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Dokumentenidentifikation DE3221231C2 25.04.1991
Titel Strahlpumpe
Anmelder Plessey Overseas Ltd., Ilford, Essex, GB
Erfinder Matthews, Robert Barry, Chandlers Ford, Hampshire, GB;
Taylor, Peter John, Fareham, Hampshire, GB;
Dallimore, Keith John, Hedge End, Southampton, GB
Vertreter Prinz, E., Dipl.-Ing.; Leiser, G., Dipl.-Ing.; Schwepfinger, K., Dipl.-Ing., 8000 München; Bunke, M., Dipl.-Ing., 7000 Stuttgart; Bunke, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Degwert, H., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 04.06.1982
DE-Aktenzeichen 3221231
Offenlegungstag 13.01.1983
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 25.04.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.04.1991
IPC-Hauptklasse F04F 5/00
IPC-Nebenklasse C25D 1/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlpumpe. Ferner bezieht sie sich auf die Verwendung einer solcher Strahlpumpe in einem Niederdruck-Treibstoffsystem

Strahlpumpen sind bekannt; sie bewirken eine Umsetzung der potentiellen Energie eines gepumpten Strömungsmittels in kinetische Energie.

Mit Hilfe der Erfindung soll eine Strahlpumpe geschaffen werden, die bei im wesentlichen gleicher Größe einen gegenüber bekannten Strahlpumpen verbesserten Wirkungsgrad hat.

Nach der Erfindung ist eine Strahlpumpe gekennzeichnet durch einen Diffusor und einen Mischabschnitt, die beide durch Galvanoplastik auf wenigstens einem hochpolierten Kern hergestellt sind, so daß der Diffusor und der Mischabschnitt eine Oberflächenbeschaffenheit haben, die im wesentlichen die gleiche Qualität wie die des Kerns hat.

Vorzugsweise ist die Strahlpumpe gekennzeichnet durch eine Düse, die durch Galvanoplastik auf wenigstens einem hochpolierten Kern hergestellt ist, so daß die Düse eine Oberflächenbeschaffenheit hat, die im wesentlichen die gleiche Qualität wie die des Kerns hat.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß dann, wenn der Diffusor und der Mischabschnitt der Strahlpumpe mit im wesentlichen der gleichen Oberflächenqualität wie die hochpolierte Oberfläche des Kerns versehen werden, der Wirkungsgrad der Pumpe stark vergrößert wird. Wenn beispielsweise der Diffusor, der Mischabschnitt und die Düse mit dieser Oberflächengüte ausgestattet werden, kann im Vergleich zu dem Wirkungsgrad von 24%, der bei bekannten, kommerziell hergestellten guten Strahlpumpen mit vergleichbarer Größe erhalten werden kann, ein Wirkungsgrad von 38% erzielt werden. Die erforderliche Oberflächengüte kann einer Hochglanzpolitur oder einer hochpolierten Oberfläche entsprechen.

Die erforderliche Oberflächengüte wird unter Anwendung der Galvanoplastik erzielt, wie oben erwähnt wurde. Die Galvanoplastik ist das elektrische Abscheiden eines Metalls auf einen Grundkörper bzw. Kern in relativ gleichmäßiger Form zur Erzielung der gewünschten Gestalt. Die Temperatur und der Strom, die bei der Galvanoplastik angewendet werden, ändern sich mit dem speziellen elektrisch abgeschiedenen Metall. Beispielsweise sei erwähnt, daß das abgeschiedene Metall Nickel, Chrom, Kupfer, Kobalt oder auch eine von zahlreichen Legierungen sein kann. Allgemein gilt, daß der Elektroabscheidungsvorgang um so langsamer ist, je komplizierter die Form ist, in die das Metall durch Abscheidung gebracht werden muß, damit das Metall genügend Zeit hat, sich gleichmäßig abzuscheiden.

Gewöhnlich werden mehrere Kerne benutzt, bei denen es sich vorzugsweise um miteinander verriegelte Kerne handelt.

Die hochpolierten Kerne sind vorzugsweise wiederverwendbar ausgebildet. Die Kerne können aus verschiedenen Materialien, beispielsweise aus Edelstahl, hergestellt sein. Wenn Edelstahl verwendet wird, handelt es sich vorzugsweise um einen Edelstahl entsprechend der Spezifikation S80.

