DE640424C - Vorrichtung zum schnellen Entleeren von Fluessigkeitsbehaeltern, insbesondere in Luftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung- bezieht sich aiuf Vorrichtungen zum schnellen Entleeren von Flüssigkeitsbehältern, insbesondere Brennstoffbehältern von Luftfahrzeugen. Derartige Vorrichtungen haben den Zweck, den Flüssigkeitsoder Brennstoffbehälter im Notfalle möglichst schnell und sicher zu entleeren, um. neben irgendeiner drohenden Gefahr nicht noch die Möglichkeit einer anderen Gefahr entstehen zu lassen, ,so beispielsweise die Gefahr eines Brandes bei einem nugiuntüchtig gewordenen Luftfahrzeug.

Der Gedanke, Brennstoffbehälter mit einer Vorrichtung zum möglichst schnellen Entleeren des Brennstoffes zu versehen, ist an sich nicht mehr neu. Im allgemeinen sind zwei Bauarten grundsätzlich zu unterscheiden, nämlich

1. eine Bauart mit einem ferngesteuerten ao Bodenventil im Brennstoffbehälter und

2. eine Bauart mit einem in den Brennstoffbehälter eingesetzten, nahezu bis auf den Boden des Behälters sich erstreckenden Rohr, durch welches der Brennstoff herausbefördert wird, indem irgendein indifferentes Druckmittel in den Brennstoffbehälter hineingeschickt wird.

Die unter Punkt 1 angegebene Bauart ist praktisch wenig zu empfehlen, weil einerseits Sicherstellung und Unterhaltung einer gleichmäßig guten und zuverlässigen Abdichtung des Bodenventils erhebliche Schwierigkeiten machen, und weil andererseits durch die Fernsteuerung sich auch immer Schwierigkeiten beim öffnen und Wiederschließen des Bodenventils ergeben.

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen der oben unter Punkt 2 angegebenen Bauart. Für Vorrichtungen dieser Art ist schon einmal der Vorschlag gemacht worden, zwei konzentrisch ineinandergefügte Rohre in den Brennstoffbehälter eines Flugzeuges einzubauen, und zwar so, daß von diesen beiden Rohren das äußere mit seinem oberen Ende an der Behälterwand dicht abschließt und mit seinem unteren Ende nahezu bis auf den Boden des Behälters reicht. Das innere der beiden konzentrisch ineinandergefügten Rohre wurde so angeordnet, daß sein oberes Ende mit dem des anderen Rohres ungefähr in gleicher Höhe steht, während das andere Ende nach unten flüssigkeitsdicht durch den Behälterboden hindurch, ins Freie führt. Diese Bauart ermöglicht zweifelsohne ein Entleeren der Flüssigkeit, indem man auf! den Flüssigkeitsspiegel im Innern des Behälters mit irgendeinem Druckmittel einwirkt. Andererseits ermöglicht diese schon bekannte Bauart auch ohne weiteres ein Füllen des Behälters von unten, indem man von den

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beiden konzentrisch ineinandergefügten Rohren das innere Rohr an' seinem unteren, nach außen offenstehenden Ende mit einen gegebenen Flüssigkeitsdruckleitung ver>bindet. Da zwischen den beiden konzentrisch ineinandergefügten Rohren 'ein gewisser Durchgangsraum frei bleiben muß und dieser." Durchgangsraum mit dem Innenraum des nach unten zu öffnenden mittleren Rohres an ίο dessen oberem Ende frei in Verbindung steht, ergeben sich aber bei dieser schon bekannten Bauart sehr große Nachteile. Angenommen, das Füllen des Behälters erfolge von unten durch eine dem unteren offenen Ende des mittleren Rohres angeschlossene Druckflüssigkeitsleitung, so kann es sehr leicht vorkommen, daß, wenn der Behälter gefüllt worden ist und die Brennstoff druckleitung ohne jede weitere Vorsichtsmaßnahme abgenommen wird, dann die beiden konzentrisch ineinandergefügten und oben miteinander kommunizierenden Rohre als Flüssigkeitsheber zu wirken beginnen und nun die ganze Flüssigkeit aus dem Behälter wieder herausfließen lassen. Weiterhin kann bei dieser schon bekannten Bauart damit gerechnet werden, daß bei Sturzflügen ein Sog auftritt, der groß genug ist, um unter Umständen die gesamte Brennstoffmenge oder doch zu mindest einen Teil des Brennstoffes aus dem Behälter heraiuszubefördern.

