnutzung der Schaufeln wesentlich verringert wird, so dass man diese aus billigeren Werkstoffen herstellen :
kann. Da die Verdrängerpumpe 30 nicht dauernd arbeitet, ist es nicht erforderlich, den Auslass durch ein Umgehungsventil
zu steuern, um einer übermässigen Fördermenge gegenüber der Brennstoffanforderung der Maschine zu begegnen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Pumpenrad 134 der Schleuderpumpe 34 mit dem Ring 120 des
Läufers der Verdrängerpumpe als einteiliges Stück an der Rückseite der Antriebswelle vorgesehen, wodurch sich eine längere
Lebenszeit dieser Bauteile ergibt. Ausser dem einfachen Aufbau ermöglicht dies den Antrieb von der Turbinenwelle ohne Unter- :
setzung. Ferner ist die Pumpeneinheit gegen Verunreinigungen ■
aus dem Brennstoff weitgehend unempfindlich, da der Durchstrom \
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j -13-
j des Brennstoffs im wesentlichen ungedrosselt vom Einlass 18
: bis zu den Brennstoffdüsen 16 erfolgt.
' Bei einer vorläufigen Berechnung wurde ermittelt,
; dass eine Pumpeneinheit 10 nach der Erfindung eine maximale
'· Förderleistung von annähernd 9000 kg je Stunde Kerosinbrennstoff
bei 25 000 U/min ermöglicht. Bei dem dargestellten Ausführungs-
i beispiel ist der maximale Förderdruck der Schleuderpumpe 34
70 kg/cm2 bei 25 000 U/min.
I Fig. 5 veranschaulicht die Arbeitsweise der Pumpen-
; einheit im Anlauf und normalen Betriebsbereich. Die Fördermenge
! gemäss Kurve 189 reicht aus, um die Brennstoffanforderung bis
j zu etwa 40 bis 50 % der Betriebsdrehzahl zu erfüllen, in welchem j Punkt die Schleuderpumpe 34 die Förderung übernimmt und die
. dann erforderliche grössere Fördermenge bei höheren Betriebsi drehzahlen zu liefern Imstande ist, wie dies die Kurve 191
t anzeigt. Eine dritte Kurve 193 zeigt die für den Betrieb der j Turbine notwendige Brennstoffmenge und die Einlassdrossel 174
j bewirkt die erforderliche Drosselung, um die Fördermenge der
ι Schleuderpumpe der Brennstoffanforderung der Turbine anzupassen.
ί
Im daygestellten Ausführungsbeispiel wird der
Förderdruck der Verdrängerpumpe der oberen Seite der Schaufeln
J 136 zugeleitet, um die Federn 142 zu unterstützen, die Nasen
I 148 in Anlage gegen die ortsfeste Nockenfläche 112 zu halten. Die vereinigte Kraft des Förderdruckes der Verdrängerpumpe und
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der Feder steht der Fliehkraft und dem Einlassdruck in dem
Einlass 28 bzw. dem Schlitz 114 entgegen. Bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl wird das Umschaltventil 24, das auf den Druckanstieg
zwischen Einlass und Auslass der Pumpeneinheit 10 und dem Druckanstieg zwischen dem Einlass und Auslass der
Verdrängerpumpe anspricht, durch Federkraft geschlossen. Gleichen sich die Drücke zwischen Einlass und Auslass der
Verdrängerpumpe aus, so wird der Einlass der Verdrängerpumpe gesperrt und die oberhalb der Schaufeln befindlichen Bereiche
zum niedrigen Druck entlastet, so dass die Fliehkraft die Federkraft überwinden kann und diese in die unwirksame Lage
zurückbewegt werden. Wie das Schaubild in Fig. 5 zeigte versorgt
von diesem Zeitpunkt an die Schleuderpumpe 34 allein
die Turbine mit Brennstoff.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform gemäss Fig. 4 hat die Verdrängerpumpe 30 einen Läufer mit einem Ring
186, der über den Umfang verteilt Schlitze 188 enthält, die einen schealen radial inneren Teil 190 und einen erweiterten
oberen Teil 192 enthalten, zwischen denen ein gewölbter Teil liegt, der entsprechend einer abgesetzten Fläche 193 einer
