DE3787712T2 - Dichtung. - Google Patents

Dichtung.

Info

Publication number
DE3787712T2
DE3787712T2 DE87115907T DE3787712T DE3787712T2 DE 3787712 T2 DE3787712 T2 DE 3787712T2 DE 87115907 T DE87115907 T DE 87115907T DE 3787712 T DE3787712 T DE 3787712T DE 3787712 T2 DE3787712 T2 DE 3787712T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
gap
piston
shell
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE87115907T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3787712D1 (de
Inventor
Melvin John Bulman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Application granted granted Critical
Publication of DE3787712D1 publication Critical patent/DE3787712D1/de
Publication of DE3787712T2 publication Critical patent/DE3787712T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41AFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A1/00Missile propulsion characterised by the use of explosive or combustible propellant charges
    • F41A1/04Missile propulsion using the combustion of a liquid, loose powder or gaseous fuel, e.g. hypergolic fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Dichtungen für Flüssigkeits- Hochdrucksysteme, wie beispielsweise Flüssigtreibstoff-Geschütze.
  • Ringdichtungen sind allgemein bekannt und beispielsweise in der US-A-2 117 885, 1 376 130, 539 733, 3 006 254, DE-A-1 096 697, US-A-3 783 737 und 3 996 837 beschrieben. Jede dieser Dichtungen arbeitet in der Weise, daß ein Ring in eine Anlage mit einer Bohrung gedrückt wird, um eine geschlossene, durchgehende Oberfläche zu bilden und für eine begrenzte Anzahl von Feuervorgängen mehr oder weniger wirksam zu sein. US-A-4 050 352 beschreibt eine Flüssigkeits- Präzisionsdichtung für die Zündkammer von einem Flüssigtreibstoff-Ceschütz; diese Dichtung wird am Beginn von jedem Feuervorgang ersetzt. In jedem Ultra-Hochdruck-Hydrauliksystem, wie beispielsweise, aber nicht nur, Flüssigtreibstoff-Geschützen, sind Dichtungen erforderlich, um den Flüssigkeitsverlust während des Betriebs des Systems zu verkleinern. Bei gewissen Anwendungsfällen ist ein diskreter Dichtungsmechanismus nicht ratsam, sondern eine kleine Menge an Flüssigkeitsleckage ist tolerierbar oder wünschenswert.
  • DE-A-2 521 339 beschreibt eine Druckdichtung zwischen der Niederdruckkammer und der Hochdruckkammer von einer Pumpe. Die Dichtung weist eine Dichtungshülse auf, die einen Spalt mit der Welle der Pumpe bildet. Das nahegelegene Ende der Hülse auf der Hochdruckseite wird durch den hohen Druck der Hochdruckkammer radial nach außen gegen einen entsprechenden Abschnitt des Pumpengehäuses gedrückt, um eine Dichtung zwischen den Hoch- und Tiefdruckkammern zu erreichen. Der Spalt zwischen dem entfernten Ende der Hülse und der Welle bleibt konstant. Die Dichtungshülse ist ein feststehendes Teil, das nicht mit einem Kolben verbunden ist und nicht in Funktion tritt, so daß das Fluid, das entlang der Länge des Spaltes strömt, einen zunehmend kleineren Druck entwickelt, der an dem entfernten Ende davon kleiner als der Außendruck wird.
  • Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Mechanismus zu schaffen, der eine nicht-diskrete Dichtung durch eine Flüssigkeitsleckage erreicht, die minimal und kontrolliert ist.
  • Ein Merkmal dieser Erfindung ist die Schaffung eines Dichtungsmechanismus zwischen zwei zusammenpassenden Oberflächen, die beispielsweise eine Kolbenfläche und eine Zylinderfläche sein können, indem ein progressiv, aber nicht notwendigerweise gleichförmig, abnehmender Betriebsspalt zwischen den zwei Oberflächen für die Strömung der Flüssigkeitsleckage gebildet wird, und dieser Spalt kann sich als eine Funktion der Druckströmung ändern.