Eine weiterer, sehr schwer wiegender Nachteil dieser schon bekannten Bauart liegt in der ' Tatsache, daß der Flüssigkeitsspiegel zwisehen den beiden konzentrisch ineinandergefügten Rohren mit der Außenluft dauernd in Verbindung steht und unter Umständen eine so starke Brennstoffvergasung eintreten^ kann, daß dadurch die Explosions- oder Brandgefahr eine nicht unerhebliche Steigerung erfährt.

Der Zweck der Erfindung ist, all diese Nachteile zu beseitigen. Das wird grundsätzlich dadurch erreicht, daß das eine unmittelbar ins Freie führende Rohr erfindungsgemäß an seinem oberen Ende mit einem Verschluß versehen wird, der selbsttätig entweder durch den Flüssigkeitsdruck oder unmittelbar durch das zum Austreiben der Flüssigkeit in den Behälter einzuführende Druckmittel geöffnet werden kann.

Sehr wesentlich für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist die Tatsache, daß der Verschluß des Auslaßrohres an einer Stelle des Behälters erfolgt, die oberhalb des höchstmöglichen Flüssigkeitsspiegels des Behälters liegt. Auf diese Weise wird eine dauernde Belastung des Verschlußmittels vermieden "und auch verhindert, daß das Innere des Behälters mit der Außenluft in dauernder ^L Verbindung steht.

Diese neue Ausführung ist von besonderem Vorteil auch insofern, als sie ein Füllen des Behälters von unten her gestattet, ohne be-,fürchten zu müssen, daß beim Abnehmen des . 'Ivinfüllschlauches ein selbsttätiger Rückfluß •'ijirch Heberwirkung eintritt. '^vr Eine Kammer, in welcher sich der bewegliche Verschlußdeckel befindet, kann mittels eines Rohres oder einer öffnung geringen Durchmessers auf Atmosphärendruck gehalten werden.

Ferner können der Ringraum und der Behälter in Verbindung miteinander gesetzt werden, um jederzeit den Druck auszugleichen; die Verbindung erfolgt vorzugsweise über die genannte Kammer.

Man kann auch verschiedene Verschluß- bzw. Deckelformen verwenden, insbesondere verschiebbare oder aufklappbare Deckel. Im letzteren Fall können die Deckel um eine axiale oder eine exzentrische Welle verschwenkt werden.

Das öffnen des Deckels kann entweder unmittelbar durch den Brennstoff erfolgen, der in dem Ringraum unter der Wirkung des die Entleerung herbeiführenden Druckmittels hochsteigt, oder unmittelbar durch dieses Druckmittel selbst" noch, bevor es auf die Flüssigkeit in dem Behälter zur Einwirkung gelangt.

Beim Füllen von unten kann sich der Deckel unter dem Druck der in den Behälter einzufüllenden Flüssigkeit ganz von selbst öffnen. Das Öffnen kann aber auch von Hand oder selbsttätig durch das Anschließen einer Brennstoffdruckleitung vor sich gehen.

Es können Einlaßventile vorgesehen werden, um der Luft in dem Maße Zutritt zum Behälter zu geben, wie Brennstoff verbraucht wird, ohne diesen selbst durchzulassen.

Ein ausgewogenes Sicherheitsventil verhindert jeden gefährlichen Überdruck in dem Behälter bei dessen Befüllung.

Ein Schwimmerventil bringt den Auslaß der Luft beim Auffüllen des Behälters zum Abschluß, sobald der Behälter voll ist.

Die einzelnen, oben angegebenen Merkmale können je für sich oder in allen mögliehen Vereinigungen Verwendung finden. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nunmehr folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele. Die Zeichnungen stellen dar:

Abb. ι eine erste Ausführungsform in senkrechtem Schnitt,

Abb. 2 eine zweite Ausführungsform mit besonderen, strichpunktiert eingezeichneten Einzelheiten, .

Abb. 3 einen senkrechten Schnitt einer dritten Ausführungsform,

Abb. 4 einen Grundriß des Gegenstandes der Abb. 3.,

Abt>. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Abb. 3.

In dem Beispiel der Abb. 1 hat der Behälter 1 in seinem Inneren ein Rohr 2, das mit seinem unteren Teil bei 2_a an der tiefsten Stelle des Behälters 1 mündet. 'Gleichachsig mit dem Rohr 2 und in seinem Inneren befindet sich das Rohr 3. Zwischen beiden Rohren ist der Ringraum 4 vorgesehen. Der obere Rand 2₆ des Rohres 2 ist dicht am Behälter 1 festgemacht. Das Rohr 3 mündet an seinem unteren Teil 3_e frei in die Außenluft aus, während sein oberer Teil 3₆ den Sitz eines Deckels 5 bildet. Dieser letztere ist unter Verschiebung in einem Gehäuse 6, welches eine obere Kammer 7 bildet, beweglich. Der Deckel 5 besitzt ein Mittelrohr 8, welches dauernd die Kammer J₁ mit dem Rohr 3 und daher mit der Außenluft verbindet.

Der Ringraum 4 und der Behälter 1 stehen ständig über die Rückschlagventile 9. und 10 in Verbindung, von denen das erstere an dem Deckel 5, das andere an dem unteren Ende eines Rohres 11 sitzt, welch letzteres über eine Verschraubung 12 in die Kammer 7 einmündet.

Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt: Während der fortschreitenden Entnahme des Brennstoffes aus dem Behälter wird die Luft, die in dem Behälter den Raum des entnommenen Brennstoffes einnehmen soll, durch das Mittelrohr 8 eingelassen; sie dürchstreicht die Kammer 7, die Leitung 11 und die Rückschlagventile 9 und 10. Ändert sich infolge einer vorübergehenden Neigung des Behälters die Lage des Brennstoffspiegels in diesem, so schließen sich die Rückschlagventile 9 und 10 und verhindern jedes Auslaufen von Brennstoff.

Die Wirkungsweise ist für den Fall eines Unter druckes, der einen Sog durch die Luftzulaßleitung 8 verursacht, die gleiche. Ein solcher Unterdruck kann durch äiußere Ursache zustande. kommen, z.B. durch sehr schnellen Abstieg eines Flugzeuges.

Um die schnelle Entleerung des Behälters

herbeizuführen, läßt man ein vorzugsweise indifferentes Druckmittel in den Behälter 1 hinein. Die Rückschlagventile 9 und 10 schließen sich, die Flüssigkeit steigt rasch im Ringraum 4 hoch und wirkt auf den Deckel 5, so daß er in die strichpunktiert gezeichnete Stellung 5„ gelangt. Auf diese Weise wird der Austritt der Flüssigkeit durch das Rohr 3 ermöglicht.

Die Kammer 7 kann nicht unter Druck gesetzt

werden, wodurch sie der Öffnung des Deckels entgegenwirken würde, da sie durch das Rohr 8 dauernd mit der Außenluft in Verbindung steht. Der Deckel, wird normalerweise durch eine Feder 14 in Schließstellung gehalten. ., ,. j

■Eine andere Ausführungsfonm der Erfindung ist im einzelnen in Abb. 2 wiedergegeben, worin entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Der Deckel 5/_s des inneren Rohres 3 kann um eine exzentrisch angelegte Querachse 15 schwingen. Eine ausgewogene Feder 16 hält den Deckel Sk ständig in Schließstellung. Er kann sich nicht unter der Wirkung «eines Druckes öffnen, der außerhalb des Behälters 1 entstehen würde, öffnet sich aber sofort unter der Wirkung eines inneren Druckes, der größer ist als die Kraft der Feder 16 (Druck der raschen Entleerung), und zwar dank der exzentrischen Anordnung der Achse 15.

Eine weitere Ausführungsfonm ist in den Abb. 3, 4 und 5 dargestellt. Der Dedcel 5„ erhält eine. WinkelbeWegung durch einen Schieber oder Kolben 18, der in die Leitung des die Entleerung bewirkenden Druckmittels eingeschaltet ist. Das Druckmittel bewirkt eine Verschiebung dieses Kolbens 18 in der Pfeilrichtung 19. Hierbei wird der Deckel 5„ mittels einer Achse oder Rolle 20 und einer Schlitzführung 21 geöffnet. Das Öffnen des Deckels geschieht, ehe das Druckmittel in den Behälter eintritt, zu welchem Zweck der Schieber 18 den_ Eintritt des Druckmediums in den Behälter durch die Zulassung 21 _a regelt. ■

Der Deckel 5_P sitzt an dem oberen Teil des Rohres 3 und kann um eine Achse 22 schwingen; er hat einen Ansatz 23, in welchem sich der Führungsschlitz 21 befindet.

Zur Ausführung der schnellen Entleerung gelangt das Druckmittel in die Leitung 26 und von hier aus durch die Leitung 2i_B in den Behälter. Das Durchlaufen der Leitung 2i_a kann, wie vorstehend angegeben, erst dann stattfinden, wenn der Schieber 18 heruntergegangen ist und der Deckel 5_p sich geöffnet hat.

Beim Schließen; (nach der Entleerung) wirkt der Druck nicht weiter auf den Schieber; dieser wird durch eine Feder 28 in seine anfängliche Öffnungsstellung zurückgeholt, und der Deckel ζ_ρ schließt das Rohr 3 wieder ab.

Die Rückschlagventile 8_k (Abb. 2 und 3) ermöglichen es, daß Luft in dem Maße einströmt, wie Flüssigkeit austritt, verhindern aber ein Entweichen der Flüssigkeit nach außen.

Bei den verschiedenen Entleerungsvorrichtungen kann der Behälter von unten befüllt werden. Bei der Ausführungsform nach Abb. ι schließt man zu diesem Zweck am unteren Ende 3_a des Rohres 3 eine Brenn-

Stoffdruckleitung an. Der unter Druck eintretende Brennstoff lüftet den Deckel 5 und ergießt sich durch den Ringraum 4 in das Innere des Behälters.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Abb. 2 und 3, insbesondere der Darstellung der Abb. 2, geschieht das Auffüllen des Behälters durch den Anschluß einer Druckleitung 30 am unteren Ende 3_a des Rohres 3. Der to Deckel $_k oder $„ besitzt indessen eine öffnungsvorrichtung 31, die am Rohr 3 angebracht wird. Wie in Abb. 2 strichpunktiert bei 32 angegeben ist, kann die öffnung des Deckels Sk unmittelbar durch das Anschließen des Druckrohres 30 bewirkt werden.

Ein Ventil 33 kann, wie in Abb. 2 links strichpunktiert gezeigt ist, mit einem Schwimmer 34 ausgestattet werden, um die Verbindungsleitung 11 abzuschließen, sobald der Flüssigkeitsspiegel im Behälter eine bestimmte Höhe erreicht hat. Die Leitung 11 kann auch einen Dreiwegehahn 35 besitzen, mittels dessen die Leitung zum Auslassen der im Behälter befindlichen Luft während dessen Befüllung mit der Außenluft verbunden werden kann.

Der Schwimmer 34 sorgt dafür, daß die Befüllung des Behälters zum Stillstand kommt, indem er mittels des Ventils 33 den Austritt der Luft absperrt.

Die Befüllungsleitung 30 besitzt ein ausgewogenes Sicherheitsventil 36, wodurch jeder gefährliche Überdruck im Behälter bei der - Befüllung vermieden sowie das Ende des Füllens (durch Rücklauf in den Schöpfbehälter) angezeigt wird.

Selbstverständlich bilden die beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist. Es können im Rahmen der Erfindung alle möglichen Abänderungen getroffen werden, sofern an den wesentlichen Merkmalen nichts geändert wird.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum schnellen Entleeren von Flüssigkeitsbehältern mittels eines in den Behälter eingelassenen, die Flüssigkeit austreibenden indifferenten Druckmittels, insbesondere von in Luftfahrzeugen eingebauten Brennstoffbehältern, mit zwei ineinandergesetzten Zu- und Abflußrohren, bei denen das obere Ende des äußeren Rohres an der Behälterwand dicht befestigt ist, dagegen das untere Ende in der Nähe des Behälterbodens mündet, während das innere Rohr einerseits mit dem oberen Teil des äußeren Rohres in Durchflußverbindung steht und andererseits mit seinem anderen Ende in die Atmosphäre mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das unmittelbar mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Rohr (3) am oberen Ende mit einem Verschluß versehen ist, der selbsttätig entweder durch den Flüssigkeitsdruck oder durch den Druck des die Flüssigkeit treibenden Mediums selbst geöffnet wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (5) durch eine Feder (14) an den oberen Teil des inneren Rohres (3) angedrückt wird, wobei dieser Verschluß dicht in dem oberen Teil des äußeren Rohres (2) oder in einem Teil (6) gleitet, der im wesentliehen dieses Rohr (2) an seinem Oberteil fortsetzt und eine Kammer (7) bildet, die durch ein Rohr (8) mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (7) und der obere Teil des Behälters (1) durch ein Rohr (11) von geringem Querschnitt miteinander in Verbindung stehen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (5_fe) an einer exzentrisch im oberen Teil des inneren Rohres (3) gelagerten Achse (15) angelenkt ist, so daß der Dekkel unter dem Druck des austretenden Brennstoffes sich selbsttätig öffnet, dagegen bei der Füllung des Behälters (1) unter Verwendung des Rohres (3) gesteuert wird, wobei diese gesteuerte öffnung durch Anschließen der Brennstoffdruckleitung (30) erfolgen kann.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (5p, Fig. 3, 4 und 5) an einer Achse (22) angelenkt ist, die im oberen Teil des Rohres (3) liegt, und mittels eines im Augenblick der raschen Entleerung des Behälters unter der Einwirkung des Druckmittels stehenden Kolbens (18) in Tätigkeit gesetzt wird.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) einen Kanal (26) steuert, durch den das Druckmittel in den Behälter (1) gelangt, no

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen