Druckregler für Brennkraftmaschinen Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, den Druck eines flüssigen oder gasförmigen Betriebsmittels einer Brennkraftmaschine
zwischen Förderpumpe und Verwendungsstelle beständig zu halten, auch wenn der äußere
Luftdruck sich ändert. (Für den Fall, daß die Brennkraftmaschine Teil eines Flugzeugtriebwerkes
ist, soll Konstanthaltung nur in dem Bereich zwischen Bodennähe und Volldruckhöhe
erfolgen. Dabei ist die Volldruckhöhe in erster Linie von der Auslegung der Förderpumpe
abhängig.) Ferner wird auf eine ungehinderte Strömung in der Hauptförderleitung
Wert gelegt. Es ist eine Reihe von Druckreglern für Brennkraftmaschinen bekannt,
durch die aber sämtlich nur ein gleichbleibender überdruck gegen den veränderlichen
Außendruck eingeregelt werden kann. Diese Abhängigkeit vom Außendruck macht sich
insbesondere bei Flugmotoren als Nachteil bemerkbar; dort sinkt mit zunehmender
Flughöhe der Druck der Atmosphäre, wodurch auch der Förderdruck in der betreffenden
Betriebsmittelleitung abfällt und die Leistung des Motors zurückgeht. Nachteilig
kann bei den bekannten Reglern auch noch der Umstand wirken, daß sie den Ouerschnitt
der Hauptförder-
Leitung zeitweilig verringern oder diese völlig
abschließen.Pressure regulators for internal combustion engines The invention is based on the object
based on the pressure of a liquid or gaseous operating medium of an internal combustion engine
to be kept constant between the feed pump and the point of use, even if the external one
Air pressure changes. (In the event that the internal combustion engine is part of an aircraft engine
should only be kept constant in the area between the ground level and the full pressure head
take place. The full pressure head depends primarily on the design of the feed pump
It also depends on an unobstructed flow in the main delivery line
Added value. A number of pressure regulators for internal combustion engines are known,
but by all of them only a constant overpressure against the changeable one
External pressure can be regulated. This dependency on external pressure makes itself felt
noticeable as a disadvantage, especially in aircraft engines; there decreases with increasing
Flight altitude is the pressure of the atmosphere, which also increases the delivery pressure in the relevant
The operating medium line drops and the performance of the engine drops. Disadvantageous
the fact that the cross-section can also work with the known controllers
the main funding
Reduce the line temporarily or completely
to lock.
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile vermieden und die oben
gestellte Aufgabe durch einen den Querschnitt der Rückströmleitung verengenden oder
ganz abschließenden Drosselschieber gelöst, der durch eine druckempfindliche Membrandose
gesteuert wird, die unter Ausschaltung des äußeren Luftdruckes lediglich vom Druck
des bereits geförderten Mittels beeinflußt wird.According to the invention these disadvantages are avoided and the above
Asked task by a narrowing or the cross section of the return line
completely closed throttle slide released, which is through a pressure-sensitive diaphragm box
is controlled, which by switching off the external air pressure only from the pressure
of the means already funded is influenced.
Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt liegt insbesondere
auf dem Gebiet des Flugzeugtriebwerksbaues, obwohl der Absolutdruckregler nach der
Erfindung auch bei empfindlichen ortsfesten Geräten Vorteile bringen wird. Im Flugzeugtriebwerksbau
ist für einen Regler, der den absoluten Wert eines gewünschten Druckes unabhängig
von der Flughöhe innehält, seit langem ein Bedürfnis vorhanden. Bei Flugmotoren
sind nämlich die Verhältnisse in der sogenannten Volldruckhöhe für die Bemessung
der einzelnen Pumpen maßgebend (z. B. Vorförderpumpen mit nachgeschalteter Zuteilungspumpe).