  • Genauer gesagt, schafft die vorliegende Erfindung einen Dichtungsmechanismus für eine Pumpe, enthaltend:
  • - einen zentralen Zapfen,
  • - einen Kolben mit einem Kolbenkopf und einem Mantel, der eine zentrale Kammer bildet, wobei ein entfernter Bereich von dem Mantel um den zentralen Zapfen herum angeordnet ist und das eine Ende des Zapfens in die Kammer hineinragt, um
  • - eine Pumpkammer zwischen dem vorstehenden Ende des Zapfens und dem Kolbenkopf und
  • - einen Betriebsspalt zwischen dem Zapfen und dem entfernten Bereich des Kolbenmantels und in Fluidverbindung mit der Pumpkammer zu bilden,
  • wobei der Mechanismus gekennzeichnet ist durch Mittel in dem Betriebsspalt zum progressiven Senken des Druckes in dem Spalt,
  • wobei der Mantel so aufgebaut und angeordnet ist, daß sein entfernter Bereich radial nach außen verformt wird, wenn der Druck in dem Spalt größer als außerhalb des Mantels ist, und radial nach innen verformt wird, wenn der Druck innerhalb des Spaltes kleiner als der Druck außerhalb des Mantels ist, und eine derartige Betriebsart hat, daß während einer Kompression des Fluids in der Pumpkammer ein Fluiddruck innerhalb der Pumpkammer entwickelt wird, der größer als der Druck außerhalb des Kolbens ist und eine Fluidströmung aus der Pumpkammer in und durch den Betriebsspalt leckt, wodurch, wenn diese Fluidströmung entlang der Länge des Betriebsspaltes strömt, das Drucksenkungsmittel die Fluidströmung zwingt, einen progressiv kleineren Druck zu entwickeln, der kleiner als der Druck außerhalb des Kolbens wird, wodurch der entfernte Bereich des Mantels radial nach innen verformt wird, um in der Tendenz den Betriebsspalt zu schließen und in der Tendenz diese Strömung zu unterbrechen.
  • Fig. 1 zeigt als Beispiel eine Flüssigtreibstoff-Geschütz der bekannten Art, wie sie in der US-A-4 341 147, 4 523 507, 4 523 508 und EP-A-161 448 beschrieben ist, die alle einen konventionellen O-Ringdichtungsmechanismustyp unter hohem Druck zeigen.
  • Fig. 1A ist eine Detaildarstellung von Fig. 1 und zeigt relative Drucke auf den Mantel von dem Differentialkolben. Fig. 2 ist eine Detaildarstellung von einem Geschütz ähnlich Fig. 1, zeigt aber einen passiven, eine Spaltsteuerung aufweisenden Dichtungsmechanismus zwischen dem ringförmigen äußeren Differentialkolben und dem inneren Füllkolben gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 2A ist eine Detaildarstellung von Fig. 2 und zeigt relative Druck auf den Mantel des Differentialkolbens. Fig. 3 ist eine Detaildarstellung von einem Geschütz ähnlich Fig. 2 und zeigt eine alternative Kontur des passiven, eine Spaltsteuerung aufweisenden Dichtungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung. Fig. 4 ist eine Detaildarstellung von einem Geschütz ähnlich Fig. 3, zeigt aber einen Spalt, der zu groß ist. Fig. 5 ist eine Detaildarstellung von einem Geschütz ähnlich Fig. 3, zeigt aber einen Spalt, der zu klein ist. Fig. 6 ist eine Detaildarstellung von einem Geschütz ähnlich des Typs, der in der US-A-4 945 809 gezeigt ist. Fig. 7 ist eine Detaildarstellung von Fig. 6 und zeigt relative Drucke auf den Mantel des Differentialkolbens.
  • Dichtungen sind für die richtige Funktion von Hochdruck- Hydrauliksystemen lebensnotwendig. Dichtungen sind notwendig, um die Strömungsleckage des Arbeitsmediums zu verkleinern. Diese Leckageströmung kann viele nachteilige Konsequenzen haben, wobei die wesentlichste in einem geschlossenen System auftritt, bei dem die verlorengegangene Flüssigkeit ersetzt werden muß. In einem derartigen Fall muß die Leckageströmung auf das mögliche Minimum verkleinert werden. In anderen Systemen, beispielsweise einem Einzeldurchlaufsystem, ist ein kleiner Verlust an Flüssigkeit zulässig, obwohl eine Minimierung der Leckageströmung immer noch wünschenswert ist, um den Leistungsverlust in dem System zu minimieren, der durch die Leckageströmung hervorgerufen wird.
