DE2515785A1 - Anordnung zum vermeiden der kavitation bei einer hauptpumpe - Google Patents
Anordnung zum vermeiden der kavitation bei einer hauptpumpeInfo
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Description
DIPL.-ING. HORST RCSSB DIPLING. PETER KOSEL
3353 Bad Gandersheim, 10. ApriH
Postfach 129
Hohenhöfen 5
Telefon: (05382) 2842
Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim
Unsere Akten-Nr. 2506/51
MESSIER-HISPAIiO ^, Ff.
Patentgesuch vom 10. April 1975
Patentgesuch vom 10. April 1975
5, rue Louis Lejeune
92120 Hontrouge
FRANKREICH
Anordnung zum Vermeiden der Kavitation bei einer Hauptpumpe
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Vermeiden der Kavitation bei einer Hauptpumpe, z.B. einer selbstregelnden
Axialkolbenpumpe.
Die selbstregelnden Pumpen, die im allgemeinen in Flugzeugen
verwendet werden, haben Fördermengen, die innerhalb weiter Grenzen schwanken können, z.B. von wenigen Prozent bis
zu 100 %, und diese Schwankungen können innerhalb sehr kurzer
Zeitspannen vorkommen, welche in der Größenordnung von einer ZehntelSekunde liegen können. Die Strömungsgeschwindigkeit
in der - gegebenenfalls sehr langen - Zufuhrleitung muß sich also sehr schnell von einem Wert in der Gegend von Null
auf einen Maximalwert ändern können und umgekehrt, wodurch im Übergangszustand Kavitationserscheinungen auftreten können,
welche die Funktion dieser Pumpen beeinträchtigen können und ihre Lebensdauer verkürzen.
Um dies zu verhindern, beaufschlagt man in der Regel
den Druckmittel-Vorratsbehälter mit einem Druck, indem man
Preßluft aus dem Drucksystem der Kabine oder aus dem
Bankkonto: Norddeutsche Landesbar.k, Filiale Bad Gandersheim, Kto.-Nr.22,118.970 ■ Postscheckkonto: Hannover 66715 R&/Rg·
Β09844/03β2
--7 fi ζ
-
- 2 - I
Kompressor entnimmt, welcher vom selben Motor angetrieben !
wird," der auch die Pumpe antreibt. · '
Ebenso gelingt es auch, die Kavitationserscheinungen :
auszuschalten, indem man auf der Saugseite der Pumpe
dadurch einen Druck erzeugt, daß man einen Vorratsbehälter ;
mit Stufenkolben verwendet, wobei dem kleinen Querschnitt ;
des Stufenkolbens der Förderdruck zugeführt wird. Diese '
Lösung ist nur dann zufriedenstellend, wenn der Eingangs- !
druck richtig gewählt ist, und außerdem kann sie zu einem .
schlechten Wirkungsgrad der Anordnung führen, wenn bei ! ziemlich niedrigem Förderdruck die volle Fördermenge verlangt
wird. . ;
Bei all diesen Lösungen muß man über einen Druck ver- I
fügen, welcher ausreicht, um den Druckverlust zwischen |
Vorratsbehälter und selbstregelnder Pumpe auszugleichen und \
die Flüssigkeitssäule in der Saugleitung genügend be- !
schleunigen zu können, um auch zeitweilige Kavitations- \
erscheinungen zu vermeiden. Diese Probleme werden noch j
schwieriger, wenn ein Ausfall in der Druckanlage der :
Systeme auftritt, welche Gas-Hilfsdruckquellen verwenden, j
d.h. der beiden angegebenen ersten Systeme.
Eine andere bekannte Lösung zum Vermeiden der j
Kavitation infolge abrupter Fördermengenänderungen j
besteht darin, auf der Druckseite der selbstregelnden \
Pumpe irgendwo einen Druckspeicher vorzusehen, welcher j
einen Teil der verlangten Fördermenge liefert und um ■
diesen Teil die von der Pumpe abzugebende Fördermenge und \
damit auch die Beschleunigung vermindert, die in solchen '
Fällen zum Erhöhen der Geschwindigkeit der Flüssigkeits- !
