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Anlage zur Förderung flüssigen Brennstoffs Die Erfindung betrifft
eine Anlage zur Förderung flüssigen Brennstoffs aus einem Behälter zur Verbrauchsstelle,
die sich namentlich zur Versorgung der Motoren von Luftfahrzeugen eignet. Bei solchen
Brennstoffversorgungsanlagen ist es bekannt, den flüssigen Brennstoff mit Hilfe
einer mechanisch, z. B. von dem zu versorgenden Motor, von einem Windflügel o. dgl.,
angetriebenen Pumpe anzusaugen und der Verbrauchsstelle, z. B. Vergaser, zuzuführen.
Die Pumpe ist so bemessen, daß sie immer Brennstoff im Überfluß fördert, und zur
Ableitung des Brennstoffüberschusses ist eine besondere Vorrichtung (Überlauf oder
ein schwach belastetes Ventil) vorgesehen, deren Abfluß mit der Saugleitung der
Pumpe oder mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Es ist ferner bekannt, neben der
mechanisch getriebenen Pumpe (im folgenden Motorpumpe genannt) noch eine Handpumpe
vorzusehen, die bei Stillstand des Fahrzeuges ein Auffüllen der Leitungen und des
Vergasers gestattet und beim Versagen der Motorpumpe als Aushilfe dienen kann. Motorpumpe
und Handpumpe «-erden dabei gewöhnlich so angeordnet, daß sie beide in bezug auf
die Rohrleitungsführung parallel geschaltet sind, so daß eine gemeinsame Überschußableitvorrichtung
für beide genügt. Diese Anordnung ist aber dann nachteilig, wenn Motorpumpe und
Handpumpe räumlich weit auseinanderliegen, weil dann ein großer Teil der Rohrleitung
doppelt vorhanden sein muß. Es ist auch bekannt, Motorpumpe und Handpumpe hintereinander
zu schalten und das Rücklaufventil an den Teil der Druckleitung anzuschließen, der
zwischen der letzten Pumpe und der Verbrauchsstelle liegt. Der überschußbrennstoff
muß dann der Saugleitung,der .ersten Pumpe oder dem Vorratsbehälter zugeführt werden;
hierbei ergeben sich aber ebenfalls lange Doppelleitungen, wenn Motorpumpe und Handpumpe
weit auseinanderliegen. Außerdem ist diese Anordnung nur dann möglich, wenn beide
Pumpen selbsttätige Ventile mit geringem Durchflußwiderstand besitzen, da immer
die von der einen Pumpe geförderte oder angesaugte Flüssigkeit durch die andere
Pumpe hindurchfließen muß.
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Schließlich ist es bekannt, bei zwei h:intereinandergeschalteten Brennstoffpumpen
mit nur einer ,einzigen Rohrleitung zwischen dem Behälter und der Verbrauchsstelle
parallel zur zweiten Pumpe eine Umgehungsleitung mit Rückschlagventil anzuordnen,
um von der ersten Pumpe unmittelbar zur Verbrauchsstelle fördern zu können. Die
Erfindung betrifft die Ausbildung einer derartigen an sich bekannten, im Überschuß
fördernde Brennstoffpumpe mit Rücklaufeinrichtung.
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Nach der Erfindung werden die einzelnen Pumpen in die einzige vom
Vorratsbehälter zur Verbrauchsstelle führende Brennstoffleitung in Hintereinanderschaltung
eingebaut, und in Parallelschaltung zu jeder Pumpe sind zwei Nebenwege für den Brennstoff
angeordnet, von denen einer eine überschußableit-
@-orrichtung (Überdruckventil
oder Überlauf), der andere :ein nur :den Durchfluß nach der Verbrauchsstelle bin
freigebendes Rückjchlagventil .enthält.
