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Die
Erfindung bezieht sich auf eine kompakte Pumpeinheit.
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Nachfolgend
wird insbesondere auf eine Pumpeinheit des Typs Bezug genommen,
der in Brennstoff-Versorgungspumpen in Straßen-Abfüllstationen verwendet wird;
es ist jedoch klar, dass eine Vorrichtung ähnlich derjenigen, auf die
sich die vorliegende Erfindung bezieht, in Installationen mit Charakteristiken
und einer Struktur, die von diesen sehr unterschiedlich sind, eingebaut
werden kann.
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Pumpeinheiten,
die, in typischen Ausführungsbeispielen,
eine Pumpe aufweisen, die mit einem Motor für ihren Betrieb verbunden ist,
sind auf dem Markt seit einiger Zeit verfügbar gewesen.
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Die
Pumpe kann selbstverständlich
eine der vielfältigsten
Arten sein und das gleiche kann für den Motor gesagt werden,
aber nachfolgend wird auf eine Verdränger-Schaufelpumpe Bezug genommen,
die mit einem Elektromotor verbunden ist.
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Diesen
zwei Grundelementen zugeordnet weisen die Pumpeinheiten immer eine
Reihe von Zubehörelementen
auf, die geeignet sind, Zuverlässigkeit
und Sicherheit sicherzustellen und zu ermöglichen, dass sie auf einfache
Weise benutzt werden können.
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Zu
diesem Zweck ist jede Pumpeinheit mit einem Rückstrom-Sperrventil und einem
Filter an der Einströmung
und mit einem weiteren Rückstrom-Sperrventil
kombiniert mit einem Maximaldruck-Sicherheitsventil an der Ausgangsseite
versehen.
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Ferner
sind die Pumpeinheiten, die für Brennstoff-Versorgungspumpen
verwendet werden, im Allgemeinen mit einem Entgaser, einem Bypass und
einem Ventil ausgerüstet,
das die Versorgung stoppt.
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Der
Entgaser trennt die Luft und die Gase aus der flüssigen Phase und stößt sie aus
einem Sekundärkreis
der Pumpeinheit, um so nur Flüssigkeit an
der Ausgangsseite der Einheit zu erhalten.
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Der
Bypass ermöglicht,
dass wenigstens ein Teil der unter Druck stehenden Flüssigkeit
wieder zur Einströmung
der Pumpe abgeleitet wird, um so den Druck und infolgedessen die
Abgabe zur Ausgangsseite der Pumpe zu begrenzen und zu steuern.
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Das
Versorgungs-Stoppventil greift ein, wenn hohe Prozentsätze an Luft
in dem Kreis der Pumpeinheit vorhanden sind, wodurch die gesamte Mischung
von Flüssigkeit
und Luft innerhalb der Einheit umgewälzt wird. Pumpeinheiten mit
den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 sind bekannt, beispielsweise
aus WO 99/45272,
US 3715863 ,
EP 492400 oder WO 96/23724.
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Allerdings
sind diese üblichen
Pumpeinheiten sehr komplex. Insbesondere liegt es an all den verschiedenen
Zubehörelementen,
die die Pumpe und den Motor begleiten und die zur Erzeugung einer Einheit
beitragen, die richtig funktioniert. Tatsächlich sind all die Ventile
und die Elemente, auf die Bezug genommen worden ist, jeweils einzeln
innerhalb oder gelegentlich auch außerhalb des Körpers der
Einheit untergebracht. Dies macht die Demontage und anschließende Montage
der Einheit schwierig, beeinträchtigt
ihre Wartung und Zugänglichkeit
zu ihren inneren Elementen.
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Es
besteht deshalb ein Bedürfnis,
die Struktur der üblichen
Pumpeinheiten zu vereinfachen, was sie darüber hinaus besser auf die Erwartungen
der Bedienungspersonen in dem Sektor besser ansprechend macht.
