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Brennstofförderpumpe für Brennkraftm.aschinen Die Erfindung bezieht
sich auf eine aus mehreren Pumpen zu einerEinheit zusammengebauteBrennstoffförderpumpe
für Brennkraftmaschinen, insbesondere Flugmotoren, bei welcher in einer ersten Pumpe
die Gas- oder Dampfblasen des Brennstoffes ausgeschieden werden, welche in einer
zweiten Pumpe durch Verdichten verflüssigt werden, um mit dem von der ersten Pumpe
geförderten Brennstoff wieder vereint zu werden. Bei einer bekannten Förderpumpe
dieser Art, die aus einer Zentrifugalpumpe für die Förderung der Flüssigkeit und
einem Flüssigkeitsring-Verdichter für die Verflüssigung und Weiterleitung der abgeschiedenen
Gase und Dämpfe besteht, ist es erforderlich, dem Flüssigkeitsring-Verdichter zur
Erzielung des für die Verflüssigung der Gase und Dämpfe erforderlichen Druckes einen
im Verhältnis zum Durchmesser der Zentrifugalpumpe großen Rotordurchmesser zu geben,
da sich nur auf diese Weise die zur Druckerhöhung notwendige hohe Umfangsgeschwindigkeit
erreichen läßt. Dies ist aber mit einer unzweckmäßigen Kompressionsarbeit des Flüssigkeitsring-Verdichters
verbunden. Aus diesem Grunde ist es für notwendig erachtet worden, an der Zentrifugalpumpe
ein Drosselventil vorzusehen, um den Auslaßdruck auf einen Druck herabzusetzen,
der auf einen erträglichen Verdichtungsgrad des Flüssigkeitsring-Verdichters abgestimmt
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Vergleich zu der bekannten Brennstofförderpumpe
leistungsfähigere und dabei gleichzeitig baulich gedrungenere Pumpeneinheit zu schaffen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die genannte Einheit noch eine dritte
Pumpe besitzt, welche den verflüssigten Brennstoff aus der zweiten Pumpe aufnimmt
und unter erhöhtem Druck dem Auslaß der ersten Pumpe zuführt. Eine Pumpe mit diesen
Merkmalen ermöglicht die Erreichung des erforderlichen Verdichtungsgrades des Flüssigkeitsring-Verdichters
somit auf wesentlich günstigere Weise mit Hilfe einer weiteren Pumpe, vorzugsweise
einer Zentrifugalpumpe, die die vom Flüssigkeitsring-Verdichter austretende Flüssigkeit
auf den Auslaßdruck der ersten Zentrifugalpumpe bringt.
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Ein Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung besteht darin, daß die Pumpeneinheit
außerdem eine vierte Pumpe umfaßt, welche in an sich bekannter Weise diejenigen
Gas- oder Dampfblasen des Brennstoffes über eine ?Nebenleitung ansaugt, die sich
an Sammelstellen der zur Pumpeneinheit führenden Hauptbrennstoffleitung anhäufen,
und daß diese vierte Pumpe die von ihr angesaugten Gas- oder Dampfblasen ebenfalls
verdichtet, verflüssigt und der dritten Pumpe zuführt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und
zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Pumpe gemäß der Erfindung entsprechend
der Linie I-1 der Fig. 3, Fig.2einenLängsschnitt entsprechend derLinieII-II der
Fig.3. Fig.3 einen vertikalen Schnitt entsprechend der Linie III-III der Fig. 1,
Fig.4 einen vertikalen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV der Fig.1 und Fig.5
einen vertikalen Schnitt entsprechend der Linie V-V der Fig. 1.
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Die in den Figuren dargestellte, insbesondere zur Verwendung in Flugzeugen
bestimmte Brennstoffförderpumpe 7 einer Brennkraftmaschine ist über ihren Haupteinlaß
16 mit einer nicht dargestellten, zum Brennstofftank führenden Ansaugleitung verbunden.
Ihre Rotorwelle 15 wird bei 42 angetrieben. Die in dieser Ansaugleitung vorhandenen
Stellen, an denen sieh leicht Brennstoffdämpfe oder -gase sammeln, stehen über eine
Nebenleitung 6 (siehe Fig. 3 und 4) mit einem Nebeneinlaß 31 der Brennstofförderpumpe
in Verbindung. Das in die Pumpe am Haupteinlaß 16 eintretende Flüssigkeit-Dampf-Gemisch
wird von Flügeln 17 eines Pumpenrotors 15 erfaßt. Diese in Fig. 5 im Querschnitt
dargestellten Flügel 17 üben eine Zentrifugalwirkungauf das Gemisch aus,
so daß eineTrennung vonFlüssig keit und Gasen bzw. Dämpfen stattfindet. Die abgeschiedene
Flüssigkeit wird durch einen Spiralgehäusekanal 1$ zum Auslaß 19 der Pumpe befördert.
In der Nähe des Zutritts zu den Flügeln 17 befindet sich in der
Wandung
des Pumpengehäuses 40 eine Ausdrehung 20 (Fig. 1). Von hier aus werden die abgeschiedenen
Gase bzw. Dämpfe über eine Öffnung 21 durch einen . Gehäusekanal 22 (F ig. 1 und
3) dem Einlaßkanal 24 a eines Flüssigkeitsring-Verdichters32 zugeführt. Dieser Verdichter
32 besitzt umlaufende Flügel 23, die ebenso wie die Flügel 17 mit dem Rotor 15 ein
einheitliches Ganzes bilden und sich in das etwa oval ausgebildete, mit Erweiterungen
24 und 30 ausgestattete Verdichtergehäuse erstrecken. Die Enden der Flügel
23 sind über einen gemeinsamen Ring 45 miteinander verbunden. An der der
Pumpenachse zugewandten Seite der Flügel 23 schließt sich, etwa um 90° gegenüber
dem Einlaßkanal 24 a versetzt (siehe Fig. 3), ein Austrittskanal 24 b an. Dieser
steht mit einer ringförmigen Kammer 25 in Verbindung. Wie sich dies z. B. aus Fig.
