DE2144141A1

DE2144141A1 - Behaelter fuer fluessigkeiten, insbesondere raketentreibstoffe

Info

Publication number: DE2144141A1
Application number: DE19712144141
Authority: DE
Inventors: Dietrich E Dipl Ing Singelmann
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1971-09-03
Filing date: 1971-09-03
Publication date: 1973-03-15

Description

Behälter für Flüssigkeiten, insbesondere Raketentreibstoffe Die Erfindung betrifft einen Behälter für Flüssigkeien, insbesondere Raketentreibstoffe, welcher mittels Druckgas entleerbar ist.
E3ei einem bekannten Behälter eingangs genannter Gattung sind, solange kein Bedarf an seinem Inhalt hesteht, Flüssigkeitsaustritt und Drlickgaseiil Uri tt durch lösbar angeflanschte Berstmembranen verschlossen. Von Nachteil ist bei dieser Art des Behälterverschlusses hauptsächlicli die mit der Lagerzeit zunehmende Lec3cgefahr. Die lösbaren Flanschverbindungen lassen sich nämlich weder durch eine Zuordnung profilierter Einspannwulste noch durch zwischengelegte Dichtringe über längere Zeiträume absolut dichthalten. Vor allem dann, wenn die Berstmembranen und die ihre Lage fixierenden Flansche häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, ist ein Auftreten von Leckmengen zu beobachten. Der Fall ist dies beispielsweise bei längere Zeit lagernden Flüssigkeitsraketentriebwerken, bei denen derartige Leckmenyen wegen der bestehenden Feuersgefahr besonders störend sind.
Bei einer abgewandelten, gattungsgleichen Behälterausführung ist aus vorgenannten Gründen von einer Membranfixierung durch lösbare Flansche abgesehen worden. Die Berstmembranen sind stattdessen durch Elektronenstrahlschweißen jeweils mit einem Montagering unlösbar und druckdicht verbunden. Da die Nontageringe ihrerseits mittels lichtbogengeschweißter Nähte am Stutzen des Druckgaseintritts bzw. Flüssigkeitsaustritts unlösbar befestigt sind, treten die Lagerfähigkeit beeinträchtigende Dichtprobleme nicht mehr in Erscheinung.
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines im Aufbau einfacheren und in der Elerstellung billigeren Behälters eingangs genannter Gattung, in dem Flüssigkeiten, insbesondere Treibstoffe für Flüssigkei tsraketentriebwerke, über lange Zeiträume ohne Leckverluste gelagert wurden können, und zwar unabhängig von F Form und Größe des für sie vorgesehenen Austrittsquerschnitts.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Verschluß von Flüssigkeitsaustritt und gegebenenfalls Druckgaseintritt mittels thixotroper Substanz.
Thixotrope Substanzen, zu denen unter anderem ein Gemisch aus Salpetersäure und beispielsweise 4 Gew. % feinkörnigem Siliziumdioxid zählt, sind bekanntlich im Normalzustand von geleeartiger Beschaffenheit, unter Druckeinwirkung hingegen dünnflüssig. Die erfindungsgemäße Anwendung solch einer Substanz, die in Ausgestaltung der Erfindung jeweils in Pfropfenform den Flüssigkeitsaustritt und gegebenenfalls auch den Druckaseintritt ausfüllt und darin vorzugsweise zwischen Sieben gelagert ist, ist in vierlei Hinsicht vorteilhaft.
Im Gegensatz zu lösbar angeflanschten Membranen garantiert sie einen absolut dichten, zeitlich nicht ermüdenden Verschluß von Druckgaseintritt und/oder Flüssigkeitsaustritt. Gegenüber einem Verschluß der beiden letztgenannten Teile mittels angeschweißter Membranen zeichnet sie sich durch den Fortfall des schweißtechnischen Aufwands aus. Die thixotrope Substanz braucht nämlich lediglich in die betreffenden Öffnungen yeschmiert zu werden. Aufgrund dessen bereitet es auch keinerlei Schwierigkeiten mehr, kompliziert gestaltete Flüssigkeitsaustritte und Druckgaseintritte, wie sie vielfach bei Treibstoffbehältern von Flüssigkeitsraketentriebwerken mit Druckgasförderung vorkommen, dicht zu verschließen. Bei TriebwerJzen mit Kolbenförderung läßt sich clie thixotrope Substanz auch zum Dichten der sich in der Endstellung beflnd1icien Kolben verwenden.