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Es
ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den technischen
Nachteilen abzuhelfen, die eine Quelle von Beanstandungen sind,
indem eine kompakte Pumpeinheit erzeugt wird, die eine im wesentlichen
einfache Struktur hat.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Pumpeinheit zu
erzeugen, die in einer einfachen schnellen Art und Weise demontiert
und anschließend
montiert werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Pumpeinheit zu
erzeugen, die die Wartungsarbeiten vereinfacht und sie einfacher
und schneller macht im Vergleich zu dem, was notwendig ist, wenn
die üblichen
technischen Lösungen
verwendet werden.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, dass eine Pumpeinheit
erzeugt wird, die eine optimale Zugänglichkeit zu ihren inneren
Elementen gestattet.
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Nicht
zuletzt ist es Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Pumpeinheit
zu erzeugen, die im wesentlichen sicher und zuverlässig ist.
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Diese
und weitere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch erzielt, dass eine kompakte Pumpeinheit gemäß dem Anspruch
1 erzeugt wird.
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den anschließenden Ansprüchen definiert.
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Insbesondere
ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Pumpeinheit gemäß der Erfindung
zwischen der ersten Kammer und der Rezirkulationskammer ein Ventil
angeordnet, dessen Intervention ermöglicht, dass die gesamte durch
die Pumpe bearbeitete Flüssigkeit
innerhalb der Pumpeinheit rezirkuliert bzw. umgewälzt wird.
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In
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist die Pumpeinheit ein Sicherheitsventil auf, das zwischen der
ersten Kammer und der Versorgungskammer angeordnet und geeignet
ist um zu verhindern, dass der Druck in der Versorgungskammer einen
Sicherheits-Grenzwert erreicht und überschreitet.
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Vorteilhafterweise
hat die kompakte Pumpeinheit gemäß der Erfindung
sehr begrenzte Abmessungen in Relation zu ihren hohen Qualitäten der Zugänglichkeit
zu der inneren Elementen. Dies macht sie besonders geeignet, um
immer dann verwendet zu werden, wenn eingeschränkte Abmessungen erforderlich
sind, aber sie ist nicht geeignet, um die Möglichkeiten ihrer Intervention
zu begrenzen oder zu beeinträchtigen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile einer kompakten Pumpeinheit gemäß der Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher, die ein nicht
erschöpfendes
Beispiel angibt, und zwar unter Bezugnahme auf die schematischen
Zeichnungen, in denen:
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1 eine
Vorderansicht der Pumpeinheit gemäß der Erfindung zeigt, die
teilweise aufgeschnitten ist;
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2 einen
Querschnitt durch II-II in 1 zeigt;
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3 eine
teilweise aufgeschnittene Seitenansicht der in 1 gezeigten
Pumpeinheit zeigt; und
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4 eine
auseinandergezogene Ansicht von einem Körper der Montageeinheit und
der Elemente zeigt, die in ihm untergebracht sind.
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In
den angegebenen Zeichnungen ist eine kompakte Pumpeinheit, die in
ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 11 bezeichnet ist,
gezeigt.
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Die
Pumpeinheit 11 weist einen Körper 12 aus Aluminium
oder einem anderen metallischen Material auf, mit dem eine Filtereinheit 14 verbunden
ist, die mit einem Ventil ohne Rückkehr
bzw. Rückstrom-Sperrventil
ausgerüstet
ist.
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Die
Einheit 14 ist durch einen Filterkörper 16 erzeugt, der
durch eine Kappe geschlossen ist, die ein Gewindeende mit einer
Hülse zur
Verbindung mit Hilfe eines Gewinderinges von einem Versorgungsrohr 18 hat,
während
ein gegenüberliegendes
Ende mit einem Flansch versehen und mit dem Körper 12 durch Schrauben
verbunden ist.
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Innerhalb
des Filterkörpers 16 ist
ein Filter 20 enthalten, der auf einen Sitz 22 von
einem Rückstrom-Sperrventil
eingesetzt und daran durch eine Bajonett-Verbindung 24 befestigt ist.