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Bei dieser Anordnung kann die gerade im Betriebe befindliche Pumpe
Brennstoff über die Rückschlagventile, die zu :den vor ihr in der Saugleitung liegenden
Pumpen parallel geschaltet sind, ansaugen und ebenso den geförderten Brennstoff
über die Rückschlagventile, die zu den hinter ihr in der Druckleitung folgenden
Pumpen parallel geschaltet sind, fördern, so daß dieser Brennstoff nicht durch die
Arbeitsräume der vor oder hinter ihr liegenden stillstehenden Pumpen zu strömen
braucht. Es .können also beliebige Pumpenarten, auch solche, die im Ruhezustande
der Flüssigkeit keinen Durchlaß gewähren (Pumpen mit gesteuerten Ventilen, mit Schiebern,
Zahnradpumpen u. dgl.), in die Brennstoffleitung :eingeschaltet sein, ohne daß dies
.die Bttriebsfähigkeit der Anlage behindert. Der von der jeweils angetriebenen Pumpe
im Überschuß geförderte Brennstoff wird durch :die im Nebenschluß zu dieser Pumpe
liegende Überschußableitvorrichtung unmittelbar vor dieser Pumpe wieder zur Saugleitung
abgeführt. Die Anordnung einer solchen Überschußableitvorrichtung an jeder Pumpe
bringt den Vorteil, daß Doppelleitungen zwischen den :einzelnen Pumpen und dem Behälter
entbehrlich werden.
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Besonders einfache Anordnungen ergeben sich durch eine konstruktive
Vereinigung der beiden Nebenschlußleitungen und ihrer Ventile zu einem einzigen
Leitungszweig mit darin eingebautem Doppelventil und weiterhin durch organischen
Zusammenbau dieses Doppelventils mit :der Pumpe.
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Die Anordnung nach der Erfindung läßt sich auch der an sich bekannten
Betriebsweise mit Überdruckladung des Motors und entsprechend erhöhtem Förderdruck
des Brennstoffes leicht anpassen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Dabei zeigt Abb. i ein Schema der neuen Brennstoffversorgungsanlage;
Abb. 2 zeigt :ein Teilstück @dieser Anlage mit geänderter Leitungsführung; Abb.
3 und d. zeigen wiederum verschiedene Ausbildungsformen dieser Einzelheit; Abb.
5 ,zeigt Brennstoffpumpe, Umgehungskanäle und Durchflußglieder zu .einem einheitlichen
Ganzen vereinigt.
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Bei der Anordnung nach Abb. i ist ein Brennstoffvorratsbehälter i
durch :einen aus den Teilen 2, 3, q. bestehenden Leitungsstrang mit der Verbrauchsstelle,
beispielsweise einem Vergaser 5, verbunden. Zwischen die Leitungsteile 2 und 3 -ist
eine Handpumpe 6 und zwischen die Leitungsteile 3 und q. eine mechanisch betriebene
Pumpe 7 (Motorpumpe) :eingeschaltet. In der die Handpumpe umgehenden Nebenschlußleitung
8, 8' liegt :ein Überlauf io, in der Nebenschlußleitung g, cg' der Motorpumpe ein
Überdruckventil i i. Jede dieser Einrichtungen läßt den von .der zugehörigen Pumpe
.geförderten Brennstoffüberschuß von der Druckleitung der Pumpe in :deren Saugleitung
übertreten. Bei dem überlauf io bilden die: Verbindungsleitungen 8 und 8' Schleifen,
die so tief nach unten geführt sind, daß sie stets einen Luftabschluß für die Saugleitung
der jeweils laufenden Pumpe 6 oder 7 bilden. Bei dem Überdruckventil i i ist der
Ventilteller 2o auf der einen Seite dein Überdruck .in :der Druckleitung 4., auf
der anderen Seite dem Saugdruck in der Saugleitung 3 ausgesetzt; seine Belastungsfeder
22 muß also so stark bemessen sein, daß sie der Summe dieser beiden Drücke das Gleichgewicht
hält. Es könnte auch die Handpumpe ein Überdruckventil oder die Motorpumpe .einen
Überlauf haben. Im letzteren Falle wäre eine tiefgebende Rohrschleife (oder sonstige
Luftabschluß:vorrichtung) nur zum Anschluß des Überlaufs .an Aden Leitungsteil 3
erforderlich, da der andere Leitungsteil q. nur Druckleitung ist und nicht auch
als Saugleitung dient. In einer zweiten Nebenschlußleitun.g zu jeder Pumpe 12, 12'
bzw. 13,
13' liegt jle ein Rückschlagventil 14 bzw. 15, welches den Durchfluß
nur in Richtung nach der Verbrauchsstelle 5 hin gestattet.