4 ergibt, steht die ringförmige Kammer 25 mit dem Spiralgehäusekanal 18 über Kanäle
28 in Verbindung. Diese Kanäle erstrecken sich im Pumpenrotor 15 zwischen Seitenwänden
27 und 27a, die miteinander über Flügel 26 verbunden sind, radial nach außen. Diese
ebenfalls rotierenden Flügel 26 bilden die dritte Pumpe D der erfindungsgemäßen
Förderpumpeneinheit. Bei dem Ansaug- und Kompressionsprozeß in der zweiten Pumpe
B. werden die Dämpfe kondensiert, und der überwiegende Teil des freien Gases wird
bei dem höheren Auslaßdruck in der ringförmigen Kammer 25 von der Flüssigkeit absorbiert.
Die sich anschließende dritte Pumpe D dient dazu, den Druck weiter zu erhöhen, um
die Flüssigkeit auf den gleichen, von der ersten PumpeA entwickelten Enddruck zu
bringen.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, steht die Erweiterung 30 des Flüssigkeitsring-Verdichters
32 über einen Einlaßkanal 30 a, der dem in Fig. 1 dargestellten Einlaßkanal 24a
entspricht, mit dem Nebeneinlaß31 in Verbindung, um eine kontinuierliche Saugwirkung
in der an bestimmten Stellen an die Ansaugleitung angeschlossenen Nebenleitung 6
zu erzeugen. Die von diesen Stellen abgesaugten Dämpfe bzw. Gase werden unabhängig
von der Saug- und Kompressionswirkung der Erweiterung 24 des Flüssigkeitsring-Verdichters
32 in der Erweiterung 30 komprimiert und über einen besonderen Auslaßkanal in die
bereits erwähnte ringförmige Kammer 25 ausgetragen. Die Erweiterung 30 bildet somit
eine von der zweiten Pumpe B (Erweiterung 24) unabhängige vierte ]Pumpe C, die ebenso
wie die zweite Pumpe einen Teil des Flüssigkeitsring-Verdichters 32 darstellt. Die
dritte Pumpe D schließt sich sowohl an die zweite Pumpe B als auch an die vierte
Pumpe C an, um die Druckerhöhung im Hinblick auf den Spiralgehäusekanaldruck zu
besorgen. Die Arbeit, einen höheren Druck zu erzeugen, wird auf diese Weise den
Pumpen B und C abgenommen, so daß sie in ihrem normalen Kompressionsbereich arbeiten
können.
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Die normale Menge von Flüssigkeit, die von den jeweils aus der Sämmelausdrehung20
und der Nebenleitung 6 entfernten Gasen und Dämpfen mitgeführt wird, versorgt den
Dichtungsring der Pumpen B und C. Es kann jedoch vorkommen, daß die Pumpen B und
C den in ihnen enthaltenenBestand an dichtenderFlüssigkeit abführen und dann wegen
des Verlustes des Flüssigkeitsringes unwirksam werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden,
besitzt die Pumpeinheit Mittel, um Flüssigkeit von dem unter Druck stehenden Teil
des Spiralgehäusekanals 18 zu den Erweiterungen 24 und 30 zu liefern. Eine ringförmige
Kammer 50 zur Aufnahme von Dichtungsflüssigkeit ist, wie in den Fig.2 und 3 dargestellt,
über eine Speiseöffnung 51 mit dem Spirälgehäusekanal18 verbunden. Von der ringförmigen
Kammer 50 führen Speiseöffnungen 52 und 55 jeweils zu den Erweiterungen 30 und 24.
Diese Speiseöffnungen 52 und 55 durchsetzen die Innenwand 54 der von einer Außenwand
53 abgeschlossenen ringförmigen Kammer 50 an Stellen, die den Auslaßkanälen
24 b und 30 b der Erweiterungen 24 und 30 benachbart sind. Die Speisebohrungen
sind somit so angeordnet, daß sie in die Erweiterungen an Stellen des höchsten Druckes
innerhalb des Flüssigkeitsring-Verdichters einlaufen. Dieser Druck ist jedoch wegen
der Differenz zwischen dem von der dritten Pumpe D aufgebauten Druck geringer als
der Druck in dem Spiralkanal18. Normalerweise wird deshalb nur eine der herrschenden
Druckdifferenz entsprechende Flüssigkeitsmenge zu den Erweiterungen 24 und 30 geleitet.
Wenn jedoch der Verdichter 32 beginnen sollte, ohne Dichtungsflüssigkeit zu laufen
(mit einem in der Folge verringerten Druck innerhalb der jeweiligen Erweiterungen),
so hätte dies eine Erhöhung der Druckdifferenz über die Speiseöffnungen 52 und 55
zur Folge, was mit einem gleichzeitigen Anwachsen der Förderung von Flüssigkeit
in den Flüssigkeitsring-Verdichter 32 zur Erneuerung des Flüssigkeitsringes verbunden
wäre. Auf diese Weise wird der Betrieb des Verdichters 32 aufrechterhalten, so daß
die Verdichtung der Dämpfe und Gase in jedem Falle sichergestellt bleibt.