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Ein
Verschluss 25, der durch ein Plattenelement erzeugt ist,
das mit vier Führungsrippen
versehen ist, ist innerhalb des Sitzes 22 verschiebbar.
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Der
Filter ist mit einem Mund von einer Einströmungsleitung 26 von
einer Pumpe 28 der Pumpeinheit 11 in Verbindung.
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Die
Pumpe 28 ist eine drehende, selbsttätig ansaugende Verdränger-Schaufelpumpe und
wird durch einen Elektromotor 30 in Drehung versetzt.
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Im
Betrieb versorgt die Pumpe 28 eine Versorgungsleitung 32,
die einen Entgaser speist. Der Entgaser ist durch eine Hülse 34 gebildet,
die ein durch eine Kappe 36 verschlossenes Ende und ein zweites
Ende aufweist, das ebenfalls verschlossen ist. Ein erstes Ende von
einer zweiten Hülse 38 ist durch
einen Flansch innerhalb der Hülse 34 und
nahe ihrem zweiten Ende befestigt. Die Hülse 38 ist koaxial zu
der Hülse 34,
ist im Abstand von ihr angeordnet und hat ein offenes freies Ende,
während
das erste Ende in der Form von einem konvergenten Kegel ist und
sich an einem Durchgangsloch 39 der Hülse 34 öffnet zum
Ablassen von Dämpfen
oder Gasen.
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Auf
dem Loch 39 ist ein Schutzelement 40 angeordnet,
das verhindert, dass die Strömung
des Luft/Flüssigkeits-Gemisches,
das aus der Hülse 34 durch
das Loch 39 austritt, direkt in Richtung auf den oberen
Teil von dem Körper 12 strömt. Diese
Flüssigkeit
sammelt sich in einem Sammeltank 44, der mit einem Ausgangsventil
versehen ist, das durch einen Schwimmer 46 gesteuert ist,
so dass, wenn die in dem Tank 44 gesammelte Flüssigkeit
einen gewissen Pegel erreicht, sie automatisch in die Einströmung der
Pumpe gefördert
wird, indem das Schwimmerventil 46 geöffnet wird.
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Durch
einen Zwischenabschnitt 48 ist die Hülse 34 mit einer zweiten
geformten Hülse 50 mit
einer Achse verbunden, die im wesentlichen parallel zu derjenigen
der Hülse 34 ist.
Ferner ist die Hülse 50 an einem
ihrer Enden einstückig
mit der Hülse 34 durch die
Leitung 32, um so die Struktur der Einheit, die durch die
Hülsen 34 und 50 gebildet
ist, stabil zu machen.
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Die
Hülse 50 bestimmt
eine Kammer 52, die auf der einen Seite (auf der linken
Seite in 2) mit einem Bypass-Ventil verbunden
ist, kombiniert mit einem Ventil, das die Flüssigkeitsversorgung stoppt, wenn
der Druck in der Kammer 52 unter einen im voraus festgesetzten
Wert abfällt.
Auf der anderen Seite (auf der rechten in 2) ist die
Kammer 52 jedoch mit einem Rückstrom-Sperrventil kombiniert
mit einem Sicherheitsventil gegen überhöhte Drucke verbunden, durch
das eine Versorgungsleitung der Pumpeinheit 11 gespeist
wird. Diese Ventile sind alle innerhalb der Hülse 50 enthalten.
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Das
Bypass-Ventil weist einen Körper 54 auf, der
einen Abschnitt mit Hülse
hat und mit Fenstern 46 versehen ist, der auf einen Abschnitt
von der Hülse 50 passt
und auf diesem verschiebbar ist, die in die Kammer 52 mündet.