Im Falle einer Verwendung erfindungsgemäßer Behälter in Flüssigkeitsraketentriebwerken kommen selbstverständlicl nur solche thixotropen Substanzen infrage, die gegenüber den jeweiligen Treibsteffkomponenten neutral sind.
Zu erwähnen ist schließlich noch die stets verzögerungslose Freigabe des gesamten Querschnitts von Flüssigkeitsaustritt und Druckgaseintritt bei einer Druckgasbeaufschlagung des Behälters. Zurückzuführen ist dieses positive, unter anderem für Treibstoffbehälter von Flüssigkeitsraketentriebwerken angestrebte Merkmal darauf, daß sich die zuvor geleeartige thixotrope Substanz -wie bereits erwähnt - unter Druckeinwirkung verflüssigt und augenblicklich entweicht.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsheispiels nachfolgend näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt ein Flüssigkeitsraketentriebwerk 1. Dessen Brennkammer 2 wird mit Hilfe eines Druckgas-Fördersystems 3 von zwei konzentrischen Behältern 4, 5 mit Brennstoff und Oxydator versorgt, und zwar unter Zwischenschaltung eines schiebergesteuerten Einspritzkopfs 6. In letzterem bilden einerseits Einspritzbohrungen für Brennstoff 7, andererseits Einspritzbohrungen für Oxydator 8 jeweils einen Kranz Getrennt sind die beiden Bohrungskränze 7 und 8 durch einen Ringspalt 9. Im Steuerschieber 2, der den hinteren Abschluß der beiden Treibstoffbehälter 4, 5 darstellt, befinden sich - sowohl eintrittsseitig als auch austrittsseitig jeweils durch einen Kragen 11, 12 voneinander getrennt - Austritte für brennstoff und Oxydator in Form von Steu eröffnungen 13 und 14. Sämtliche Steueröffnungen 13, 14 sind vor dei Druckgasbeaufscilngung mit beispielsweise zwischen Sieben 15, 16 gelagerten Pfropfen 17, 18 aus thixotroper Substanz dicht vc -schlossen.
Ebenfalls mit thixotroper Substanz 19 dicht verschlossen sind mit 20 und 21 bezeichnete Bohrungen an den vorderen Behälterstirnwänden. Durch sie treten im Bedarfsfalle Druckgase in die Beliälter 4, 5 ein, in denen jeweils ein axial beweglicher Kolben 22, 23 einen Kontakt zwischen zu fördernder Flüssigkeit und Druckgas ausschlief3t. Diese Kolben lassen sich ebenfalls mit thixotropischer Substanz während der Lagerung dichten.
Die Druckgaserzeugung findet im Innern 24 eines Differentialkolbens 25 statt, der den Treibstoffbehältern 4, 5 vorgelagert ist. Gespeichert sind die gaserzeugenden Medien, beispielsweise Hydrazin und Hydrazinhydrat, im den Mantel des Differentialkolbens 25 umgebenden Ringraum 2t,. Von dort gelangetl sie im Bedarfsfall durch eine Bewegung des Differentialkolbens 25 über Kanäle im Kolbenboden 27 ins Kolbeninnere 24, wo sie - wie bereits erwähnt - unter Gaserzeugung miteinander reagiereiz. Von einer Darstellung vorerwähnter Kanäle ist aus Gründen der Übersichtlichkeit abgesehen worden.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche e ehälter für Flüssigkeiten, insbesondere Raketentreibstoffe, welcher mittels Druckgas entleerbar ist, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Verschluß von Flüssigkeitsaustritt (13, 14) und gegebenenfalls Druckgaseintritt (20, 21) mittels thixotroper Substanz (17, 18; 19).
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die thixotrope Substanz (17, 18) Jeweils in Pfropfenform zwischen Sieben (15, 16) gelagert ist.