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Impulsölfeuerung
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pulsölfeuerung, welche mindestens eine Ölpumpe und einen Impulsgeber besitzt, der eine periodische Einspritzung von Drucköl durch eine Einspritzdüse bewirkt, zeichnet sich dadurch aus, dass ein die Düse aufweisender Steuerzylinder vorgesehen Ist, der einen zwischen zwei Endlagen beweglichen Steuerkolben enthält, der mit einem Druckölkanal versehen ist und der bei seiner Bewegung zwischen den Endlagen eine an den Zylinder angeschlossene Druckleitung periodisch mit der Düse verbindet, und dass der Impulsgeber mit dem Steuerzylinder in Verbindung steht, um den Kolben zur Bewegung zwischen den Endlagen periodisch mit Drucköl zu beaufschlagen.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Ölfeuerung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform, die Fig. la und 1b einzelne Teile der Ausführungsform nach Fig. 1 in einer andern Betriebslage, die Fig. 2,2a und 2b eine zweite Ausuhrungsform in einer der Fig. 1 - lob entsprechenden Darstellung, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen Impulsgeber, Fig. 4 einen Horizontalschnitt durch den Impulsgeber nach Fig. 3, Fig. 5 ein Druckerzeugungsaggregat im Vertikalschnitt, Fig. 6 einen Schnitt entlang Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 7 einen Axialschnitt durch ein Einspritzsteuerungsaggregat.
Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform eines Ölbrenners für einen Keramikbrennofen ist mit 1 ein Brennöltank bezeichnet, der über eine in einer Anschlussleitung 2 vorgesehene Zahnradpumpe 3, die von einem Elektromotor 4 angetrieben wird, Brennöl an einen Impulsgeber 5 liefert. Der Impulsgeber ist als Drehschieber mit zwei Verbindungskanälen 5a und 5b ausgebildet, welcher von einem Elektromotor 6 angetrieben, die Leitung 2 wechselweise mit einer der beiden Leitungen 7 und 8 verbindet, während die andere der beiden Leitungen jeweils mit einem Rilcklauf 9 verbunden wird, der über ein Regelventil 10 in den Öltank l mündet.
Die Leitungen 7 und 8 fUhren einerseits an ein Diuckerzeugungsaggregat 11 und anderseits über ein Regelventil 12 und 13 in den Öltank zurück.
Das Druckerzeugungsaggregat 11, welches weiter unten noch näher beschrieben wird, enthält eine Druckölkammer 16, die über je ein Rückschlagventil 14 bzw. 15 mit den Leitungen 7 und 8 in Verbindung steht, und von welcher über ein Druckregelventil 17 eine Leitung 19 an das später noch näher beschriebene Einspritzsteueraggregat 20 führt. Überdies sind an das Steueraggregat 20 Abzweigleitungen 21 und 22 der Leitungen 7 und 8 angeschlossen, u. zw. an den beiden Enden einer Zylinderbohrung 23, in welcher ein Kolben24 zwischen zwei Endlagen verschiebbar ist. Der Kolben besitzt in seinem Mittelteil eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 25, die sich über nahezu 3600 erstreckt, wobei sich deren Breite von einem Maximum am einen Ende auf ein Minimum am andern Ende kontinuierlich verändert.
Diametral der Mündung der Leitung 19 gegenüber ist in der Wand der Zylinderbohrung 23 eine Einspritzdüse 26 vorgesehen, die in den Brennofen mündet.
Im Betrieb des Ölbrenners, wenn die Zahnradpumpe 3 und der Impulsgeber angetrieben werden, baut sich in den Leitungen 7 und 8 und im Rücklauf 9 ein der Einstellung der Regelventile 12 und 13 bzw. 10 entsprechender Druck auf. Das Regelventil 10 spricht dabei bei einem kleineren Druck z. B. bei 25 atü an als die Regelventile 12 und 13, die beide gleich eingestellt sind und z. B. bei 30 atü ansprechen. Entsprechend der Schaltfrequenz des Impulsgebers 5 wechselt der Druck in den Leitungen 7 und 8 zwischen 25 und 30 atü. In der in Fig. l dargestellten Lage ist in der Leitung 8 höherer Druck vorhanden, der mit dieserüberdeakanal 5amitderZabnradpumpein Verbindung steht, während die Leitung 7 über den Kanal 5b mit der 25 atü führenden Rückleitung 10 verbunden ist.