  • Es sind viele Typen von diskreten Dichtungsmechanismen entwickelt worden, um die Leckageströmung zu minimieren. Der üblicherweise verwendete Dichtungsmechanismus ist ein elastischer Typ, beispielsweise eine O-Ringdichtung, die sowohl als eine statische Dichtung als auch eine Gleitdichtung unter mittleren Drucken eine angemessene Leistungsfähigkeit hat. Diese Dichtungsmechanismen können aus einem Material hergestellt sein, das für die Umgebung zweckentsprechend ist, der es ausgesetzt ist. Derartige Dichtungsmechanismen haben jedoch eine nicht-adäquate Leistungsfähigkeit bei relativ hohen Drucken oder relativ großen Spiel- bzw. Spalträumen, die häufig gemeinsam existieren.
  • Bei relativ hohen Drucken kann eine L-Dichtung verwendet werden, aber die Spitze des Fußes der Dichtung hat die Tendenz, gegenüber der zusammenpassenden Oberfläche festzusitzen (zu fressen) und sie zu verkratzen.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf einen Dichtungsmechanismus gerichtet, der keine konventionelle diskrete Dichtung verwendet. Beim Feuern von Flüssigtreibstoff-Geschützen, die diskrete Dichtungsmechanismen verwenden, ist gefunden worden, daß eine unerwünschte Zündung des Monotreibstoffes um einen derartigen diskreten Dichtungsmechanismus herum auftreten kann. Es ist ungewiß, ob die Ursache der Zündung der diskrete Dichtungsmechanismus, d. h. die O-Ringdichtung, oder die ringförmige Vertiefung ist, in der die Dichtung angeordnet ist. Um ein derartige Zündung zu vermeiden, ist es wünschenswert, einen Dichtungsmechanismus zu schaffen, der eine diskrete Dichtung oder eine diskrete Vertiefung nicht aufweist. Die vorliegende Erfindung schafft einen Dichtungsmechanismus, der während des Betriebs, d. h. des Zündens, einen gegenüber der üblichen Praxis stark verkleinerten Spielraum oder Spalt zwischen den zusammenpassenden Oberflächen verwendet, aber trotzdem keinen physikamischen Kontakt zwischen diesen zusammenpassenden Oberflächen gestattet, und der Selbst-kompensierend ist, um ein begrenztes Ausmaß an Abnutzung dieser zusammenpassenden Oberflächen aufzunehmen.
  • Fig. 1 ist eine Detaildarstellung aus der US-A-4 523 507. Das Flüssigtreibstoff-Geschütz enthält ein Gehäuse 10, das einen Geschützlauf 12 mit einer Bohrung 14 und eine Kammer 16 aufweist, in die ein Projektil 18 eingesetzt werden kann. Ein stationärer Verschluß 20 trägt einen Füllkolben oder ein -ventil 22, das seinerseits einen Regenerativkolben 24 trägt. Eine Vertiefung 26 in der äußeren Oberfläche 28 des Füllkolbens trägt eine O-Ringdichtung 30 gegen die innere Oberfläche 32 des Regenerativkolbens, der für den Stand der Technik beispielhaft ist, um den Spielraum oder der Betriebsspalt 33 abzudichten. Flüssiger Treibstoff wird in die Pumpkammer 34 gepumpt, die zwischen den entsprechenden Köpfen der zwei Kolben 22 und 24 gebildet ist. Eine Verbrennungskammer 36 ist zwischen der Basis des Projektils und der Vorderfläche des Regenerativ-Kolbens 24 gebildet. Eine Zündeinrichtung 38 erzeugt einen angemessenen Anfangsdruck in der Verbrennungskammer 36, um für eine anfängliche Rückwärtsverschiebung des Regenerativkolbens 24 in Bezug auf den stationären (feststehenden) Verschluß 20 zu sorgen, um eine ringförmige Öffnung oder einen Spalt zwischen dem Verschluß und dem Kolben hervorzurufen, durch den hindurch flüssiger Treibstoff aus der Pumpkammer 34 in die Verbrennungskammer 36 eingeführt wird. Wie in Fig. 1A gezeigt ist, ist aufgrund des Unterschiedes in den Querschnittsflächen der vorderen und hinteren Flächen des Kopfes des Regenerativkolbens 24 der Druck Pp in der