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Ein
zweiter Abschnitt von dem Körper 54 ist ebenfalls
mit einer Hülse
versehen mit einem größeren Durchmesser
als der erste Abschnitt und ist mit einem vorstehenden Rand 58 versehen,
der mit einem weiteren Abschnitt von der Hülse 50 mit einem vergrößerten Durchmesser
in Bezug auf den Abschnitt zusammenpasst, in den der erste Abschnitt von
dem Ventilkörper 54 eingesetzt
ist. Der zweite mit einer Hülse
versehene Abschnitt von dem Körper 54 ist
mit Innengewinde versehen und darin ist eine Buchse 60 verriegelt,
in deren Innenseite eine verriegelnde Verschlussvorrichtung 62 verschiebbar
ist. Die Buchse 60 ist mit einem ringförmigen Rand versehen, der in
Richtung auf ihr Inneres vorsteht und eine Öffnung 63 bestimmt.
Gegen diesen vorstehenden Rand und innerhalb der Buchse 60 ist
eine Feder 64 entgegengesetzt zu der Verschlussvorrichtung 62 angeordnet,
zwar gegen den Rand anliegend, aber außerhalb davon, ist eine weitere
Feder 66 angeordnet, die von der anderen Seite durch eine
Gewindeplatte 68 verriegelt ist, die in eine Kappe 70 geschraubt
ist, die das Ende der Hülse 50 verschließt und an
dem Körper 12 befestigt
ist.
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Auf
der Verschlussvorrichtung 62, und insbesondere entlang
ihrer Längsachsen,
ist ein Stift 72 befestigt, der mit einer Platte 74 an
dem anderen freien Ende versehen ist. Die Buchse 60 mit
der Verschlussvorrichtung 62 und der Platte 74 bilden
das Flüssigkeitsversorgungs-Stoppventil.
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Eine
Rezirkulationsleitung 76, die mit der Einströmung der
Pumpe 28 verbunden ist, mündet in eine Rezirkulationskammer 75,
die durch einen Abschnitt von der Hülse 50 bestimmt ist,
der zwischen der Kappe 70 und dem Körper 54 von dem Bypass-Ventil
enthalten ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Rezirkulationsleitung 76 mit der
Einströmungsleitung 26 verbunden.
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Auf
der anderen Seite der Kammer 52 hat die Hülse 50 einen
Sitz 77, gegen den eine Prüf-Verschlussvorrichtung 78 des
Ventils ohne Rückkehr
anschlägt.
Die Verschlussvorrichtung 78 hat einen zentralen Abschnitt 80 in
der Form von einem Zylinder mit einer Basis, die mit einem zentralen
Durchgangsloch versehen ist. Eine Feder 82, die durch eine
Kappe 84 verriegelt ist, ist auf den Abschnitt 80 eingesetzt.
Diese Kappe verschließt
in einer ähnlichen Weise
wie die Kappe 70 die Hülse 50 und
ist an dem Körper 12 befestigt.
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Der
Innenraum von dem Abschnitt 80 enthält das Sicherheitsventil, das
verhindert, dass der Druck in der Versorgungskammer 85,
der durch einen Abschnitt der Hülse 50 bestimmt
ist, der zwischen dem Sitz 77 und der Kappe 84 enthalten
ist, einen Sicherheits-Grenzwert aufgrund thermischer Expansion
erreicht und überschreitet.
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Dieses
Ventil ist von einer Scheibe 86 gebildet, die gegen die
Basis von dem Abschnitt 80 durch eine Feder 88 gedrückt ist,
die durch einen Schnappring verriegelt ist.
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Eine
Auslassleitung 90 aus der Pumpeinheit 11 gemäß der Erfindung
führt aus
der Kammer 85 heraus.
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Messinstrumente 92,
die durch beispielsweise einen Druckmesser gebildet sind, sind auf
dieser Leitung 90 angeordnet.
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Die
Einheit, die durch die Hülsen 34 und 50 gebildet
ist, ist mit zahlreichen Öffnungen
versehen, die durch Kappen verschlossen sind, wenn die Einheit nicht
benutzt wird. Tatsächlich
hat zusätzlich
zu den Kappen 34, 70, 84 an der Kammer 52 die
Hülse 50 eine Öffnung,
die ihre Inspektion gestattet und durch eine weitere Kappe 94 verschlossen
ist.