Infolge des höheren Druckes in der Leitung 8 öffnet sich das Rückschlagventil 14, so dass sich der höhere Druck auch im Raum 16 des Druckerzeugungsaggregates 11 und über das Regelventil 17 auch in der Leitung 19 aufbauen kann. Das Rückschlagventil 15 wird hingegen geschlossen gehalten. Anderseits wird der Kolben 24 im Einspritzsteueraggregat 20 durch den in der Leitung 22 wirkenden höheren Druck von seiner unteren Endlage (Fig. la) gegen seine obere Endlage (Fig. 1) geschoben, wobei das auf die Oberseite wirkende Druckmedium durch die Leitung 21 verdrängt wird. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 24 bewegt sich dessen Nut 25 am Einlass der Leitung 19 in die Zylinderbohrung 23 vorbei und verbindet diesen Einlass kurzzeitig mit der Düse 26, so dass Öl unter Druck in den Brennofen eingespritzt wird.
Die Dauer eines Einspritzvorganges lässt sich durch die Kolbengeschwindigkeit und die Nutbreite an der Düsenmündung regulieren, u. zw. einerseits durch Verwendung entsprechender Drosselblenden 27 bzw. 28 und anderseits durch Verdrehung des Kolbens bezüglich der Düsenmündung. Die Kolbengeschwindigkeit muss allerdings der Impulsfrequenz angepasst sein.
Nachdem der Kolben seine obere Endlage erreicht hat, schaltetderImpulsgeber um und setzt die Leitungen 7 und 21 unter den höheren Druck, während die Leitung 8 und 22 über den Kanal 5a mit dem Rücklauf 9 in Verbindung gebracht wird (Fig. lb), so dass in diesen Leitungen entsprechend der Einstellung des Rücklaufregulierventiles 10 der Druck auf 25 atü absinken kann.
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Unter dem höheren Druck in der Leitung 7 öffnet sich einerseits das Rückschlagventil 15 und anderseits bewegt sich der Kolben 24 von der oberen Endlage in die untere Endlage, wobei er wiederum den kurzzeitigen Durchfluss von Drucköl aus der Kammer 16 über die Leitung 19 und durch die Nut 25 an die Düse 26 freigibt.
Wie aus dem obenstehenden hervorgeht, ist das Leitungssystem immer unter Druck, der obwohl relativ hoch, keine grossen Belastungen mit sich bringt, da die Druckschwankungen relativ klein sind, z. B. im
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liegen.Verfügung, wobei während der vollen Dauer der Einspritzung dieser Druck aufrechterhalten bleibt.
Die Ausführungsform des Ölbrenners nach Fig. 2-2b unterscheidet sich von der vorbeschriebenen insofem. als hier zwei vollständig voneinander getrennte Öldrucksysteme vorgesehen sind. Dementsprechend ist neben der Zahnradpumpe 3, die Drucköl an den Impulsgeber 5 liefert, eine weitere Zahnradpumpe 30 vorgesehen, welche von einem Elektromotor 31 angetrieben, Drucköl über eine Leitung 32 an ein Druckregulierventil 33 liefert, welches letztere den Einspritzdruck bestimmt und über die Leitung 34 an das Steueraggregat 20 angeschlossen ist. Die Leitung 32 führt überdies über ein Überdruckventil 35 in den Öltank 1 zurück.
An den Impulsgeber sind Steuerleitungen 36 und 37 und ein Rücklauf 38 angeschlossen. Die Leitungen 36 und 37 stehen über Abzweigungen 39 und 40 mit den beiden Enden der Zylinderbohrung 23 in Verbindung und sind über Überdruckventile 41 und 42 an den Tank 1 zurückgeführt.
In der Leitung 32 herrscht ein Druck, welcher wesentlich höher ist als derjenige in der Leitung 2 bzw. in den Steuerleitungen 37 und 38. u. zw. ist dieser Druck dem notwendigen Einspritzdruck an der Düse 26 angepasst, z. B. 15 atü, wobei dieser Druck über das Überdruckventil 35 ständig aufrecht erhalten wird.
Die Ventile 41 und 42 hingegen sind auf einen Druck von z. B. 5 atü eingestellt, welcher als Steuerdruck für die Verschiebung des Kolbens 24 ausreicht, da der Rücklauf über die Leitung 38 drucklos geschieht. Die Leitungen des Steuerkreisla. ufeskönneninfolge des niedrigen Druckes schwächer dimensioniert werden als diejenigen des Einspritzsystemes.
Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform unterscheidet sich nur geringfügig von derjenigen nach Fig. l, indem der Impulsgeber nur für einen Druckwechsel in den Leitungen 39 und 40 verantwortlich ist, durch welchen der Kolben zwischen den beiden Endlagen verschoben wird, während der Druck in der Leitung 32 vom Impulsgeber unbeeinflusst bleibt.
