DE948107C - Anfahrventil fuer Duesentriebwerke - Google Patents

Description

• Anfahrventil für Düsentriebwerke Die Erfindung betrifft ein Anfahrventi.l für Düsentriebwerke, insbesondere für Triebwerke von Raketen, die mit flüssigen, selbstzündenden Treibstoffkombinationen, beispielsweise Salpetersäure als Sauerstoffträger und aktiviertem Petrol oder einem Amin-Xylidin-Gemisch als Brennstoff arbeiten. Bei solchen Raketenmotoren ist die genaue Beherrschung derAnfahrphasen eine der schwierigsten Aufgaben. Für einwandfreies Starten muß die Einspritzung in genau dosierten Mengen erfolgen, und die Einspritzgeschwindigkeit darf einen bestimmten Wert nicht überschreiten. Nach der Zündung muß eine kontinuierliche Mehrförderung der Treibstoffe bis zum Vollschub unter Wahrung des richtigen Mischungsverhältnisses einsetzen.
• Der ganze Anfahrvorgang muß in kürzester Zeit vollendet sein; er sollte nicht mehr als etwa r Sekunde beanspruchen.
• Es sind verschiedene Arten solaherAnfahrventile für Raketenmotoren bekannt. Angewendet wurden im besonderen automatische Systeme, die auf elektromagnetischem Wege durch Solenoide ein sukzessives -Freigeben von Rohrqwersahnitteri ermöglichen. Ferner sind Ventile bekannt, bei denen Druckluft auf eine federbelastete Membran oder einen Kolben- wirkt, der seinerseits eine konische Spindel verschiebt, die den Durchflußquersdhnitt für den Treibstoff kontinuierlich vergrößert. Solche Anfahrventile, die durch ein besonderes- Steuermedium, elektrischen Strom oder Druckluft usw., betätigt werden, haben einen in Anbetracht ihrer kurzen Wirkungsdauer verhältnismäßig verwickelten Aufbau.
• Es sind ferner Einspritzventile für Brennkraftmaschirnen bekannt, bei denen .der Schaft einer in einer Bohrung eines Düsenkörpers - angebrachten Düsennadel mit 'verschieden großen Quer- oder Dosierbohrungen versehen ist. Wird die Düsennadel durch den unter Förderdruck stehenden Treibstoff entgegen der Wirkung einer Feder angehoben, so werden diese Dosierbohrungen nacheinander freigelegt, was zur Folge hat, daß die durchfließende Treibstoffmenge entsprechend dem zunehmenden Querschnitt der Dosierbohrungen ebenfalls kontinuierlich zunimmt.
• Die Regelung der Öffnungsgeschwindigkeit des mit Dosäerbohrungen versehenen Kolbens . durch eine Feder von genau bemessener Stärke ist für Ventile von Einspritzanlagen , für Brennkraftmaschinen mit großer Lebensdauer durchaus gerechtfertigt, für Raketenmotoren, die nur für einen einzigen Start bestimmt sind, jedoch verhältnismäßig kompliziert und kostspielig.
• Dieser Nachteil wird durch das einfachere Ventil gemäß vorliegender Erfindung behoben.
• Die Erfindung betrifft ein Anfahrventil für Düsentriebwerke zur Regelung des Treibstoffzuflusses zur Brennkammer während der Startpause von Null auf Vollast mit einem in bekannter Weise in einem Ventilgehäuse verschiebbar angeordneten Kolben, der durch den unter Förderdruck stehenden Treibstoff verschoben wind und mehrere Dosierbohrungen enthält, die bei seiner Verschiebung entsprechend der benötigten Durchflußmenge nacheinander zur Wirkung kornanen,' wobei, erfindungsgemäß die Kolbengeschwindigkeit durch- eine im Zylinderraum befindliche Flüssigkeitsmenge geregelt wind, die aus einer kalibrierten Bohrung ausfließt.
• In der Zeichnung -ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i -einen- Längsschnitt durch das Anfahrventil, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. i.
• Das Ventilgehüuse i enthält den Kolben 2 mit mehreren ' Doeierbahrungen 3. Der Kolben 2 befindet sich vor Beginn des Anfahrens in der in Fig. i dargestellten Anfangslage. Der Zylinderraum 4 vor dem Kolben ist mit einer Sperrflüssigkeit gefüllt, deren Viskosität möglichst temperaturunabhängig sein soll. Der Zylinderraum wird durch eine mit einer kalibrierten Bohrung 5a versehene Blende 5 und eine dünne Membran 6 verschlossen, die beide nach dem Einfüllen der Sperrflüssigkeit unter .Zwischenlage von Dichtungsringen 7 mittels einer Überwurfmutter 8 auf dem Ventilgehäuse i befestigt werden.
• Im Eintrittsstutzen 9 des Ventilgehäuses ist ferner ein Siebfilter io eingebaut, und zwischen diesem und dem Anschlußnippel i i, der durch die Überwurfmutter 12 festgeklemmt wird, befindet sich eine zweite dünne Membran 13 und ein Dichtungsring 14. Das Ventilgehäuse i enthält ferner zwei Bohrungen 15, welche die Einlaßseite mit dein Zylinderraum hinter dem Kolben 2 verbinden. Der Kolben 2 ist gegen Verdrehen beispielsweise durch eine seitlich angebrachte Schraube 17, die in einen nicht über die ganze Kolbenlänge reichenden Führungsschlitz 18 eingreift, gesichert.
• Die Wirkungsweise des Anfahrventils ist kurz folgende. Der Anschlußnippel i i ist mit der Verbindungsleitung zum Treibstofftank verbunden. -Der Treibstoff kann aber vor Beginn des Anfahrens `nicht in den Ventilkörper z eintreten, da die Membran 13 die Eintrittsöffnung verschließt. Diese Membran ist derart dimensioniert, daß sie bei einem Druck von beispielsweise einem Viertel des Treibstoff-Förderdruckes bricht. Setzt nun beim Anfahren die Treibstofförderung ein, so wird die Me#lbraii 13 eingedrückt, und der Treibstoff gelangt durch das Siebfilter io in den Eintrittsstutzen 9 und durch die vorderste der Dosieibolirungen 3 zum Austrittsstutzen 16 und in die nicht .gezeichnete Brennkammer. Gleichzeitig fließt der Treibstoff aber auch durch die Bohrungen 15 in den Zylinderraum hinter den Kolben 2.- Dieser wird nun nach vorn verschoben und setzt die Sperrflüssigkeit im -Zylind erraum q. unter Druck. Diese durchbricht ihrerseits die Membran 6 und fließt durch die kalibrierte Bohrung 5" der Blende 5 .aus. Der Kolben 2 bewegt sich dabei mit einer durch die Ausflußgeschwindigkeit der Sperrflüssigkeit genau bestimmten Geschwindigkeit nach vorn, so daß weitere Dosierbohrungen 3 - zur Wirkung kommen und die durch das Ventil fließende Treibstoffrnenge stetig zunimmt, bis schließlich die hinterste und größte Bohrung freigelegt wird, wodurch Vollförderung erreicht ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anfahrventil für Düsentriebwerke zur Regelung des Treibstoffzuflusses zur Brennkammer während der Startphase von Null auf Vollast mit einem> in einem Ventilgehäuse verschiebbar angeordneten Kolben, der durch den unter Förderdruck stehenden Treibstoff verschobenwird.und mehrereDosnerbohrungen enthält, die bei seiner Verschiebung entsprechend der benötigten Durchflußmenge nacheinander zur Wirkung kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbengeschwindigkeit durch eine im Zylinderraum (4) befindliche, aus einer kalibrierten Bohrung (5a) ausfließende Flüssigkeitsmenge geregelt wird.
2. 2. Anfahrventil nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der die Flüssigkeitsmenge enthaltende Zvlinderraum (4) durch eine Membran (6) verschlossen wird, die bei Beginn der Treibstofförderung durch den vom unter Treibstoffdruck stehenden Kolben (2) auf die Flüssig- keit ausgeübten Druck bricht und die kalibrierte Bohrung (5a) freigibt. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 269 302; deutsche Patentschrift Nr. 733 04i.