Schaufel 194 ausgebildet ist. Die Schaufel 194 hat eine radial innere Nase 195, die durch eine Feder 196 radial einwärts gegen
eine ortsfeste Nockenfläche 197 gedrückt wird. Die Federn
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stützen sich an gelochten Federtellern 198 ab. Bei dieser Aus-
; führungsform werden die Schaufeln 194 durch die Federn und den
S Auslassdruck der Verdrängerpumpe in Anlage gegen die Nocken-
; fläche 197 gehalten, wenn sich die Pumpeneinheit in der Anlauf- : periode befindet. NaCH Überschreiten der Leerlaufdrehzahl über-
j wiegt die Fliehkraft verstärkt durch den Einlassdruck die ent-
gegenwirkenden Kräfte, so dass die Schaufeln radial nach aussen j ausser Eingriff mit der Nockenfläche 197 bewegt werden, wodurch
die zum Antrieb erforderliche Leistung an einer Antriebswelle
ι 202 verringert wird. Wie bei der ersten Ausfühnungsform bewirkt
i ein nicht dargestelltes Umschaltventil das Sperren des Einlasses
! der Verdrängerpumpe und das Entlüften der AuslaßSeite, wenn
I die Leerlaufdrehzahl überschritten wird, wodurch die Flieh-
i ·
j kräfte die Federkraft schnell überwinden und die Schaufeln in
i
die unwirksame Lage bewegen. Im übrigen ist der Aufbau der Pumpeneinheit dem der ersten Ausführungsform entsprechend gewählt, so dass sich ebenfalls ein gedrängter und billig herzustellender Aufbau der Pumpeneinheit ergibt.
die unwirksame Lage bewegen. Im übrigen ist der Aufbau der Pumpeneinheit dem der ersten Ausführungsform entsprechend gewählt, so dass sich ebenfalls ein gedrängter und billig herzustellender Aufbau der Pumpeneinheit ergibt.
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Claims (4)
- -16-Patentansprüche/ IJPumpeneinheit mit hohem Auslassdruckwährend des Anlaufens mit einer Verdrängerpumpe, die in einer Pumpenkammer einen ringförmigen Läufer mit Schaufeln enthält, die abgedichtet über eine exzentrische ortsfeste Nockenfläche gleiten, wobei zwischen dem Läufer und der Nockenfläche eine mit einem Einlass verbundene Niedrdruckzone und eine mit einem Auslass verbundene Hochdruckzone gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (108) eine Pumpenkammer einer Verdrängerpumpe (30) mit einem Einlass (28) und einem Auslass (131) enthält, und eine sich durch das Gehäuse erstreckende Antriebswelle (80) den in der Pumpenkammer liegenden ringförmigen Läufer (120) trägt, der eine zur Antriebswelle konzentrische zentrale Bohrung (124) aufweist, dass innerhalb der zentralen Bohrung ein ortsfestes Teil (110) mit einer zur Antriebswelle exzentrischen Nockenfläche (112) in Abstand von der zentralen Bohrung angeordnet ist und mit dieser die Niedördruckzone (116) und die Hochdruckzone (128) begrenzt, dass in dem Läufer (120) mehrere sich zur zentralen Bohrung erstreckende Schlitze (122) gebildet sind und in Jedem Schlitz eine Schaufel (136) angeordnet ist, die während der Anlaufperiode-17-409882/0310I -17-mit einer radial nach innen gerichteten Nase (148) in gleitende ; und abdichtende Anlage gegen die Nockenfläche (112) durch eine \ Feder (142) gehalten ist, so dass die Schaufeln Flüssigkeit aus der Nieddrdruckzone in die Hochdruckzone fördern, wodurch ein starker Flüssigkeitsstrom vom Einlass zum Auslass der Ver-■ drängerpumpe bewirkt wird und eine Förderung mit hohem Druck erfolgt, dass die Schaufeln (136) auf eine vorgegebene, bei■ Betrieb mit höheren Drehzahlen auftretende Fliehkraft an-: sprechen und dann radial auswärts bewegt von der Nockenfläche (112) abgehoben werden, wodurch die Förderung der Verdränger- ; pumpe (30) endet und die Abnutzung durch Reibung zwischen den ; Schaufeln und der Nockenfläche bei höheren Drehzahlen vermindert i wird.