säule auf der Saugseite der Pumpe erforderlich ist. Jedoch J
ist die Verwendung eines Druckspeichers wenig wünschenswert, j
da er viel Platz benötigt, verwundbar ist und im Betrieb j
nicht weich arbeitet. . j
509844/0362
— "5 —
Die vorliegende Erfindung betrifft also eine verbesserte Anordnung zum Vermeiden der Kavitation bei
einer Pumpe, z.B. einer selbstregelnden Axialkolben-Hauptpumpe, wobei kein Druckspeicher benötigt v/erden soll.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer eingangs genannten Anordnung dadurch erreicht, daß eine Aufladepumpe vorgesehen
ist, deren Rotor von demjenigen der Hauptpumpe antrei^bbar ist, daß zwischen der Saugseite der Hauptpumpe
und der Förderseite der Aufladepumpe eine ständige Verbindung vorgesehen ist, und daß zwischen der Förderseite
der Aufladepumpe und dem Vorratsbehälter eine Neb ens chluß Verbindung vorgesehen ist, welche sich druckabhängig
dann öffnet, wenn der Druck an der Saugseite der Hauptpumpe einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Man erreicht so mit einfachen Mitteln, daß der Hauptpumpe ständig genügend Druckmittel auf der Saugseite zur
Verfügung steht. Wird dieses Druckmittel nicht benötigt, so strömt es über den Nebenschluß zurück. Abrupte Zunahmen
der Fördermengen bewirken ein schnelles Schließen des Nebenschlusses, und die Aufladepumpe speist dann mit einem
wesentlichen Teil ihrer Fördermenge die Hauptpumpe, so daß eine Kavitation vermieden wird. Auch bei voller
Fördermenge kann noch ein Teil der überschüssigen Förderung der Aufladepumpe über den Nebenschluß zum
Vorratsbehälter strömen, insbesondere bei hohen Drehzahlen, damit auch bei niedrigen Drehzahlen und voller
Fördermenge ein kavitationsloser Betrieb gewährleistet
bleibt. Dabei geht man ferner mit Vorteil so vor, daß in der Nebenschlußverbindung ein Überdruckventil vorgesehen
ist.
"Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner
Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel. Die einzige Figur zeigt im Schnitt
eine Aufladevorrichtung für eine selbstregelnde Axial-
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kolbenpumpe.
Die erfindungsgemäße Aufladevorrichtung kann mit den meisten bekannten Pumpenbauarten kombiniert werden. Beim
dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist als Hauptpumpe eine selbstragelnde Axialkolbenpumpe dargestellt.
Eine Aufladepumpe P1 hat ein Gehäuse 1, das mit dem
Gehäuse 2 einer selbstregelnden Axialkolbenpumpe P zusammengebaut ist. Der Rotor 3 öler Aufladepumpe P1 wird
über eine Zwischenwelle 4 von der Welle 5 der Pumpe P angetrieben. Die Pumpe P1 kann eine Kreiselpumpe, axiale
Kreiselpumpe oder eine Axialpumpe sein«,
Die Aufladepumpe P1 hat eine Saugöffnung 6, die über
eine Leitung 8 mit einem Vorratsbehälter 7 für hydraulisches Druckmittel verbunden ist. Ein Heizkörper 9 kann vorgesehen
werden, um das hydraulische Druckmittel vor seinem Eintritt in die Pumpe P1 zu erwärmen und so evtl. Schwankungen
der Umgebungstemperatur auszugleichen. Nach dem Durchströmen des Austrittskanals 10 der Pumpe P1 strömt das
Druckmittel zu einer als Nebenschlußverbindung dienenden,
zum Vorratsbehälter 7 zurückführenden Leitung 11, und zwar
durch eine Öffnung 12, die normalerweise durch ein Überdruckventil in Form eines Schließglieds 13 geschlossen
gehalten wird, welches Schließglied 13 von einer Feder
beaufschlagt ist. Die Vorspannung der Feder 14 wird so gewählt, daß im gesamten Spektrum der Betriebszustände
der Hauptpumpe P und der Aufladepumpe P1, und insbesondere
in großen Höhen, der Druck auf der Saugseite der Hauptpumpe P ausreicht, um das Auftreten von Kavitationserscheinungen zu vermeiden.