Bei Verwendung des Reglers gemäß der Erfindung, der die Ansaughöhe der nachgeschalteten
Zuteilungspumpe unabhängig von der Flughöhe konstant hält, so daß immer eine einwandfreie
Füllung dieser Pumpe mit Sicherheit erzielt wird, ergibt sich ferner der Vorteil,
daß man in Bodennähe mit geringerer Leistung dieser Förderpumpe auskommt, aber trotzdem
in der Volldruckhöhe die genügende Leistung der Vorförderpumpe verfügbar hat. Zu
dieser Ersparnis an Leistung kommt als weiterer Vorteil noch die Einsparung an Baugewicht
hinzu, der besonders bei Luftfahrzeugen Anerkennung verdient, wo bekanntlich die
Forderung, das tote mitzuführende Gewicht zugunsten der Nutzlast zu verringern,
an erster Stelle steht. Schließlich liegt ein Vorteil des Reglers gemäß der Erfindung
noch darin, daß beim Ausfallen des Reglers infolge von Störungen oder Feindeinwirkungen
ein Notbetrieb aufrechterhalten werden kann.The technical progress achieved by the invention lies in particular
in the field of aircraft engine construction, although the absolute pressure regulator according to the
Invention will also bring advantages in sensitive stationary devices. In aircraft engine construction
is for a controller that is independent of the absolute value of a desired pressure
from the altitude, a need has existed for a long time. With aircraft engines
are namely the conditions in the so-called full pressure height for the design
of the individual pumps are decisive (e.g. pre-feed pumps with downstream metering pumps).
When using the controller according to the invention, the suction lift of the downstream
Allocation pump keeps constant regardless of the flight altitude, so that always a flawless
Filling of this pump is achieved with certainty, there is also the advantage
that you can get by with lower performance of this feed pump near the ground, but still
has the sufficient power of the pre-feed pump available at full pressure level. to
This saving in performance comes as a further advantage in the saving in structural weight
added, which deserves recognition especially in aircraft, where, as is well known, the
Demand to reduce the dead weight to be carried in favor of the payload,
comes first. Finally, there is an advantage of the controller according to the invention
nor in the fact that if the regulator fails as a result of disturbances or enemy influences
emergency operation can be maintained.
Es ist zwar eine Regeleinrichtung für Kolbenkompressoren mit einem
Impulsgeber für den Absolutdruck bekannt, bei. welcher beim Überschreiten eines
eingestellten Höchstdruckes die Kompressorleitung abgeschlossen wird. Diese ist
aber für die Lösung der vorliegenden Aufgabe nicht geeignet, da sie wie ein Schalter
die Hauptförderleitung zeitweilig völlig unterbricht und da eine wesentliche Voraussetzung
für ihre Anwendung das Vorhandensein eines Windkessels ist, in welchem eine Speicherung
der Druckluft über den tatsächlichen Bedarf an der Verbrauchsstelle hinaus erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wesenhaft dargestellt.Although it is a control device for reciprocating compressors with a
Pulse generator for the absolute pressure known at. which when crossing a
the compressor line is closed at the set maximum pressure. This is
but not suitable for solving the problem at hand, as it is like a switch
the main conveyor line is temporarily completely interrupted and there is an essential requirement
for their application is the presence of an air chamber in which a storage
the compressed air takes place beyond the actual requirement at the point of consumption.
An embodiment of the invention is shown essentially in the drawing.
Der Druckregler besteht aus einem Arbeitszylinder i, in welchem ein
Drosselschieber 2 abdichtend gleitet. Der Drosselschieber 2 ist mit einer Ringnut
3 versehen und steht auf einer seiner Stirnseiten unter dem Einfluß einer Feder
q.. An den Zylinder i sind in der Bewegungsrichtung des Drosselschiebers 2 gegeneinander
versetzt zwei Leitungen 5 und 6 für den Durchfluß des Mittels angeschlossen, dessen
Druck geregelt werden soll. Die Leitung 5 ist mit der Druckleitung 7 verbunden,
welche von der Förderpumpe 8 zur Verwendungsstelle des unter geregeltem Druck stehenden
Mittels führt. Die Leitung 7 kann z. B. die Verbindungsleitung zwischen Brennstofförderpumpe
und den Brennstoffzuteilungspumpen sein. Von der Förderpumpe 8 führt eine Ansaugleitung
g zum Vorratsbehälter io des Mittels, z. B. zum Brennstofftank. Die an den Arbeitszylinder
i angeschlossene Leitung 6 ist direkt mit dem Vorratsbehälter io oder mit der Ansaugleitung
9 verbunden. Die Einführungsstellen der Leitungen 5 und 6 in dem Arbeitszylinder
i sind so weit gegeneinander versetzt, daß bei entspannter oder nahezu entspannter
Feder q. die Verbindung zwischen den beiden Leitungen 5 und 6 durch den Drosselschieber
2 unterbrochen ist, während mit zunehmender Spannung die Feder .4 die Verbindung
dieser beiden Leitungen über die Ringnut 3 mit zunehmendem Durchflußquerschnitt
hergestellt wird. Von der Leitung 5 führt eine Leitung i i mit kleinem Querschnitt
in eine Kammer 12, die über ein Ventil 13 mit dem Arbeitszylinder i gegenüber der
federbelasteten Stirnseite des Drosselschiebers :2 verbunden ist. Das Ventil 13
wird durch einen Ventilkegel 1q. gesteuert, wobei der freigegebene Querschnitt durch
die Lageänderung einer mit dem Ventilkegel 1q verbundenen druckempfindlichen %,lembrandose
15 bestimmt wird. Die Grundstellung des Ventilkegels 1q. oder eine gewisse Vorspannung
der Membrandose 15 kann durch eine Einstellvorrichtung 16 beliebig gewählt werden.