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Die
Arbeitsweise der kompakten Pumpeinheit gemäß der Erfindung ist im wesentlichen
wie folgt.
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Die
Pumpeinheit 11 ist besonders angezeigt, um in Brennstoffpumpen-Abfüllstationen
verwendet zu werden, und deshalb wird nachfolgend auf ihren Betrieb
Bezug genommen, wenn sie in einer derartigen Anwendung benutzt wird.
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Bei
derartigen Anwendungen wird die Pumpeinheit 11 über die
Rohrleitung 18 mit einem Brennstofftank (nicht gezeigt)
verbunden, aus dem der Brennstoff entnommen wird, um durch eine
Versorgungsdüse
(nicht gezeigt) zugeführt
zu werden. Die Versorgungsdüse
ist mit der Auslassleitung 90 durch einen Hydraulikkreis
verbunden, dessen letztes Element eine flexible Rohrleitung (nicht
gezeigt) ist.
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Wenn
der Motor 30 ausgeschaltet ist, nimmt die Pumpe keine Flüssigkeit
aus der Rohrleitung 18 auf und die in der Einheit 11 enthaltene
Flüssigkeit befindet
sich auf Atmosphärendruck.
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Genauer
gesagt, bei Atmosphärendruck
ist die in der Kammer 52 enthaltene Flüssigkeit nicht in der Lage,
die Kraft zu überwinden,
die durch die Feder 82 gegen die Verschlussvorrichtung 78 ausgeübt wird.
Die Verschlussvorrichtung 78 trennt deshalb die Kammer 85 von
der Kammer 52 und verhindert, dass der Hydraulikkreis stromabwärts von
der Pumpeinheit 11 leer läuft. Zur gleichen Zeit kann
sich die Scheibe 86 bewegen und die elastische Kraft der
Feder 88 überwinden,
wenn das Volumen der Flüssigkeit,
die in der Kammer 85 eingeschlossen ist, sich vergrößern sollte,
beispielsweise als eine Folge von einem Temperaturanstieg. Auf diese
Weise ist die Integrität
der Komponenten davor bewahrt, Ereignissen einer unerwarteten und
unvorhergesehenen Natur zu folgen.
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Nach
der Ausbildung des Atmosphärendruckes
in der Kammer 52 ist der Körper 54 des Bypass-Ventils
in der Schließstellung,
wobei die Schlitze, die durch die Hülse verdeckt sind, und zur
gleichen Zeit die Feder 64, die gegen die Verschlussvorrichtung 62 drückt, bewirkt,
dass die Platte 74 die Öffnung 63 von
dem ringförmigen
Rand der Buchse 60 schließt. Auch in diesem Fall ist
jeder Durchtritt von Flüssigkeit
verhindert und sie bleibt deshalb in der Kammer 52 eingeschlossen.
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Wenn
der Motor eingeschaltet ist, wird Flüssigkeit aus dem Tank gezogen
und tritt, nachdem sie durch die Filtereinheit mit dem Rückstrom-Sperrventil 14 geströmt ist,
in die Einströmungsleitung 26 ein, von
der sie in die Pumpe 28 eintritt und, nachdem sie dadurch
bearbeitet worden ist, durch die Versorgungsleitung 32 hindurch
in die Hülse 34 von
dem Entgaser strömt,
wo die Gase und Dämpfe
aus der Flüssigkeit
getrennt und, gemischt mit einem Flüssigkeitsanteil, durch das
Durchgangsloch 39 hindurch ausgestoßen werden. Der Flüssigkeitsanteil
des Gemisches sammelt sich deshalb in dem Tank 44. Aus der
Hülse 34 gelangt
die Flüssigkeit
in die Kammer 52 durch den Zwischenabschnitt 48.
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Wenn
der Motor 30 eingeschaltet ist, aber die Brennstoff-Versorgungsdüse geschlossen
ist (d.h. sie speist nicht), steigt der Druck in der Kammer 52 an,
aber er ist nicht in der Lage, die Verschlussvorrichtung 78 zu öffnen. Da
in der Tat die Düse
geschlossen ist, ist der Druck in der Kammer 85 im Gleichgewicht
mit dem Druck in der Kammer 52. Der Druck in der Kammer 52 überwindet
jedoch die elastische Kraft der Feder 66 und bewirkt, dass
sich der Körper 54 von
dem Bypass-Ventil bewegt und die Fenster 56 so geführt werden,
dass sie an dem Abschnitt der Hülse 50 mit
dem vergrößerten Durchmesser
sind. Zur gleichen Zeit wird die Verschlussvorrichtung 62 gegen
den ringförmigen
Rand der Buchse 60 geschoben und verschließt ihre Öffnung 63.
In dieser Situation kann die Flüssigkeit
aus der Kammer 52 durch die Fenster 56 hindurch
strömen und
tritt somit in die Kammer 75 ein, von der sie in die Rezirkulationsleitung 76 gelangt
und vollständig
rezirkuliert wird.
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Wenn
der Motor eingeschaltet und die Brennstoff-Versorgungsdüse geöffnet ist
(d.h. sie speist), überwindet
der Druck in der Kammer 52 die elastische Kraft von der
Feder 82 und bewirkt, dass sich die Verschlussvorrichtung 78 bewegt.
Die Flüssigkeit
tritt in die Kammer 85 ein, von der sie in die Auslassleitung 90 strömt. Im Gegensatz
dazu bleibt der Körper 54 des
Bypass-Ventils in der Ruhestellung, wobei die Fenster 56 durch
die Hülse 50 verdeckt
sind, und die Verschlussvorrichtung 62 bewegt sich in Richtung
auf den ringförmigen
Rand der Buchse 60, um ihre Öffnung 63 zu verschließen.
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Wenn
der Motor 30 eingeschaltet und die Brennstoff-Versorgungsdüse geöffnet ist,
aber eine große
Luftmenge aufgenommen wird, fällt
der Druck in der Kammer 52 in Bezug auf die Bedingungen
des normalen Betriebs; dies bewirkt, dass sich die Verschlussvorrichtung 78 in
Richtung auf den Sitz 77 bewegt und die Hemmung, die sie
darstellen, als eine Konsequenz schließt. Auf der anderen Seite bewegt sich,
während
der Körper 54 des
Bypass-Ventils in der Ruhestellung bleibt, wobei die Fenster 56 durch die
Hülse 50 verdeckt
sind, die Verschlussvorrichtung 62, betätigt durch die Feder 64,
und öffnet
die Öffnung 63.
Das Gemisch, das aus der Flüssigkeit zusammengesetzt
ist, die einen hohen Prozentsatz an Gasen oder Dämpfen enthält, strömt somit zwischen den Rändern der
Verschlussvorrichtung 62 und der Buchse 60 und
tritt in die Kammer 75 ein, von der das Gemisch in die
Rezirkulationsleitung 76 strömt und vollständig rezirkuliert
wird. In dieser Situation wird auf der Basis der obigen Beschreibung
die Zufuhr von Brennstoff automatisch angehalten.
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Wie
aus der Beschreibung deutlich wird, sind bei der Pumpeinheit 11 gemäß der Erfindung
die Ventile und die Zubehörvorrichtungen
der Einheit in der Einheit untergebracht, die durch die Hülsen 34 und 50 gebildet
ist.
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In
der Praxis wurde gefunden, dass die kompakte Pumpeinheit gemäß der Erfindung
besonders vorteilhaft ist, weil sie eine sehr einfache Struktur
hat, die darüber
hinaus für
hohe Zugänglichkeit
zu ihren inneren Elementen sorgt. Dies erweist sich insbesondere
dann als nützlich,
wenn Wartungs- und/oder Teileaustauscharbeiten ausgeführt werden
müssen.