Schließglied 13 und Feder 14 sind im Inneren einer
Ausnehmung 15 des Gehäuses der Pumpe P1 angeordnet. Der Austrittskanal 10 der Pumpe P1 kommt jeweils mit den
Ansaugöffnungen 16 des Zylinderkörpers 18 der Axialkolbenpumpe in Verbindung, wenn diese vor den Kanal zu liegen
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kommen. Bei der aargestellten Ausführungsform stellt das
Zwischenstück 17 der Aufladepumpe P1 den Steuerspiegel dar,'
gegen den sich der Zylinderkörper 18 der selbstregelnden
Pumpe P abstützt.
Zwischenstück 17 der Aufladepumpe P1 den Steuerspiegel dar,'
gegen den sich der Zylinderkörper 18 der selbstregelnden
Pumpe P abstützt.
Das Schließglied 13 hat einen rohrförmigen Fortsatz 19,
und einen vergrößerten Kopf 20, der von quer verlaufenden ' Ausnehmungen 21 durchdrungen ist, welche den Innenraum 22
der Hauptpumpe P mit der Innenausnehmung des Schließglieds
13 verbinden, und zwar über einen Durchlaß 23, der im
Steuerspiegel 17 vorgesehen ist. Die Ausnehmung des : Schließglieds 13 steht ihrerseits mit der Rücklaufleitung : 11 in Verbindung, so daß Lecköl aus dem Innenraum 22
direkt zum Vorratsbehälter 7 zurückströmen kann und im
Betrieb bei geeigneter Auslegung sogar eine Art Venturi- = effekt entstehen kann.
und einen vergrößerten Kopf 20, der von quer verlaufenden ' Ausnehmungen 21 durchdrungen ist, welche den Innenraum 22
der Hauptpumpe P mit der Innenausnehmung des Schließglieds
13 verbinden, und zwar über einen Durchlaß 23, der im
Steuerspiegel 17 vorgesehen ist. Die Ausnehmung des : Schließglieds 13 steht ihrerseits mit der Rücklaufleitung : 11 in Verbindung, so daß Lecköl aus dem Innenraum 22
direkt zum Vorratsbehälter 7 zurückströmen kann und im
Betrieb bei geeigneter Auslegung sogar eine Art Venturi- = effekt entstehen kann.
Wenn die Drehzahl der Hauptpumpe P niedrig ist, wird
die gesamte Fördermenge der Aufladepumpe P1 von der Pumpe P
angesaugt. Nimmt die Drehzahl zu, so kommt der Zeitpunkt,
an dem der im Austrittskanal 10 entstehende Druck genügend
groß wird, um das Schließglied 20 zu öffnen. Derjenige
Teil der Fördermenge der Pumpe P1, der größer ist als die von der Pumpe P benötigte Druckmittelmenge, fließt über den ·; Durchlaß 12 und die Leitung 11 zum Vorratsbehälter 7 zurück,
ebenso die Leckölmenge der Hauptpumpe ■ P. Diese Lecköl- ; menge, die zwischen dem Zylinderkörper 18 und dem Steuer- ; spiegel 17 entweicht, fließt über den Durchlaß 23 und die ! Querbohrungen 21 des Schliei3glieds 13 zur Leitung 11.
die gesamte Fördermenge der Aufladepumpe P1 von der Pumpe P
angesaugt. Nimmt die Drehzahl zu, so kommt der Zeitpunkt,
an dem der im Austrittskanal 10 entstehende Druck genügend
groß wird, um das Schließglied 20 zu öffnen. Derjenige
Teil der Fördermenge der Pumpe P1, der größer ist als die von der Pumpe P benötigte Druckmittelmenge, fließt über den ·; Durchlaß 12 und die Leitung 11 zum Vorratsbehälter 7 zurück,
ebenso die Leckölmenge der Hauptpumpe ■ P. Diese Lecköl- ; menge, die zwischen dem Zylinderkörper 18 und dem Steuer- ; spiegel 17 entweicht, fließt über den Durchlaß 23 und die ! Querbohrungen 21 des Schliei3glieds 13 zur Leitung 11.