Der oder die Kerne sind vorzugsweise mit einem elektrisch leitenden Trennmittel, beispielsweise mit kolloidalem Graphit, beschichtet. Der oder die Kerne können dann leicht aus der galvanoplastisch gebildeten Strahlpumpe herausgenommen werden.

Wie oben bereits erwähnt wurde, wird durch die Erfindung auch ein eine solche Strahlpumpe enthaltendes Niederdruck-Treibstoffsystem geschaffen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der äußeren Form einer ersten galvanoplastisch hergestellten Strahlpumpe,

Fig. 2 drei zusammengebaute Kerne für die Verwendung bei der galvanoplastischen Herstellung der Strahlpumpe von Fig. 1,

Fig. 3, 4 und 5 jeweils einen der drei in Fig. 2 verwendeten Kerne,

Fig. 6 einen Längsschnitt einer zweiten galvanoplastisch hergestellten Strahlpumpe,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 von Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 von Fig. 6,

Fig. 9 eine Teilansicht in Richtung des Pfeils A von Fig. 6 und

Fig. 10 eine Ansicht in Richtung des Pfeils B von Fig. 6.

In Fig. 1 ist die äußere Form einer ersten Ausführungsform einer Strahlpumpe 2 für ein Flugzeug dargestellt. Die Strahlpumpe 2 weist einen Einlaß 4 für den Empfang einer Hochdruck-Treibströmung des Treibstoffs auf. Der Treibstoff kann aus einem Tank, beispielsweise dem Flugzeug-Haupttank herbeigepumpt werden. Die Strahlpumpe 2 ist außerdem mit einem Saugeinlaß 6 versehen. Der durch den Einlaß 4 strömende Treibstoff saugt Treibstoff mit niedrigen Druck aus einem Tank in den Saugeinlaß 6, so daß die Strömung durch den Einlaß 6 eine Saugströmung ist. Der von der Hochdruck-Treibströmung des Treibstoffs durch den Einlaß 4 verursachte Sog reicht in einen Einlaßkonus der Strahlpumpe 2, so daß die Saugströmung durch den Einlaß 6 längs des Einlaßkonus 8 fortgesetzt wird.

Der Treibstoff aus dem Einlaßkonus 8 gelangt zu einem Mischabschnitt in Form eines Mischrohrs 10, das mit dem Einlaßkonus 8 in Verbindung steht. Der durch die Einlässe 4 und 6 strömende Treibstoff wird im Mischrohr 10 gemischt. Der gemischte Treibstoff strömt dann zu einem Diffusor 12, der im wesentlichen gemäß der Darstellung konisch ausgebildet ist und zu einem Auslaß 14 führt. Durch den Auslaß 14 strömt eine Treibströmung aus Treibstoff.

Die in Fig. 1 allgemein dargestellte Strahlpumpe 2 kann einen Wirkungsgrad von 38% ergeben, der sehr gut ist. Die Strahlpumpe 2 kann in verschiedenen Anwendungsfällen in Flugzeugen eingesetzt werden, und sie ist insbesondere wirksam zum Pumpen von Treibstoff, der mit einem Antibeschlagzusatz behandelt worden ist. Somit kann die Strahlpumpe 2 besonders wirksam zum Pumpen von Antibeschlag-Kerosin benutzt werden.

In Fig. 2 sind drei zusammengebaute Kerne 20, 22, 24 dargestellt, die zur galvanoplastischen Herstellung der Strahlpumpe von Fig. 1 benutzt werden. In Fig. 2 sind Teile, die angrenzend an Teile von Fig. 1 liegen, mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, dem jeweils der Buchstabe "A" hinzugefügt ist. Auf diese Weise kann ein einfacher Vergleich zwischen den Fig. 1 und 2 durchgeführt werden. Es ist zu erkennen, daß das Teil 4A in Fig. 2, das zum Herstellen des Einlasses 4 dient, einen Gewindezapfen 16 zur Aufnahme einer geeigneten (nicht dargestellten) Verbindung aufweist. Das Teil 14A zur Bildung des Auslasses 14 ist ebenfalls mit einem Gewindezapfen 18 versehen.