- 2. Als Mehrfachpumpe ausgebildete Pumpeneinheit ; nach Anspruch 1 zur Förderung mit hohem Druck in der Anlauf- ; periode und mit erhöhter Fördermenge und verringertem Druckι in höheren Drehzafclbereichen, dadurch gekennzeichnet, j dass das Gehäuse (108) eine Pumpenkammer für eine Schleuderpumpeΐ (34) mit einem Einlass (42) und einem Auslass (36) enthält, i
in dem ein mit der Antriebswelle (80) verbundenes Pumpenrad (134) uMläuft, das Flüssigkeit vom Einlass zum Auslass der Schleuderj pumpe fördert, und dass der Läufer (120) der Verdrängerpumpe j (30) mit der Antriebswelle (80) verbunden mit dem Pumpenrad der Schleuderpumpe als Einheit antrijebbar ist, wobei das Pumpen--18- '4098 8270310rad der Schleuderpumpe im hohen Drehzahlbereich eine Förderung vom Einlass zum Auslass der Schleuderpumpe mit grosser Fördermenge bewirkt. - 3. Pumpeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entlüftungspumpe ein mit der Antriebswelle (80) verbundenes Pumpenrad (20) hat, und einen Einlass (18) und einen Auslass (22) aufweist, und eine Umschalteinrichtung (24) wahlweise den Auslass der Entlüftungspumpemit dem Einlass (28) der Verdrängerpumpe (30) verbindet, wenn deren Schaufeln (136) gegen die Nockenfläche (112) anliegen, oder mit dem Einlass (42) der Schleuderpumpe (34), wenn die Schaufeln der Verdrängerpumpe ausser Anlage mit der Nockenfläche sind, so dass im hohen Drehzahlbereich die Verbindung von der Entlüftungspumpe zur Schleuderpumpe die Verdrängerpumpe umgeht.
- 4. Pumpeneinheit nach Anspruch 2 zur Zuteilung von Brennstoff zu einer Turbine mit einer ausreichenden Druckhöhe über einen weiten Drehzahlbereich der Turbine, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (44) einteilig ist und am einen Ende einen spiralen Kammerteil (58) und am anderen Ende die Pumpenkammer (108) der Verdrängerpumpe (30) aufweist, dass mit dem einen Ende des Gehäuses ein erster Deckel (46) verbunden ist, der einen spiraligen Kammerteil (56) enthält, der \mit dem benachbarten Kammerteil des Gehäuses eine Kammer (54)eines Entlüfters bildet, wobei in dem ersten Deckel ein Einlass-1940988 2/0310"(18) zur Kammer gebildet ist, dass ein zweitere Deckel (48), der die Pumpenkammer der Verdrängerpumpe verschliesst, einen Auslass für ,die Pumpenkammer enthält, dass die Antriebswelle (80) mit ihren einen Ende (84) ausserhalb des ersten Deckels (46) mit einer Turbinenwelle unmittelbar gekuppelt ist, und mit ihrem anderen Ende sich durch den ersten Deckel und das einteilige Gehäuse in die Pumpenkammer der Verdrängerpumpe erstreckt, dass in der Kammer (54) des Entlüfters ein mit der Antriebswelle (80) verbundenes Pumpenrad (20) angeordnet ist, das durch den Einlass im ersten Deckel (46) Brennstoff ansaugt und radial auswärts aus der Kammer durch einen Auslass fördert, dass das in der Pumpenkammer der Verdrängerpumpe (JO) ortsfeste Teil (110) einen Schlitz (114) am Umfang aufweist, der einen Teil des Einlasses der