Die Fig. 2a und 2b zeigen die StellungenvonImpulsgeber und Steuerkolben nach Umschaltung aus der Lage gemäss Fig. 2.
Nachfolgend sollen nun an Hand der Fig. 3 - 7 Impulsgeber, Druckaggregat und Steueraggregat näher beschrieben werden.
Der Impulsgeber 5 weist ein Gehäuse 50 auf, in welchem eine Antriebswelle 51 drehbar gelagert ist.
Eine Riemenscheibe 52 ist auf das nach aussen ragende Ende der Antriebswelle 51 aufgesetzt, welche vom Elektromotor 6 (Fig. l) in nicht näher dargestellter Weise angetrieben wird. Die Welle 51 treibt über ein Schneckenrad 53 ein Zahnrad 54, das mit einem Schneckenrad 55 aus einem Stück gebildet und zusammen mit diesem lose drehbar auf einer Welle 56 gelagert ist. Das Schneckenrad 55 steht mit einem Zahnrad 58 im Eingriff, welches auf einer Im Gehäuse 50 drehbar gelagerten Welle 57 sitzt. Die Welle 57 trägt eine Nockenscheibe 59 und wirktübereb1eRolle 62 auf einen bei 60 schwenkbar gelagerten Hebel 61 ein, der mittels einer Zugfeder 63 gegen die Nockenscheibe 59 gezogen wird.
Auf der Welle 56 sitzt lose drehbar eine Büchse 67, die mit dem Zahnrad 55 in Antriebsverbindung steht und auf welcher wiederum lose drehbar ein Anschlagring 64 gelagert ist. Auf seinen beiden flanschartigen Ansätzen 64a und 64b trägt der Ring 64 je zwei um 1800 zueinander versetzte Anschlagnocken 64c bzw. 64d. wobei die Nocken 64c bezUglichdenNocken64d je um 900 versetzt sind. Die Anschlag nocken 64c und 64d arbeiten dabei wechselweise mit der Anschlagfläche 61a zusammen, wenn der Hebel 61 durch die Nockenscheibe 59 zwischen seinen zwei Endlagen verschwenkt wird, u. zw. so, dass der Hebel bzw. dessen Fläche 61a bei jeder Bewegung einen Anschlagnocken freigibt und den nächsten um 900 versetzten Nocken auffängt. Am Ring 64ist mittels eines Bolzens 65 eine Schraubenfeder 66 befestigt, die satt auf der Büchse 67 aufgeschoben ist.
Das andere Ende der Schraubenfeder ist über einen Bolzen 68 an einem Mitnehmerring 69 befestigt, der seinerseits z. B. durch einen Stift 70 auf der Welle befestigt ist und diese je um 900 verdreht, wenn die Schraubenfeder 66 eine Drehbewegung des Anschlagr1nges 64 überträgt. Die Schraubenfeder ist dabei bezüglich der Drehrichtung der Büchse 67 so gewickelt, dass sie geöffnet (entspannt) ist, während ein Anschlagnocken 64c bzw. 64d auf der Anschlagfläche 61a aufliegt, während sie sich auf der Büchse 67 infolge Reibungsmitnahme verklemmt, wenn der betreffende Nocken, z. B. 64c, freigegeben wird. Über die Feder 66 wird somit der Mitnehmerring 69 verdreht, bis der nächste Nocken,
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z. B. 64d, auf die Fläche 61a abläuft.
Die Welle 56 führt also jeweils eine Drehbewegung um 90 aus.
Beim Auflaufen des Nockens löst sich die Verklemmung der Feder 66 auf der Hülse 67 wieder. so dass deren Reibungswiderstand verringert wird.
Ein im Ring. 64 befestigter Sicherungsstift 71 greift mit Spiel in eine Nut 69a des Ringes 69 und sichert innerhalb gewisser Grenzen die winkelgerechte Mitnahme desselben.
Die Welle 56 greift mit einem abgeflachten Ansatz 56a in einen diametral verlaufenden Schlitz 72 in einem Drehschieberkörper 73 und bewegt denselben jeweils um 90 im Schiebergehäuse 74, das mit An- schlussöffnungen 75 und 76 für die beiden Steuerleitungen (z. B. im Beispiel nach Fig. 2 die Leitungen 36 und 37) einer Zuleitungsöffnung 77 (angeschlossen an Leitung 2) sowie einer Ablauföffnung 78 (angeschlossen am Rücklauf 38), versehen ist.
Der Schlitz 72 im Körper 73 steht mit einer axialen Bohrung 79 in Verbindung, die in die zentral angeordnete Ablauföffnung 78 mündet. ImSteuerkörpersind weiter zwei einander diametral gegenüberliegende Taschen 80 und 81 vorgesehen, die mit einer Umfangsnut 82 in Verbindung stehen.
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die Umfangsnut 82 und die Tasche 81 mit der Anschlussöffnung 75 in Verbindung, währenddem die Anschlussöffnung 76 über den Schlitz 72 und die Bohrung 79 mit der Ablauföffnung 78 in Verbindung steht.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Vorrichtung gewährleistet eine zuverlässige und schnelle Umschaltung des Drehschiebers, wobei die Schaltgeschwindigkeit durch das Übersetzungsverhältnis in den beiden Schneckengetrieben 53, 54 und 55, 58 bestimmt ist. Es lassen sich dabei mit Leichtigkeit Schaltzeiten fUr eine Umschaltung von 1/10 Sekunde erreichen.
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5 dargestellte Druckaggregatbesteht aus einem Gehäuseten Winkel einschliesst, sind beidseitig dieser Längsbohrung Ventileinsätze 94 und 95 vorgesehen, mit denen Ventilkörper 14 und 15 (Fig. 1) zusammenwirken und die mittels einer Druckfeder 96 in geschlossener Lage gehalten werden. In die Bohrung 93 münden beidseitig ausserhalb der Ventileinsätze 94 und 95 An- schlussbohrungen 97 und 98, die mit den Leitungen 7 und 8 in Verbindung stehen.
Anderseits sind den Anschlussbohrungen 97 und 98 gegenüber Kanäle 99 und 100 vorgesehen, die die Abzweigleitungen 21 und 22 mit der Bohrung 93 verbinden. Koaxial zur Längsbohrung 92 ist im Gehäuse 90 eine Bohrung 101 vorgesehen, in welcher ein Einsatzkörper 102 eingreift. Eine zentrale Öffnung, welche die Bohrung 92 und 101 miteinander verbindet, ist durch den Ventilkörper 17 abgeschlossen, der unter der Wirkung einer Druckfeder 103 gegen den Einsatzkörper 102 gepresst wird. Die Spannung der Feder 103 ist durch einen Einstellknopf 104 einstellbar, der über einen Bolzen 105 in ein im Gehäuse 90 vorgesehenes Gewinde 106 eingreift und der mit seinem zentralen Zapfen 107, der sich in die Bohrung 101 erstreckt, auf die Druckfeder 103 einwirkt.
Bei der wechselweisen Öffnung der als Rückschlagventile wirksamen Ventile 14 und 15 wird der'Boh- rung 92 (die dem Druckraum in Fig. l entspricht) Druckmedium zurückgeführt, das nach Passieren des Re- gulierventiles 17 durch eine Bohrung 108 in die Einspritzleitung 19 einströmen kann. Anderseits kann das Steueröl aus der Bohrung 93 über die Leitungen 99 und 100 in die Leitungen21und22einströmenbzw. bei der Verdrehung durch den Kolben 24 des Steueraggregates zurückfliessen.
Das Steueraggregat gemäss Fig. 7 besitzt ein längliches Gehäuse 110, in welchem eine Zylinderbohrung 23 vorgesehen ist. In der Zylinderbohrung ist der Kolben 24 verschiebbar angeordnet, welcher die Nut 25 an seinem Umfang aufweist. Der Kolben steht mit einem Vierkantstift 111 in Drehverbindung, welcher in einer Büchse 112 drehbar gelagert ist und an seinem äusseren Ende einen Einstellknopf 113 trägt.
Die Drehbewegung des Knopfes 113 bzw. des Stiftes 111 ist durch zwei zusammenwirkende Anschlagstifte 114 und 115 im Gehäuse bzw. im Drehknopf begrenzt. Durch die Verdrehung des Knopfes 113 wird in dem Vierkantstift 111 der Kolben verdreht, so dass die Breite des vor der Düse 26 vorbeistreichenden Teiles der Nut 25 verändert werden kann, wobei sich die Einspritzmenge regulieren lässt. An den beiden Enden der Bohrung 23 sind über Anschlusskanäle 116 und 117 die Abzweigleitungen 21 und 22 angeschlossen. Überdies mündet in die Bohrung 23 eine Anschlussbohrung 118, die mit der Leitung 19 in Verbindung steht, durch welche das einzuspritzende Brennöl zugeführt wird. Der Kolben 24 kann hohl ausgebildet sein und an seinem einen Ende durch eine Drosselschraube 119 abgeschlossen werden, die mit einer Drosselöffnung
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