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Die dargestellte Anordnung Wirkt folgendermaßen Bei stillstehender
Handpumpe 6 und in Betrieb befindlicher Motorpumpe 7 saugt letztere über die Leitungen
2, 12, 12', 3 den Brennstoff unter Umgehung der Handpumpe 6 an, so daß sie nur den
Saugwiderstand des Rückscblagventils 14, der sehr klein gehalten werden kann, zu
überwinden hat, nicht aber die in der Regel größeren Ventilwiderstände der Handpumpe
6. Ist umgekehrt nur die Handpumpe in Betrieb, so kann :diese über Leitungen 3,
13, 13' und q. zur Verbrauchsstelle 5 fördern, so daß hierbei die Motorpump[a 7,
die beispielsweise gesteuerte Ventile haben kann, die Förderung nicht@stört.
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Es ist leicht ersichtlich, daß in gleicher Weise auch mehr :als zwei
Pumpen hintereinander in die Brennstoffleitung @eingeschaltet sein können (beispielsweise
noch eine weitere Motorpumpe als Reserve), ohne daß sich an :der Wirkung etwas ändert.
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Abb.2 zeigt eine vereinfachte Leitungsführung für die parallel zur
Pumpe zu schaltenden Ventile. Das Rückschlagventi115 ist
hiernach
in den gleichen Leitungszweig 9, 9' gelegt, wie das Überdruckventil i i, und zwar
in Parallelschaltung zu diesem. Wie man ohne weiteres erkennt, ändert sich hierdurch
an der Wirkung des Ganzen nichts, da der von der Pumpe 6 geförderte, durch Leitung
3 zuströmende Brennstoff nunmehr über Leitungen 9, 9' und Ventil 15 die Pumpe 7
umgeht.
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Eine noch engere Zusammenfassung der beiden Ventile zu einer .konstruktiven
Einheit zeigt Abb.3. Hier besteht der Teller des Überdruckventils aus einer ringförmigen
Platte 2i, die sich mit ihrem Außenrande auf den Ventilsitz 25 auflegt. Die innere
Öffnung der Platte 2i ist durch einen zweiten, nach der entgegengesetzten Seite
hin öffnenden Ventilteller 23 abgeschlossen, .der im P?uhezustande durch eine Feder
24 gegen den Teller 2i gezogen wird. Bei Überdruck in der Druckleitung 4 hebt sich
Teller 2i entgegen dem Druck der Feder 22 von seinem Sitz 25 ab und gibt so der
Flüssigkeit den Durchtritt zur Saugleitung 3 frei. Der Teller 23 liegt dabei fest
am Teller 2i an und macht dessen Bewegung mit. Wird dagegen umgekehrt durch Förderung
mittels einer anderen Pumpe in den Leitungen 3 und 9 ein Überdruck erzeugt, so gibt
Ventilteller 23 den Durchgang zur Druckleitung 4 frei.
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Abb. 4 zeigt eine weitere Ausbildung dieser Einrichtung zur Benutzung
in Verbindung mit Motoren, die mit Überdruckladung arbeiten. Im vorliegenden Beispiel
ist in die Leitung 17, 18, die dem (nicht dargestellten) Motor die zuführt, ein
Gebläse i9 eingebaut. Druck und Menge der geförderten Luft werden mittels einer
in die Leitung 17 eingebauten Drosselvorrichtung 37 nach Bedarf eingestellt. Der
die Verbrennungsluft mit Brennstoff versorgende Vergaser 5 ist in ein gegen die
Atmosphäre abgeschlossenes, jedoch über Öffnung 39 mit der Luftleitung 18 verbundenes
Gehäuse 38 eingebaut, unterliegt also stets dem in .der Leiturig 18 herrschenden
Druck. Die Belastung des Überdruckventils muß sich hierbei selbsttätig dein .an
der Einführungsstelle des Brennstoffes, also am Vergaser 5, herrschenden veränderlichen
Druck anpassen, und zu diesem Zweck wird idieser veränderliche Druck auch auf die
Ventilplatte 21 des Überdruckventils übertragen. Diese Druckübertragung erfolgt
mittels einer auf diese Ventilplatte 21 über Druckstelzen 26 sich abstützenden,
unten geschlossenen Wellrohrmembran 30, deren oberer Rand 31 fest an einen Gehäuseflansch
32 angeschlossen ist, derart, daß der Membraninnenraum 33 von dem die Membran umgebenden
und an die Leitung 9 angeschlossenen Ringraum 34 getrennt ist. Der Raum 33 steht
über die Leitungen 35, 36 finit ,dem Gehäuse 38 und dadurch auch -mit .der Luftzufuhrleitung
18 des Motors in Verbindung, so daß außer dem Druck der Feder 22 immer noch der
in dieser Zufuhrleitung herrschende Druck auf den .Ventilteller 21 übertragen wird,
dessen Gesamtbelastung sich sonach selbsttätig dem an der Verbrauchsstelle des Brennstoffes
herrschenden Druck .anpaßt. Zweckmäßig werden die Überdruckventile aller Pumpen
in gleicher Weise ausgebildet und an die Leitung 36 angeschlossen. eschlossen.
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Abb. 5 zeigt die zuletzt beschriebene Einrichtung in besonders engem
Zusammenbau mit einer motorgetriebenen Pumpe. Die letztere besteht besteht aus drei
in gleichen Winkelabständen um die Antriebswelle 4o angeordneten Kolbenpumpen. Die
Pumpenzylinder bilden große zylindrische Zapfen 41 mit je einer in Richtung eines
Durchmessers verlaufenden Bohrung, in welche ein Kolben 42 genau eingepaßt ist.
Alle Kolben sind mit je einem Gelenkauge an eine gemeinsame Kurbel 43 angeschlossen,
bei ,deren Umlauf die Kolben sonach eine hin und her ;gehende und zugleich eine
schwingende Bewegung um die Mittelpunkte der Zapfen 41 ausführen. Die Zu- und Abfuhr
des flüssigen Brennstoffes zu und von den .einzelnen Pumpen erfolgt durch je einen
Ansaugekanal44 und je einen Druckkanal 45, die durch Bohrungen dies
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Gehäuses
50 je zu einer gemeinsamen Saugleitung 3 und der gemeinsamen Druckleitung
4 geführt sind. Das gemäß Abb. 3 oder 4 ausgebildete vereinigte Überdruck- und Rückschlagventil
21, 23 ist in den ,gleichen Körper 5o eingesetzt und durch die Kanäle 9, g' einerseits
an die Saugleitung 3, .andererseits an die Druckleitung 4 in der oben für Ab!b.3
beschriebenen Weise angeschlossen. Außerdem kann durch die Öffnung 35 der an der
Verbrauchsstelle des Brennstoffes ,herrschende Druck nach dem Membraninnenxaum 33
übertragen werden.
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Eine solche organische Vereinigung d`r Pumpe mit den Durchflußgliedern
21, 23 Sann natürlich auch bei anderen Ausführungsformen der Motorpumpe und ebenso
auch bei der Handpumpe vorgesehen werden.
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Bei Anwendung dieser Ausbildungsformen sind für jede einzuschaltende
Pumpe in der Brennstoffleitung nur zwei Anschlüsse (je einer an Saug- und Druckseite)
vorzusehen, es ergibt sich also eine nicht mehr zu übertreffende Einfachheit .der
Leitungsanordnung.