Pumpenkammer der Verdrängerpume ist, dass der Läufer (120) der Verdrängerpumpe innerhalb der Pumpenkammer mit dem anderen Ende der Antriebswelle (80) verbunden , ist und in dem ortsfesten die Nockenfläche aufweisenden Teil ! (110) ein zweiter Schlitz (129) gebildet ist, um die Hochdruckzone der Pumpenkammer der Verdrängerpumpe mit dem Auslass im j -zweiten Deckel (48) zu verbinden, und dass ein Umschaltventil(24) Brennstoff vom Auslass der Entlüfterkammer (54) mit dem Einlass (28) der Pumpenkammer der Verdrängerpumpe (30) während der Anlaufperiode bis zur Leerlaufdrehzahl verbindet und auf-20-409882/0310oberhalb dieser liegende Drehzahlen anspricht, um Brennstoff vom Auslass der Entlüfterkammer unter Umgehung der Verdrängerpumpe zu dem Einlass (42) der Schleuderpumpe (34) zu leiten.5. Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (44) einteilig ist und am einen Ende einen spiraligen Kammerteil (58) und am anderen Ende die Pumpenkammer der Verdrängerpumpe (30) enthält, dass das Gehäuse einen radial auswärts gerichteten spiraligen Teil (156) am Aussenrand aufweist, dass ein erster Deckel (46) einen spiraligen Kammerteil (56) am Aussenumfang und einen seitlichen Brennstoffeinlass (18) zu der von den Kammerteilen im Gehäuse und ersten Deckel begrenzten Kammer (54) eines Brennstoff-Entlüfters aufweist, die einen axialen Einlasstutzen (50) vom Einlass und einen radialen Auslass aufweist und in der ein mit der durch den ersten Deckel hindurchgeführten Antriebswelle (80) verbundenes Pumpenrad (20) umläuft, dass das einteilige Gehäuse eine mittlere Lagerbohrung (86) zur Aufnahme der Antriebswelle enthält, die sich über das andere Ende des einteiligen Gehäuses hinaus erstreckt, dass ein zweiter Deckel (48) eine Einlassöffnung (42) und einen spiraligen Kammejrteil (154) enthält, der mit dem Gehäuse verbunden eine Pumpenkammer für eine Sdhleuderpuimpe (34) begrenzt, die einen Auslass- 21-4 0 9 8 8 2 /0310(36) aufweist und in der ein Pumpenrad (134) angeordnet ist, das Brennstoff vom Einlass im zweiten Deckel zum Auslass der Pumpenkammer der Schleuderpumpe fördert, wobei eine Tragscheibe (132) des Pumpenrades mit dem Läufer (120) der Verdrängerpumpe (30) antriebsmässig verbunden ist, dass das die Nockenfläche tragende ortsfeste Teil (110) einen Einlass (114) zur Niederdruckzone (116) und einen Auslass (129) auä der Hochdruckzone (128) aufweist und in der Tragplatte des Pumpenrades der Schleuderpumpe mehrere Öffnungen (130) vorgesehen sind, durch die Brennstoff aus der Hochdruckzone der Verdrängerpumpe zur Schleuderpumpe und durch diese zu deren Auslass strömt, und dass eine Steuereinrichtung (24) den Auslass der Entlüfterkammer (54) in der Anlaufperiode mit dem Einlass der Verdrängerpumpe (30) und danach abhängig von einer vorgegebenen Drehzahl den Auslass der Entlüfterkammer mit dem Einlass der Schleuderpumpe (34) verbindet.409882/0310Leerseite
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