Aus dem Teil des Arbeitszylinders i, der über das Ventil 13 mit der Kammer 12 verbunden
ist, führt eine mit einer Drosselstelle 17 versehene Leitung 18 zur Abflußleitung
6. Außerdem ist die Abflußleitung 6 über eine Leitung i9 mit dem Teil des Arbeitszylinders
i verbunden, der die Druck- i feder q. enthält.The pressure regulator consists of a working cylinder i, in which a
Throttle slide 2 slides sealingly. The throttle slide 2 has an annular groove
3 provided and is on one of its end faces under the influence of a spring
q .. At the cylinder i are in the direction of movement of the throttle slide 2 against each other
offset two lines 5 and 6 connected for the flow of the agent, its
Pressure should be regulated. The line 5 is connected to the pressure line 7,
which from the feed pump 8 to the point of use of the under controlled pressure
Means leads. The line 7 can, for. B. the connecting line between the fuel feed pump
and the fuel metering pumps. A suction line leads from the feed pump 8
g to the reservoir io of the agent, e.g. B. to the fuel tank. The one to the working cylinder
i connected line 6 is directly with the reservoir io or with the suction line
9 connected. The insertion points of the lines 5 and 6 in the working cylinder
i are so far offset from each other that when relaxed or almost relaxed
Spring q. the connection between the two lines 5 and 6 through the throttle slide
2 is interrupted, while with increasing tension the spring .4 the connection
these two lines via the annular groove 3 with increasing flow cross-section
will be produced. From the line 5 leads a line i i with a small cross-section
into a chamber 12, which via a valve 13 with the working cylinder i opposite the
spring-loaded face of the throttle slide: 2 is connected. The valve 13
is controlled by a valve cone 1q. controlled, the released cross section through
the change in position of a pressure-sensitive%, lembrand can connected to the valve cone 1q
15 is determined. The basic position of the valve cone 1q. or a certain bias
the diaphragm can 15 can be selected as desired by an adjusting device 16.
From the part of the working cylinder i which is connected to the chamber 12 via the valve 13
is, leads a provided with a throttle point 17 line 18 to the drainage line
6. In addition, the discharge line 6 is connected to the part of the working cylinder via a line i9
i connected to the compression i spring q. contains.
Die Wirkungsweise des Absolutdruckreglers ist folgende: Im Beharrungszustande,
wenn also der Druck in der Leitung 5 dem Solldruck entspricht, ist das Ventil
13 zwischen dem Arbeitszylinder i und der Kammer 12 geschlossen, so daß der
Drosselschieber 2, da
eine entsprechende Gegenwirkung fehlt, der
Spannkraft der Feder 4 nachgibt und durch seine Stellung die Eintrittsöffnung der
Leitung 6 in den Zylinder i absperrt. Die Verbindung der Leitungen 5 und 6 ist dadurch
getrennt, und es erfolgt kein Durchfluß des Mittels durch den Regler. Steigt der
Druck in der Leitung 5 - an, so wird die Membrandose 15 zusammengedrückt und hebt
durch eine Längenverkürzung den damit verbundenen Ventilkegel 14 mehr oder weniger
weit von seinem Sitz ab. Das durch die lichte Öffnung des Ventils 13 nun hindurchtretende
Mittel bewegt den Drosselschieber 2 entgegen dem Druck der Feder 4, wodurch die
Leitungen 5 und 6 über die Ringnut 3 nach Maßgabe der Längenverkürzung der Membrandose
15 mit kleinerem oder größerem Durchflußquerschnitt verbunden werden. Ein Teil des
durch die Leitung 7 gefördertem. Mittels fließt daher über den Regler in den Vorratsbehälter
io zurück. Hierdurch fällt der Druck in der Leitung 5 und damit auch in der Kammer
12 wieder ab, und die Membrandose 15 dehnt sich wieder aus. Wenn der Druck dabei
weit genug zurückgeht, wird unter dem Einfluß der Membrandose 15 der Ventilkegel
14 wieder gegen seinen Sitz im Ventil 13 gepreßt. Das im Zylinder i zwischen Drosselschieber
2 und Ventil 13 befindliche Mittel wird durch den Drosselschieber 2 unter der Einwirkung
der Spannkraft der Feder 4 durch die Leitung 18 über dieDrosselstelle 17 in die
Abflußleitung 6 gepreßt. Die Drosselstelle 17 soll dabei eine gewisse Trägheit des
Reglers gegenüber Druckschwankungen des Mittels hervorrufen, damit ruckweise Bewegungen
der Regelglieder vermieden werden. Die Verbindungsleitung i9 dient zum Ausgleich
des Druckes in dem Raum des Zylinders i, der die Feder 4 enthält. Der Außenluftdruck:
wirkt nicht nur auf diejenige Stirnseite des Drosselschiebers 2, an welcher die
Druckfeder 4 liegt, sondern er teilt sich über die Leitung 18 auch der anderen Stirnseite
mit. Die Drosselstelle 17 bleibt dabei ohne Einfluß, weil sich der Außendruck nicht
spontan, sondern nur mit der Flughöhe allmählich ändert, da das Flugzeug immerhin.
einige Minuten braucht, um von Bodennähe bis in die Volldruckhöhe zu steigen.The mode of operation of the absolute pressure regulator is as follows: In the steady state, i.e. when the pressure in the line 5 corresponds to the target pressure, the valve 13 between the working cylinder i and the chamber 12 is closed, so that the throttle slide 2, since there is no corresponding counteraction, the clamping force the spring 4 yields and, through its position, blocks the inlet opening of the line 6 into the cylinder i. The connection of the lines 5 and 6 is thereby separated, and there is no flow of the agent through the regulator. If the pressure in the line 5 - rises, the diaphragm box 15 is compressed and, by shortening its length, lifts the valve cone 14 connected to it more or less far from its seat. The means now passing through the clear opening of the valve 13 moves the throttle slide 2 against the pressure of the spring 4, whereby the lines 5 and 6 are connected via the annular groove 3 according to the length reduction of the diaphragm box 15 with a smaller or larger flow cross-section. Part of the promoted through line 7. Therefore flows back into the reservoir io via the regulator. As a result, the pressure in the line 5 and thus also in the chamber 12 drops again, and the diaphragm box 15 expands again. When the pressure drops far enough, the valve cone 14 is again pressed against its seat in the valve 13 under the influence of the diaphragm box 15. The agent located in the cylinder i between the throttle slide 2 and valve 13 is pressed by the throttle slide 2 under the action of the tension force of the spring 4 through the line 18 via the throttle point 17 into the discharge line 6. The throttle point 17 is intended to induce a certain inertia of the regulator with respect to pressure fluctuations of the agent, so that jerky movements of the regulating elements are avoided. The connecting line i9 serves to equalize the pressure in the space of the cylinder i which contains the spring 4. The outside air pressure: acts not only on that end face of the throttle slide 2 on which the compression spring 4 is located, but it is also communicated to the other end face via the line 18. The throttle point 17 remains without influence, because the external pressure does not change spontaneously, but only gradually changes with the flight altitude, since the aircraft after all. takes a few minutes to rise from near the ground to full pressure height.
Durch den Absolutdruckregler nach der Erfindung wird der Druck in
dem Leitungssystem zwischen Förderpumpe und Verwendungsstellen unabhängig vom Außendruck
in gleicher Höhe gehalten. Die Steuerung des Nebenstromes verbraucht-dabei keingefördertes
Mittel mehr, wenn die Leistung der Förderpumpe bis auf einen bestimmten Betrag abgefallen
ist. Bei Flugmotoren tritt dieser Augenblick ein, wenn das Flugzeug die Volldruckhöhe
der Pumpe erreicht hat. Bis zur Volldruckhöhe der Pumpe, die beliebig gewählt sein
kann, bleibt der Druck im Druckleitungssystem konstant, um erst bei Überschreitung
dieser Höhe in Abhängigkeit vom sinkenden Außendruck abzufallen..By the absolute pressure regulator according to the invention, the pressure in
the pipe system between the feed pump and the point of use regardless of the external pressure
kept at the same level. The control of the secondary flow consumes nothing
Means more when the performance of the feed pump has dropped to a certain amount
is. In aircraft engines, this moment occurs when the aircraft has reached full pressure altitude
the pump has reached. Up to the full pressure head of the pump, which can be chosen at will
can, the pressure in the pressure line system remains constant, only when it is exceeded
this height to decrease depending on the falling external pressure ..