DE4310129C1 - Filterelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein scheibenförmiges Filter­ element, insbesondere Gasrückhaltesieb für Treibstoff­ versorgungssysteme von Raumflugkörpern, bestehend aus einem in einem Rahmen gehalterten metallischen Sieb­ gewebe, das zumindest bereichsweise mit einer Plissie­ rung versehen ist.

Ein derartiges Filterelement ist aus der US 3,747,772 bekanntgeworden. Das bekannte Filterelement findet in Hydrauliksystemen oder in anderen Flüssigkeitssystemen Verwendung und dient dem Zweck, das Eindringen fremder Materie in das System zu verhindern.

Filterelemente dieser Art werden unter anderem auch in Treibstoffversorgungssystemen von Trägerraketen und orbitalen Transportsystemen eingesetzt. Neben dem Zweck, ungelöste Verunreinigungen im flüssigen Treib­ stoff bzw. in anderen Flüssigkeiten, aus den Leitungen fernzuhalten bzw. diese im Vorratsbehälter zurückzu­ halten, dienen diese Filterelemente in der Hauptsache als Gasrückhaltesiebe ("Gas Retention Devices"). Dabei soll das Eindringen von Gasblasen in die Förderrohre des Antriebssystems verhindert werden, wie es während antriebsloser Flugphasen und unter dem Einfluß der Schwerelosigkeit bzw. von Störbeschleunigungen an­ sonsten häufig auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement der eingangs genannten Art für Raumflugkörper so auszu­ bilden, daß es bei Einsatz in einem Treibstoffver­ sorgungssystem von Raumflugkörpern bei einem möglichst hohen Flüssigkeitsdurchsatz und zuverlässiger Gasreten­ tion eine gute mechanische Stabilität aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Filter­ element mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan­ spruchs 1.

Das erfindungsgemäße Filterelement zeichnet sich dabei durch eine hohe mechanische Festigkeit aus, die es un­ empfindlich gegenüber statischen und dynamischen Bean­ spruchungen macht. Während des Austreibens der Flüssig­ keit aus dem Vorratsbehälter ermöglicht es einen hohen Massendurchsatz, wie er insbesondere in der Beschleuni­ gungsphase von Raketen und orbitalen Trägersystemen benötigt werden. In den Ruhephasen, in denen keine Förderung erfolgt, verhindert das Filterelement nach der Erfindung andererseits zuverlässig das Eindringen von Gasblasen in das Fördersystem, wenn es infolge von Störbeschleunigungen oder unter dem Einfluß der Schwerelosigkeit zu einer Ablösung des Treibstoffs ober­ halb des Siebgewebes zu kommen droht.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Gasrückhaltesieb in Draufsicht,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Filteranordnung mit einem Gasrückhaltesieb gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Detaildarstellung der in Fig. 1 gezeigten Anordnung,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 2 gemäß V gekennzeichneten Bereichs.

Die in Fig. 1 dargestellte, als Gasrückhaltesieb oder Gas Retention Device bezeichnete Anordnung 1 setzt sich aus insgesamt sechs Segmenten 2 bis 7 zusammen, die jeweils aus einem metallischen Siebgewebe bestehen und auf deren Aufbau in Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 5 näher eingegangen wird. Für seinen Einsatz in einem Treibstoffversorgungssystem wird das in Fig. 1 darge­ stellte Gasrückhaltesieb 1 mittels Befestigungs­ schrauben 8 bis 11 in einem Filtergehäuse 12 fixiert, das von der zu fördernden Flüssigkeit, im Fall des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels dem Treibstoff für ein Raketentriebwerk, beaufschlagt wird.

Jedes der Segmente 2 bis 7 besteht, wie in Fig. 3 ge­ zeigt, aus einem metallischen Siebgewebe 13, das in einem ebenfalls metallischen Rahmen 14 gefaßt ist. Der Rahmen 14 ist dabei mit einer Reihe von Durchgangs­ bohrungen 15 versehen, die der Aufnahme der Befesti­ gungsschrauben 8 bis 11 dienen.

Die vergrößerte Schnittdarstellung in Fig. 4 zeigt, daß das Siebgewebe 13, mit Ausnahme des unmittelbar an den Rand 14 grenzenden Bereichs, eine wellenförmige Plis­ sierung 16 aufweist. Diese Plissierung 16 ermöglicht, zusammen mit der gasdichten Einfassung des Siebgewebes 13 im metallischen Rahmen 14, während des Austreibens der zu fördernden Flüssigkeit einen sehr hohen Durch­ satz bei einem gleichzeitig geringstmöglichen Strömungswiderstand. Die gasdichte Einfassung des Sieb­ gewebes 13 im Rahmen 16 wird dadurch erreicht, daß diese beiden Komponenten miteinander verschweißt werden. Im Bereich der Durchgangsbohrungen 15 für die Befestigungsschrauben 8 bis 11 wird durch eine lokale Widerstandsschweißung eine zusätzliche Abdichtung 17 des Siebgewebes 13 nach außen hin erreicht.

Im randnahen Bereich ist der Rahmen 14 mit dem Sieb 13 durch zusätzliche Ausgleichszwischenlagen aus Metall­ fließ (Shimmelemente) 20 unterfüttert, um den Dicken­ unterschied der beim Verpressen des plissierten Siebge­ webes entsteht, zu ergänzen.

Im randnahen Bereich ist der Rahmen 14 weiterhin mit Bohrungen 18 versehen, die dem Zweck dienen, die ver­ bleibende Restmenge im Treibstofftank zu minimieren.

Die einzelnen identisch aufgebauten Segmente 2 bis 7 sind zur Bildung des scheibenförmigen Gasrückhalte­ siebes 1 miteinander gefaltet und anschließend eben­ falls miteinander gasdicht verschweißt. Die Befestigung des Gasrückhaltesiebes 1 am Filtergehäuse 12 erfolgt mittels der Befestigungsschrauben 8 bis 11 sowie spezieller Unterlegelemente 19, wie Tellerfedern, die dem Zweck dienen, eine langjährige konstante Anpreß­ kraft zwischen Gasrückhaltesieb 1 (Gas-Retention- Device), PTFE-Dichtung 21 und dem Filtergehäuse 12 zu erzeugen.

Claims (3)

1. Scheibenförmiges Filterelement, insbesondere Gas­ rückhaltesieb für Treibstoffversorgungssysteme von Raumflugkörpern, bestehend aus einem in einem Rahmen gehalterten metallischen Siebgewebe, das zumindest bereichsweise mit einer Plissierung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement aus einzelnen Segmenten (2-7) auf­ gebaut ist, wobei das Siebgewebe (13) eines jeden Segments (2-7) in einem ebenfalls metallischen Rahmen (14) gefaßt ist und mit Ausnahme des un­ mittelbar an den Rahmen (14) grenzenden Bereichs plissiert ist, daß das Siebgewebe (13) und der Rahmen (14) gasdicht miteinander verschweißt sind und daß mehrere Segmente (2-7) zur Bildung des scheibenförmigen Filterelementes ebenfalls gasdicht miteinander verschweißt sind.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Plissierung (16) wellenförmig ausge­ bildet ist.

3. Filterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Siebgewebe (13) im Bereich von Durch­ gangsbohrungen (15) für Befestigungsschrauben (8-11) gasdicht verschweißt ist.