Pumpkammer höher als der Druck Pc in der Verbrennungskammer, z. B. Pp = 1,4 Pc. Pc liegt in der Größenordnung von 275,6 (40 000) bis 413,4 MPa (60 000 psi). Der Druck auf die äußere zylindrische Oberfläche 38 des Regenrativkolbens 24 ist ebenfalls gleich Pc. Unter dem Druck von 1,4 Pc, der auf das flüssige Treibmittel in der Pumpkammer 34 wirkt, wird der O-Ringdichtungsmechanismus 30 in den Betriebsspalt zwischen den Oberflächen 28 und 32 gepreßt. Diese Pressung kann die Dichtung beschädigen, wodurch eine Leckage auftreten kann. Der Betriebsspalt 33 nimmt zu, wenn der Druck Pp zunimmt, da der Druck innerhalb des regenerativen Hohlkolbens 24 wesentlich größer ist als der Druck (Pc) außerhalb des Kolbens und die Tendenz hat, den Mantel des Kolbens 28 nach außen auszulenken.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Figur 2 gezeigt ist, ist der bekannte, diskrete O-Ringdichtungsmechanismus zwischen den entsprechenden Oberflächen 28 und 32 der Füll- und regenerativen Kolben, die gemeinsam den Spalt 33 bilden, weggelassen, und ein passiver, Spaltsteuer-Dichtungsmechanismus ist statt dessen eingesetzt. Der anfängliche statische Betriebsspalt 33 zwischen den zwei Oberflächen 28 und 32 ist so klein wie möglich, ohne daß das Risiko des Fressens des regenerativen Kolben besteht, beispielsweise 0,0254 mm (0,001 Zoll) im Radius. Während des Feuerns steigt der Pumpkammerdruck Pp auf einen größeren Wert an als der Verbrennungskammerdruck Pc außerhalb des Mantels des regenerativen Kolbens, z. B. Pp = 1,4 Pc. Ungehindert würde dieser höhere Innendruck Pp bewirken, daß der Betriebsspalt 33 stark anwächst, z. B. auf 0,0508 mm (0,002 Zoll) im Radius. Ein Betriebsspalt 33 dieser Größe würde zu einem Leckageverlust von 10 bis 30 Prozent des Treibmittels führen, wogegen ein akzeptabler Leckageverlust kleiner als ein Prozent sein würde. Eine derartige verkleinerte Leckage erfordert, daß die Abmessung des Betriebsspaltes 33 während des Feuerns kleiner ist als während statischer Zustände. Dies wird dadurch erreicht, daß während des Feuerns ein Bereich eines relativ kleinen Druckes in dem Betriebsspalt 33 erzeugt wird, der den Mantel des regenerativen Kolbens nach innen zieht und dadurch die Abmessung des Betriebsspaltes verkleinert. Die Ausdehnung dieses Niederdruckbereiches wird durch die entsprechenden Formen der zusammenpassenden Oberflächen gesteuert. Diese sind so geformt, daß, wenn sich die Abmessung des Betriebsspaltes Null nähert, womit die Gefahr des Fressens verbunden ist, eine Kraft erzeugt wird, die die Tendenz hat, die Abmessung des Betriebsspaltes zu vergrößern. Dadurch kann eine stabile, aber nicht fressende Abmessung des Betriebsspaltes beibehalten werden.
  • Dieser Bereich eines relativ niedrigen hydraulischen Druckes wird hervorgerufen, wenn die Leckageströmung des flüssigen Treibmittels durch den Betriebsspalt hindurchtritt. Der Druck wird durch zwei Effekte gesteuert. Wenn die Querschnittsfläche des Spaltes, durch den die Strömung hindurchtritt, abnimmt, muß die Geschwindigkeit der Strömung zunehmen, und der Druck der Strömung muß nach dem Gesetz der Hydrodynamik von Daniel Bernoulli abnehmen. Der Druck nimmt auch ab aufgrund der Reibungsverluste, wenn die Strömung durch einen engen schmalen Kanal hindurchtritt. Die Form des Strömungspfades wird bestimmt durch die Form des Ringraums oder Spaltes 33, der durch die entsprechenden zusammenpassenden Oberflächen 28 und 32 gebildet ist. Die gewünschte Änderung in der Querschnittsfläche ist eine zwei- bis dreifache Verkleinerung in der Fläche über einer signifikanten Strömungslänge.