Der übrige Teil der Fördermenge der Pumpe P1 fließt in i
i die Hauptpumpe P. ,
Der Vorratsbehälter 7 muß in an sich bekannter "Weise :
ein Gitter 24 enthalten, das die Rücklauföffnung 25 und ,
die Austrittsöffnung 26 voneinander trennt, um zu ver- :
hindern, daß emulgiertes Druckmittel zur Aufladepumpe P1 j
gelangt. |
5C9844/0362
Andererseits ist es vorteilhaft, einen "Überspeisungseffeiet"
zu erzeugen, d.h. einen variablen Speisedruck, welcher die Druckunterschiede kompensiert, die eine Folge
der Höhenänderungen der Flugzeugs zv/ischen Bodenhöhe und maximaler Steighöhe sind. Zu diesem Zweck kann man über
die Öffnung 27 den Vorratsbehälter 7 unter 'Druck setzen, um den Druck zu erhöhen, mit dem das hydraulische Druckmittel
die Aufladepumpe P1 speist.
Patentanwälte Dipl.-Inx Horst Rösö
Dipl.-Ing. Peter Kose!
SQ9844/Q382
Claims (8)
- DlPL-ING. HORST fiöSE Dl PL.-ING. PETER KOSELPATENTANWÄLTE3353 Bad Gandersheim, 10. April 1975Postfach 129Hohenhöfen5Telefon: (05382) 2842Telegramm-Adresse: Siedpatent BadgandershsimUnsere Akten-Nr. 2506/51MESSIER-HISPANOPatentgesuch vom 10. April 1975Patentansprüche1J Anordnung zum Vermeiden der Kavitation bei einer Hauptpumpe, z.B. einer selbstregelnden Axialkolbenpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufladepumpe (P1) vorgesehen ist, deren Rotor (3) von demjenigen (5) der Hauptpumpe (P) antreiebbar ist, daß zwischen der Saugseite(i6) der Kauptpumpe (P) und der Förderseite der Aufladepumpe eine ständige Verbindung (10) vorgesehen ist, und daß zwischen der Förderseite der Aufladepumpe und dem Vorratsbehälter (7) eine Nebenschlußverbindung (11) vorgesehen ist, welche sich druckabhängig dann öffnet, wenn der Druck an der Saugseite (16) der Hauptpumpe (P) einen vorgegebenen Viert überschreitet,
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leckmengen der Hauptpumpe (P) zur Förderseite der Aufladepumpe (P1) abgeleitet werden.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ■ eine der Aufladepumpe (P1) vorgeschaltete Anordnung (9) zum Erwärmen des hydraulischen Druckmittels.
- 4. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (7) der Aufladepumpe (P1) mit einer Überdruckquelle verbindbar ist, um die Hauptpumpe (P) ständig mit einer Übermenge von Druckmittel zu versorgen.Ra/Rg.Bankkonto: Norddeutsche Landesbank. Filiale Bad Gandersheim, Kio.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715509844/0362
- 5. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nebenschlußver- : bindung (11) ein Überdruckventil (20) vorgesehen ist. - 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Überdruckventil ein federbeaufschlagt.es Schließ- ' glied (20) aufweist, das in einer Gehäuseausnehmung (16)
angeordnet ist und eine etwa rohrförmige, mit dem Vorratsbehälter (7) verbundene Ausnehmung (13) sowie einen
vergrößerten Kopf (20) aufweist, welch letzterer normaler- ;weise durch die Federbeaufschlagung (14) gegen eine erste
Öffnung (12) der Ausnehmung (13) gehalten wird, welche
Öffnung die Förderseite der Aufladepumpe mit der Gehäuseausnehmung (16) verbindet, und daß der Kopf (20) quer
verlaufende Ausnehmungen (21) auf der Abströmseite der
ersten Öffnung (12) aufweist, welche mit einer zweiten
Öffnung (23) in Flüssigkeitsverbindung stehen, welche i Öffnung (23) zur Abfuhr des Lecköls der Hauptpumpe (P)
über die quer verlaufenden Ausnehmungen (21) und die ; rohrförmige Ausnehmung (13) zum Vorratsbehälter (7) dient. ; - 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Vorratsbehälter (7) und dem Einlaß (6)der Aufladepumpe (P1) ein Heizkörper (9) zum Erwärmen ;■ des vom Vorratsbehälter (7) zuströmenden Druckmittels : vorgesehen ist. . ■ ί - 8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorratsbehälter (7) eine Vorrichtung (27) I zur Druckbeaufschlagung des Druckmittels im Vorratsbehälter j (7) zugeordnet ist. ]Patentanwälte IDipl.-Ing. Horst Rö·· jpg Dipl.-Ing. Peter Kosolη η η ι ι
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BHN | Withdrawal |