Es wird nun auf die Fig. 3, 4 und 5 Bezug genommen. In Fig. 3 ist der Kern 20 dargestellt, in Fig. 4 ist der Kern 22 dargestellt und in Fig. 5 ist der Kern 24 dargestellt. Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß der Kern 20 ein Ende 26 aufweist, das in eine Ausnehmung 28 im Kern 22 von Fig. 4 paßt. Der Kern 20 ist mit einer Bohrung 30 versehen, und der Kern 22 ist mit einer mit einem Innengewinde ausgestatteten Bohrung 32 versehen. Wenn sich das Ende 26 in der Ausnehmung 28 befindet, kann durch die Bohrung 30 ein in Fig. 2 zu erkennender Bolzen 34 geführt und in die Bohrung 32 geschraubt werden, damit die Kerne 20, 22 zusammengehalten werden.

Der in Fig. 4 dargestellte Kern 22 ist mit einem Zentrierzapfen 36 versehen. Der Zentrierzapfen 36 greift in eine Ausnehmung 38 in dem in Fig. 5 dargestellten Kern 24 ein.

Wenn die Kerne, die in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt sind, nach Fig. 2 zusammengefügt sind, hat die Gesamtanordnung nach Fig. 2 die allgemeine Form, die für die Aufnahme von durch Elektroabscheidung aufgebrachtem Nickel oder eines anderen Metalls zur Bildung der Strahlpumpe 2 von Fig. 1 erforderlich ist. Die in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Kerne bestehen aus einem der Spezifikation S80 entsprechenden Edelstahl, und sie weisen eine hochpolierte Oberfläche auf; sie sind wiederverwendbar. Nach der galvanoplastischen Herstellung werden die Kerne aus der Strahlpumpe 2 herausgenommen. Dieses Herausnehmen wird dadurch erleichtert, daß die Kerne vor der Elektroabscheidung mit einem elektrisch leitenden Trennmittel, beispielsweise mit kolloidalem Graphit beschichtet werden. Die galvanoplastisch hergestellte Strahlpumpe 2 hat eine hochpolierte Innenfläche, wie sie insbesondere für den Diffusor 12 und für das Mischrohr 10 erforderlich ist. Die hochpolierten Oberflächen der Strahlpumpe 2 sind mit hochglanzpolierten Oberflächen vergleichbar.

Der einfacheren Darstellung wegen ist die Strahlpumpe 2 in Fig. 1 ohne Strahlpumpendüse wiedergegeben. Es wird nun auf die Fig. 6 bis 10 Bezug genommen, in denen die galvanoplastisch hergestellte Strahlpumpe 2 als Ganzes dargestellt ist. Dabei sind in bezug auf Fig. 1 gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und ihr genauer Aufbau sowie ihre Wirkungsweise sind nicht erneut beschrieben. In den Fig. 6 bis 10 ist auch die Düse der Strahlpumpe 2 dargestellt.

Die in den Fig. 6 bis 10 dargestellte Düse 40 ist galvanoplastisch auf einem (nicht dargestellten) Kern in der gleichen Weise hergestellt, wie die anderen Teile der Strahlpumpe 2. Die Düse 40 endet im Einlaßkonus 8, und der unter hohem Druck strömende Treibstoff verläßt die Düse 40 durch eine Düsenöffnung 42. Dieser die Düsenöffnung 42 verlassende Hochdrucktreibstoff verursacht den erforderlichen Sog im Einlaß 6 und im Einlaßkonus 8 für die angesaugte Treibstoffströmung.

Die Düse 40 weist einen Flansch 44 auf, der gemäß der Darstellung zur Befestigung der Düse 40 an einer Schulter 48 sitzt.

Eine Dichtungsscheibe liegt zwischen dem Flansch 44 und einem Rohrglied 52, das einen Einlaß 4B enthält. Das Rohrglied 52 ist mit einem Flansch 54 versehen, der Öffnungen 62 zur Aufnahme von Schrauben 58 aufweist. Die Schrauben 58 verbinden das Rohrglied 52 mit einem Körperabschnitt 60 der Strahlpumpe 2. Das Innenende des Rohrglieds 52 trägt eine O-Ringdichtung 62 zur Erzielung einer Abdichtung zwischen dem Innenende des Rohrglieds 52 und dem Körperabschnitt 60. Der Körperabschnitt 60 sitzt gemäß der Darstellung innerhalb des Einlasses 4 der Strahlpumpe 2, der in Fig. 1 dargestellt ist. Die Hochdruck-Treibströmung erfolgt dabei offensichtlich durch den Einlaß 4B in das in Fig. 6 dargestellte Rohrglied 52.

Am Außenende des Rohrglieds 52 sind zwei Flansche 64, 66 angebracht, zwischen denen sich eine Ringnut 68 befindet. Die Flansche 64, 66 und die Ringnut 68 bilden einen Rohranschluß zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Rohrs, mit dessen Hilfe Treibstoff aus einem Tank dem Einlaß 4B zugeführt werden kann. In der Ringnut 68 kann eine (nicht dargestellte) Dichtung angebracht sein.

Es kann ein rechtwinkliger Bügel 70 vorgesehen sein, der einen Arm 72 aufweist, der an einem vom Körperabschnitt 60 der Strahlpumpe 2 abstehenden Flansch 64 befestigt ist. Der andere Arm 76 des Bügels 70 steht zur Befestigung der Strahlpumpe 2 in einer gewünschten Lage zur Verfügung.

Das Ende der Strahlpumpe 2 einschließlich des Auslasses 14 ist gemäß Fig. 1 über einem kurzen Rohrglied 78 angebracht. Das Rohrglied 78 kann durch Aufstecken oder durch geeignetes Schweißen in seiner Lage befestigt sein. Das Rohrglied 78 ist mit zwei Flanschen 80, 82 versehen, zwischen denen sich eine Ringnut 84 befindet. Die Flansche 80, 82 und die Ringnut 84 bilden eine Verbindungsvorrichtung, mit deren Hilfe ein (nicht dargestelltes) Rohr mit dem Rohrglied 78 verbunden werden kann, damit Treibstoff aus der Strahlpumpe 2 über den Auslaß 14 und das Rohrglied 78 dorthin geleitet werden kann, wo er gebraucht wird. In der Ringnut 84 kann eine (nicht dargestellte) O-Ringdichtung angebracht sein.

Fig. 8 zeigt, daß der Flansch 74 mit vier Öffnungen 86 versehen ist, mit deren Hilfe die Strahlpumpe 2 in einer gewünschten Position angebolzt werden kann. Außerdem zeigt Fig. 8 zwei Schrauben 88, mit deren Hilfe der den Einlaß der Strahlpumpe 2 bildende Teil am Körperabschnitt 60 befestigt ist.

Fig. 9 ist eine Ansicht längs des Pfeils A von Fig. 6; in dieser Figur ist insbesondere die rechtwinklige Form des Einlasses 6 zu erkennen. Fig. 7 zeigt einen Schnitt des Einlasses 6, so daß die Form dieses Einlasses 6 noch deutlicher zu erkennen ist.

Es sei bemerkt, daß die unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele sind, die auch modifiziert werden können. Beispielsweise kann das elektrisch abgeschiedene Metall Chrom, Kupfer, Kobalt oder eine Legierung sein. Obgleich die Strahlpumpen 2 gewöhnlich zum Pumpen von Treibstoff verwendet werden, können sie natürlich auch zum Pumpen anderer Flüssigkeiten, beispielsweise in der Industrie, eingesetzt werden. Die Größe der Strahlpumpen ändert sich dabei abhängig von ihrem beabsichtigten speziellen Anwendungsgebiet.


Anspruch[de]
  1. 1. Strahlpumpe, gekennzeichnet durch einen Diffusor und einen Mischabschnitt, die beide durch Galvanoplastik auf wenigstens einem hochpolierten Kern hergestellt sind, so daß die Innenwandung dieser Pumpenbereiche eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, die im wesentlichen die gleiche Qualität wie die des Kerns hat.
  2. 2. Strahlpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Düse, die durch Galvanoplastik auf wenigstens einem hochpolierten Kern hergestellt ist, so daß die Düse eine Oberflächenbeschaffenheit hat, die im wesentlichen die gleiche Qualität wie die des Kerns hat.
  3. 3. Strahlpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor und der Mischabschnitt durch Galvanoplastik auf mehreren hochpolierten Kernen hergestellt sind.
  4. 4. Strahlpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne lösbar miteinander verbunden sind, so daß sie zur erneuten Benutzung zerlegt werden können.
  5. 5. Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Kern mit einem elektrisch leitenden Trennmittel beschichtet ist.
  6. 6. Strahlpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Trennmittel kolloidaler Graphit ist.
  7. 7. Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Niederdruck-Treibstoffsystem.






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