  • Die Auslenkung des Mantels des Kolbens ergibt sich aus den resultierenden externen und internen Drucken, die auf ihn einwirken. Wie in Fig. 2A gezeigt ist, kann die innere Oberfläche 32 des Differential- oder Stufenkolbens 24 eine relativ kontinuierliche, einen gleichförmigen Durchmesser aufweisende zylindrische Oberfläche sein, während die äußere Oberfläche 28 des Füllkolbens 22 von einer vorderen, einen sich progressiv vergrößernden Durchmesser aufweisenden zylindrischen Oberfläche 28a, einer einen sich schnell vergrößernden Durchmesser aufweisenden Zwischenfläche oder Diskontinuität 28b und einer hinteren, einen sich konstant vergrößernden Durchmesser aufweisenden zylindrischen Oberfläche 28c gebildet sein. Der Spalt zwischen dem Differentialkolben 24 und dem Gehäuse 10 kann durch eine geeignete Dichtung 40 geschlossen sein, die in einer Vertiefung 42 in der Oberfläche 32 angeordnet ist und gegen die Oberfläche 38 anliegt. Der Druck Pc in der Verbrennungskammer kann in der Größenordnung von 275,6 bis 413,4 MPa (40 000 bis 60 000 psi) liegen, wobei der Druck Pp in der Pumpkammer in der Größenordnung von 1,4 Pc ist und der Druck Pa am Ausgangsende der Leckageströmung im wesentlichen Atmosphärendruck ist. In der Ebene A, vor der Diskontinuität 28b, wo der Radius des Spaltes 0,0508 mm (0,002 Zoll) betragen kann, kann der Druck 0,7 Pc sein. In der Ebene B, ein gutes Stück hinter der Diskontinuität, wird der Radius des Spaltes durch das Gleichgewicht der externen und internen Drucke gesteuert und kann einen Gleichgewichtswert von 0,0254 mm (0,001 Zoll) haben. Die minimale Leckageströmung des flüssigen Treibmittels, das durch diesen Betriebsspalt hindurchtritt, dient auch zum Kühlen und Schmieren der Oberflächen 32 und 28c, die den Spalt bilden.
  • Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Diskontinuität 28b weggelassen und die Oberfläche 28 zunehmend nach hinten in Richtung auf die innere Oberfläche 32 des Kolbenmantels gekrümmt ist, um einen zunehmend kleineren ringförmigen Betriebsspalt 33 zu bilden. Hier ist wiederum der Dichtungsmechanismus in Übereinstimmung mit Bernoulli-Gleichung. Der Fluiddruck in dem Spalt nimmt in Richtung der Fluidströmung ab. Wenn der Innendruck auf den Kolbenmantel kleiner ist als der Außendruck, wird der Mantel nach innen gedrückt, hat die Tendenz, den Spalt zu schließen und die Strömung zu unterbrechen und den Innendruck zu vergrößern, bis die Innen- und Außendrucke in einem stabilen Gleichgewicht sind.
  • Fig. 4 ist ähnlich wie Fig. 3, zeigt aber einen Zustand, bei dem der anfängliche Betriebsspalt zu groß ist, eine zu große Leckageströmung und einen zu großen Bereich der eine hohe Geschwindigkeit aufweisenden Strömung bildet, und die Summe der durch die Drucke entwickelten Kräfte radial nach innen gerichtet ist und die Wirkung hat, den Spalt in Richtung auf den stabilen Zustand zu schließen.
  • Fig. 5 ist ähnlich wie Fig. 3, zeigt aber einen Zustand, bei dem der anfängliche Betriebsspalt zu klein ist, eine zu kleine Leckageströmung bildet und die Summe der durch die Drucke entwickelten Kräfte radial nach außen gerichtet ist und die Wirkung hat, den Spalt in Richtung auf den stabilen Zustand zu vergrößern.
  • Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in einem Flüssigtreibmittel-Geschütz der in der US-A-4 945 809 beschriebenen Art enthalten ist. Das Geschütz enthält ein Gehäuse 100 mit einer Innenkammer, in der ein Geschützlauf 102 befestigt ist. Ein Projektil 104 mit einer Rückhalteverbindung 106, einer flexiblen Ringdichtung 108 und einem Zündband 110 ist in der Bohrung 112 des Laufes angeordnet. Ein hin- und herbewegbares Ventil 114 ist auf dem Lauf gelagert für eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung. Ein hin- und herbewegbarer Differentialkolben 116 hat einen Kopf 118 und einen Mantel 120, der auf dem Ventilkopf 114A gelagert ist. Die Rückfläche 118a des Kolbenkopfes 118 und die vordere innere Fläche 100a des Gehäuses bilden eine Verbrennungskammer 122. Diese Verbrennungskammer steht mit dem Ringspalt 124 zwischen dem Gehäuse 100 und dem Mantel 120 des Kolbens 116 in Verbindung. Das Vorderende dieses Spaltes ist durch eine Reihe geeigneter Dichtungen 124a und 124b geschlossen. Die vordere Fläche 118b des Kolbenkopf es 118 und die hintere Fläche 114a des Ventilkopfes bilden eine Pumpkammer 126. Die Pumpkammer steht mit der Geschützlaufbohrung 112 über doppelte Injektoröffnungen 128 und 130 in Verbindung. Die Verbrennungskammer 122 steht mit der Geschützlaufbohrung 112 über Öffnungen 132 in Verbindung. Zwischen dem Mantel 120 des Kolbens und dem Ventilkopf 114 ist ein Ringspalt 140 gebildet.
  • In seinem statischen Zustand ist der Mantel 120 im wesentlichen ein Ringraum, der durch zwei konzentrische Zylinder begrenzt ist. Beim Zünden jedoch, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, entwickelt die Verbrennungskammer einen Innendruck Pc, der auf die Rückfläche 118a des Differentialkolbenkopfes 118 ausgeübt wird und einen erhöhten Druck auf das flüssige Treibmittel in der Pumpkammer 126 von Pp = 1,4 Pc bewirkt, der eine radial nach außen gerichtete Vergrößerung des hinteren Bereiches des die Pumpkammer umgebenden Mantels 120 und eine begleitende Radiusvergrößerung im hinteren Bereich des Spaltes 140 herbeiführt. Der Spalt 140 hat nun den keilförmigen Längsschnitt, wie er aus Fig. 3 zu ersehen ist, und der vordere Bereich des Mantels 120 wird weiter nach innen ausgelenkt. Wiederum gilt, je höher die Geschwindigkeit der Leckageströmung durch den Spalt (plus irgendwelcher Reibungsverluste) ist, desto kleiner ist der Druck, der kleiner als Pc wird und die Tendenz hat, den Mantel radial nach innen auszulenken, um den Spalt zu schließen. Aber je näher der Spalt seinem Verschluß kommt, wobei die Tendenz zur Unterbrechung der Strömung und zum Aufbau des vollen Pumpdruckes von 1,4 Pc entsteht, wird der Mantel radial nach außen ausgelenkt, um den Spalt mit einem kleinen Gleichgewichtsspielraum und einer geringen Leckage offen zu halten.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel sollte der Mechanismus eine axiale Länge des Betriebsspaltes von wenigstens 2,54 cm (1 Zoll) haben und seine Querabmessung auf dem Radius sollte 0,0254 mm (0,001 Zoll) oder weniger betragen für ein Verhältnis von 1000:1 oder mehr, während der Kolbenmantel einen entfernten Abschnitt von wenigsten 2,54 cm (1 Zoll) in der Länge und eine Dicke haben und aus einem Material bestehen sollte, die eine radial nach innen gerichtete Deformation als ein Kragarm von im wesentlichen 0,0254 mm (0,001 Zoll) auf dem Radius bei dem relevanten Verbrennungsdruck (z. B. 275,6 MPa (40 000 psi)) gestatten.

Claims (8)

1. Dichtungsmechanismus für eine Pumpe, enthaltend:
einen zentralen Zapfen (20, 22);
einen Kolben (24) mit einem Kolbenkopf und einem Mantel, der eine zentrale Kammer bildet, wobei ein entfernter Bereich von dem Mantel um den zentralen Zapfen herum angeordnet ist und das eine Ende des Zapfens in die Kammer hineinragt, um zu bilden:
ein Pumpkammer (34) zwischen dem vorstehenden Ende des Zapfens und dem Kolbenkopf und
einen Betriebsspalt (33) zwischen dem Zapfen und dem entfernten Bereich des Kolbenmantels und in Fluidverbindung mit der Pumpkammer, gekennzeichnet durch Mittel in dem Betriebsspalt (33) zum progressiven Senken des Druckes in dem Spalt;
wobei der Mantel so aufgebaut und angeordnet ist, daß sein entfernter Bereich radial nach außen verformt wird, wenn der Druck in dem Spalt größer als der Druck außerhalb des Mantels ist, und radial nach innen verformt wird, wenn der Druck innerhalb des Spaltes kleiner als der Druck außerhalb des Mantels ist, und
eine derartige Betriebsart hat, daß während einer Kompression des Fluids in der Pumpkammer ein Fluiddruck innerhalb der Pumpkammer entwickelt wird, der größer als der Druck außerhalb des Kolbens ist und eine Fluidströmung aus der Pumpkammer in und durch den Betriebsspalt leckt, wodurch, wenn diese Fluidströmung entlang der Länge des Betriebsspaltes strömt, das Drucksenkungsmittel die Fluidströmung zwingt, einen progressiv kleineren Druck zu entwickeln, der kleiner als der Druck außerhalb des Kolbens wird, wodurch der entfernte Bereich des Mantels radial nach innen verformt wird, um in der Tendenz den Betriebsspalt zu schließen und in der Tendenz diese Strömung zu unterbrechen.
2. Dichtungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksenkungsmittel eine Verkleinerung in der Strömungsquerschnittsfläche aufweist.
3. Dichtungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksenkungsmittel eine Diskontinuität (28B) innerhalb des Betriebsspaltes aufweist.
4. Dichtungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskontinuität auf dem Zapfen (20, 22) ausgebildet ist.
5. Geschütz mit Flüssigantrieb, enthaltend:
ein Füllventil (22);
einen Kolben (24) mit einem Kolbenkopf und einem Mantel, der eine zentrale Kammer bildet, wobei ein entfernter Bereich des Mantels um das Füllventil herum angeordnet ist, von dem das eine Ende in die Kammer vorsteht, um zu bilden:
eine Pumpkammer (34) zwischen dem vorstehenden Ende des Füllventils und dem Kolbenkopf und
einen Betriebsspalt (33) zwischen dem Füllventil und dem entfernten Bereich des Kolbenmantels und in Fluidverbindung mit der Pumpkammer, gekennzeichnet durch ein Mittel innerhalb des Betriebsspaltes (33) zum progressiven Senken des Druckes in dem Spalt;
wobei der Mantel so aufgebaut und angeordnet ist, daß sein entfernter Bereich radial nach außen verformt wird, wenn der Druck innerhalb des Spaltes größer als der Druck außerhalb des Mantels ist, und radial nach innen verformt wird, wenn der Druck innerhalb des Spaltes kleiner als der Druck außerhalb des Mantels ist, und
eine derartige Betriebsart hat, daß während einer Kompression des Fluids innerhalb der Pumpkammer ein Fluiddruck innerhalb der Pumpkammer entwickelt wird, der größer als der Druck außerhalb des Kolbens ist und eine Fluidströmung aus der Pumpkammer in und durch den Betriebsspalt leckt, wodurch, wenn ein Fluid entlang der Länge des Betriebsspaltes strömt, das Drucksenkungsmittel die Fluidströmung zwingt, einen progressiv kleineren Druck zu entwickeln, der kleiner als der Druck außerhalb des Kolbens wird, wodurch der entfernte Bereich des Mantels radial nach innen verformt wird, um in der Tendenz den Betriebsspalt zu schließen und in der Tendenz diese Strömung zu unterbrechen.
6. Geschütz mit Flüssigantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksenkungsmittel eine Verkleinerung in der Strömungsquerschnittsfläche aufweist.
7. Geschütz mit Flüssigantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksenkungsmittel eine Diskontinuität (28B) in dem Betriebsspalt aufweist.
8. Geschütz mit Flüssigantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskontinuität (28B) auf dem Füllventil (22) gebildet ist.
DE87115907T 1986-12-15 1987-10-29 Dichtung. Expired - Fee Related DE3787712T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/941,909 US4711153A (en) 1986-12-15 1986-12-15 Seal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3787712D1 DE3787712D1 (de) 1993-11-11
DE3787712T2 true DE3787712T2 (de) 1994-05-11

Family

ID=25477268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE87115907T Expired - Fee Related DE3787712T2 (de) 1986-12-15 1987-10-29 Dichtung.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4711153A (de)
EP (1) EP0271683B1 (de)
JP (1) JPH0746039B2 (de)
CA (1) CA1296030C (de)
DE (1) DE3787712T2 (de)
IL (1) IL84543A (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4827586A (en) * 1986-12-22 1989-05-09 General Electric Company Method of making a seal
US4852459A (en) * 1987-12-16 1989-08-01 General Electric Company Liquid propellant weapon system
DE3889642T2 (de) * 1987-12-16 1995-01-12 Gen Electric Geschütz für Flüssigkeitstreibmittel.
US4852458A (en) * 1987-12-16 1989-08-01 General Electric Company Liquid propellant weapon system
US4838142A (en) * 1988-04-19 1989-06-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Regenerative electrical igniter for a liquid propellant gun
DE3816663A1 (de) * 1988-05-17 1989-11-23 Diehl Gmbh & Co Rohrwaffe mit regenerativer treibmitteleinspritzung
FR2677741B1 (fr) * 1988-06-17 1994-03-04 Thomson Brandt Armements Canon a injection regeneratrice d'ergol liquide.
US4934242A (en) * 1988-12-18 1990-06-19 General Electric Company Liquid propellant gun for projectiles of different masses and velocities
DE3935314C2 (de) * 1989-10-24 1998-02-19 Diehl Gmbh & Co Dichtungsanordnung
US5054374A (en) * 1989-12-18 1991-10-08 Keystone International Holdings Corp. Rotary actuator
FR2697623B1 (fr) * 1992-11-02 1994-12-30 Giat Ind Sa Arme à propulseur liquide.
ATE354268T1 (de) * 1998-12-17 2007-03-15 Biotage Ab Mikrowellenvorrichtung und verfahren zum durchführen chemischer reaktionen

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2369883A (en) * 1943-03-24 1945-02-20 Du Pont Means for packing reciprocable elements
DE1426943A1 (de) * 1963-04-10 1969-04-03 Doll Dr Ing Robert Kolbenarbeitsmaschine,insbesondere Kolbenexpansionsmaschine zur Erzeugung tiefer Temperaturen
DE2521339A1 (de) * 1975-05-14 1976-11-25 Uraca Pumpenfabrik Gmbh Spaltdichtung fuer die abdichtung hin- und hergehender kolben
US4523508A (en) * 1983-11-02 1985-06-18 General Electric Company In-line annular piston fixed bolt regenerative liquid propellant gun
US4586422A (en) * 1984-04-10 1986-05-06 General Electric Company In-line annular piston fixed bolt regenerative variable charge liquid propellant gun with variable hydraulic control of piston

Also Published As

Publication number Publication date
EP0271683A2 (de) 1988-06-22
EP0271683B1 (de) 1993-10-06
IL84543A0 (en) 1988-04-29
JPS63172896A (ja) 1988-07-16
CA1296030C (en) 1992-02-18
US4711153A (en) 1987-12-08
EP0271683A3 (en) 1990-04-18
JPH0746039B2 (ja) 1995-05-17
DE3787712D1 (de) 1993-11-11
IL84543A (en) 1993-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3787712T2 (de) Dichtung.
DE2052305C2 (de) Verteilerdrehschieber für hydraulische Radialkolbenmotoren
DE3446914C2 (de)
EP0156136B1 (de) Hochdruckdichtung
US2764181A (en) Valve packing installation
DE10227176A1 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe
DE3225906A1 (de) Dichtung fuer hydraulische kolben oder kolbenstangen
DE2632440C2 (de) Brennkraftmaschine mit veränderlichem Kompressionsverhältnis
DE2101877B2 (de) Gleitringdichtung
DE1628152C3 (de) Dichtung für Hochdruckkompressoren und -pumpen
DE3606886C2 (de) Dichtung für hydraulische Kolben und Kolbenstangen
DE2325000A1 (de) Dichtung fuer hydraulische kolben oder kolbenstangen
DE2646922A1 (de) Tauchkolben
DE3418898A1 (de) Dichtungsanordnung
DE2361755A1 (de) Dichtung, auf die im betrieb eine druckdifferenz einwirkt
EP0573539B1 (de) Dichtungsanordnung
DE4129892C2 (de) Axialkolbenmaschine mit mit Gleitringen versehenen Kolben
EP0754929B1 (de) Vorrichtung zur Befestigung einer Patronenhülse an einem Geschoss
DE2719190C2 (de) Schmier- und Dichtanordnung
DE2950444C2 (de) Mechanische Dichtung
DE1600658A1 (de) Kolbenringanordnung
DE2830463C2 (de) Vorrichtung zum Verhindern von Leckverlusten an einem sich in eine Arbeitskammer erstreckenden kolbenartigen Stössel
DE2732164A1 (de) Hydraulisch angetriebene schlagvorrichtung
DE1298416B (de) Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe
DE1553077A1 (de) Schwenkkolben-Hydraulikgeraet

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee