AT375158B

AT375158B - Dosiereinrichtung

Info

Publication number: AT375158B
Application number: AT130881A
Authority: AT
Original assignee: Berger Wolfgang Ing
Priority date: 1981-03-19
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1984-07-10
Also published as: ATA130881A

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung zur Einbringung eines flüssigen, gasförmigen oder pulverförmigen ersten Mediums in ein zweites gasförmiges oder flüssiges Medium, welches in einer Rohrleitung strömend den vollen Querschnitt bei einem als Blende, Düse, Venturidüse od. dgl. ausgebildeten, in der Rohrleitung eingebauten Drosselgerät ausfüllt, unter Ausnutzung des Über- bzw. Unterdrucks beim Drosselgerät zum Antreiben eines hin-und hergehenden Teils der Dosiereinrichtung durch das zweite Medium, wobei Über- bzw. Unterdruck führende Leitungen vom Drosselgerät zur Dosiereinrichtung führen.

Eine Dosiereinrichtung der genannten Art ist beispielsweise in der DE-PS Nr. 860717 beschrieben und dient zum Einbringen einer ersten Flüssigkeit (Hilfsflüssigkeit) in eine zweite Flüssigkeit (Hauptflüssigkeit), welche in einer Rohrleitung strömt, wobei unter Ausnutzung des Unter- bzw. Überdrucks bei einer in der Rohrleitung befindlichen Blende ein Kolben in einem Zylinder verschoben wird, welcher die Hilfsflüssigkeit enthält. Die Umsteuerung des Kolbens erfolgt über zwei händisch betätigte Zweiwegventile, welche an den Enden des Zylinders angeordnet und über zwei Leitungen zur Blende hin verbunden sind. Zuerst wird in einer ersten Arbeitsstellung der Zweiwegventile die Hilfsflüssigkeit in den Zylinder unter einem extern wirkenden Druck eingebracht, wodurch der Kolben in seine rechte Endlage gebracht wird.

Dann werden die Zweiwegventile in ihre zweite Arbeitsstellung umgeschaltet, wodurch über die Leitungen eine Verbindung zur Blende in der Rohrleitung hergestellt ist. Erst jetzt wird die in der Rohrleitung befindliche Hauptflüssigkeit zum Strömen gebracht, so dass der Kolben durch den Unter- bzw. Überdruck bei der Blende in Richtung zu seiner linken Endlage gedrückt wird und die Hilfsflüssigkeit so lange in die Rohrleitung über eine der beiden Leitungen einströmt, bis der Kolben seine linke Endlage erreicht hat und der Dosiervorgang beendet ist. Diese Dosiereinrichtung. eignet sich somit nur für die Durchführung eines einmaligen Dosiervorgangs. Soll eine weitere Dosierung vorgenommen werden, so muss der oben geschilderte Vorgang wiederholt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Dosiereinrichtung, welche eine stetige, zeitlich unbegrenzte Dosierung ermöglicht.

Eine Dosiereinrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung als Motor mit einer an diesen angeschlossenen Dosierpumpe ausgebildet ist, wobei der hin-und hergehende Teil im Motor als Kolben oder Membran ausgebildet ist und unter dem Einfluss einer Feder steht, die durch den Überdruck am Kolben oder an der Membran solange zusammengedrückt wird, bis der Überdruck durch eine gesteuert freigegebene in die Unterdruck führende Leitung einmündende Druckausgleichsleitung abgebaut wird, und die Feder den Kolben oder die Membran in die Ausgangslage zurückbringt, wobei das Drosselgerät gegebenenfalls einen verstellbaren Querschnitt aufweist, um die Arbeitsfrequenz des Motors zu verändern.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Hiebei zeigt Fig. 1 einen vereinfachten Schnitt eines ersten erfindungsgemässen Kolbenmotors in Verbindung mit einer Dosiereinrichtung, Fig. 2a, 2b und 2c eine Einzelheit des Beispiels nach Fig. 1, Fig. 3 einen vereinfachten Schnitt eines zweiten erfindungsgemässen Kolbenmotors, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie III-III nach Fig. 3, Fig. 5 einen vereinfachten Schnitt eines ersten erfindungsgemässen Membranmotors, und Fig. 6 einen vereinfachten Schnitt eines zweiten erfindungsgemässen Membranmotors.

Im Beispiel nach Fig. 1 ist eine Mischvorrichtung dargestellt, welche im wesentlichen aus einem Drosselgerät in Form einer Düse, Blende, Venturirohr od. dgl. in Verbindung mit einem Kolbenmotor besteht. Das dabei erfindungsgemäss verwendete Verfahren basiert darauf, dass über das Drosselgerät Strömungsenergie zum Antrieb des Kolbenmotors herangezogen wird, wobei der Kolbenmotor eine Dosierpumpe antreibt, welche ein beizumischendes Medium in die Leitung pumpt, in der das Drosselgerät eingebaut ist.

Die das Medium, Gas oder Flüssigkeit, führende Leitung --1-- hat einen der Mischvorrichtung zugeordneten Leitungsabschnitt --2--, welcher im wesentlichen von zwei Blenden --3 und 4-- begrenzt ist. Das zuzumischende Medium, ebenfalls Gas oder Flüssigkeit, gegebenenfalls aber auch Feststoffe in Pulverform, wird über das Rohr --5-- der Dosierpumpe --6-- zugeführt und gelangt von dieser über die Leitung --7-- in die Leitung --1--. Diese das zuzumischende

Medium führende Leitung --7-- mündet zwischen den beiden Blenden-3 und 4-- in den Leitungs- abschnitt-2-.

Die Dosierpumpe --6-- besteht aus dem Zylinder --8--, dem darin verschiebbaren Kolben - und den beiden Rückschlagventilen --10 und 11--. Der Kolben der Dosierpumpe ist durch eine Feder --9'-- belastet, welche bestrebt ist, den Pumpenkolben aus dem Pumpenzylinder hinauszudrücken. Die Kraft der Feder --12--, welche den Ventilkörper --13-- des auf der Abströmseite der Pumpe --6-- liegenden Rückschlagventils --11-- belastet, kann mittels der Verstellschraube - 14-- verändert werden.

Zur Betätigung der Messpumpe --6-- ist ein Kolbenmotor --15-- vorgesehen. Dieser umfasst einen Kolben --16--, der unmittelbar mit dem Kolben --9-- der Dosierpumpe verbunden ist, den Behälter (oder Zylinder)-17-, welcher gleichachsig zum Zylinder --8-- der Dosierpumpe ver-
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--17-- liegenden Überströmkanal --18--,druckleitung --19--, eine Unterdruckleitung --18-- sowie die schon erwähnte Blende --3--. Der Behälter --17-- kann auch einen beliebigen, von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufwei- sen, wobei der Querschnitt des Kolbens --16-- entsprechend angepasst ist. Die Strömungsrichtung des Mediums in der Leitung --1-- ist durch den Pfeil P angegeben.

Die Überdruckleitung --19-- mündet - in Strömungsrichtung gesehen-vor der Blende --3-- und die Unterdruckleitung --20-- mündet, in Strömungsrichtung gesehen, von der Blende --3-- und die Unterdruckleitung-20-
Turbulenzen befindet sich vor und hinter der Blende --3-- je ein ringförmiger Hohlraum-21 bzw. 22--. Diese Hohlräume stehen mit dem Leitungsabschnitt --2-- durch schmale ringförmige
Schlitze --23, 24--, die einerseits jeweils von der Blende --3-- selbst begrenzt werden, in Ver- bindung. Die schon genannten Leitungen --19 und 20-- gehen von diesen ringförmigen Hohlräumen - 21 bzw. 22-- aus.

Die Blende --3-- besteht aus zwei aneinanderliegenden kreisförmigen Scheiben --3a und
3b-- mit je einer exzentrischen kreisförmigen Durchbrechung --31 bzw. 32-- (vgl. Fig. 2a, 2b,
2c). Die Scheibe --3a-- ist festgehalten, während die Scheibe --3b-- gegenüber der Scheibe - von aussen her verdreht werden kann.

Durch dieses Verdrehen werden die in einer einzigen gegenseitigen Stellung der Scheiben fluchtenden Durchbrechungen --31 und 32-- ebenfalls gegeneinander verstellt, so dass die Grösse des Durchtrittsquerschnittes und dadurch die pro Zeiteinheit die Leitung-l-durchströmende Medienmenge weitgehend verändert werden kann.

Eine dem Kolbenmotor --15-- zugeordnete Regelvorrichtung --40-- besteht aus einem Regelkolben --41--, der in einer über die Einmündung der Überdruckleitung --18-- hinausgehende Verlängerung --42-- des Behälters --15-- verschiebbar ist, einem Stellkolben --43--, der senkrecht zum Regelkolben --41-- steht und unter Belastung durch eine Feder --44-- in einem Zylinder --45-- verschiebbar ist, sowie aus den beiden Leitungen - 46, 47--, die von den Enden des Zylinders --45-- ausgehen und vor bzw. hinter der Blende --4-- in die Leitung-l-mün- den.

Auch bei dieser Blende sind, wie auch an der Blende --3--, ringförmige Hohlräume --48, 49-- vorgesehen, von welchen die Leitungen --46, 47-- ausgehen und welche über je einen umlaufenden Schlitz --50, 51-- mit der Leitung --1-- verbunden sind.

Die Stange --60-- des Kolbens --43-- ragt aus dem Zylinder --45-- heraus und trägt an ihrem freien Ende eine mit einem Schrägschlitz --62-- versehene Platte --61--, welche in parallelen Führungen --63-- verschiebbar ist. Am Ende der Stange --64-- des Regelkolbens - befindet sich ein querliegender Fortsatz --65--, der in den Schrägschlitzen --62-- der Platte --61-- ragt. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Fortsatz --65-- einen Durchmesser, der wesentlich geringer ist als die Breite des Schlitzes --62--, trägt jedoch eine Rolle - -66--, die mit sehr geringem Spiel in den Schlitz --62-- passt.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise :
Das durch die Leitung-l-strömende Medium erzeugt in an sich bekannter Weise vor der Blende --3-- Überdruck und hinter der Blende --3-- Unterdruck. Über die Leitungen --19 und 20-werden dieser Überdruck bzw. Unterdruck an den beiden Seiten des Kolbens --16-- zur Wirkung gebracht. Der Kolben --16-- wird daher gegen die Kraft der Feder --9'-- zur Dosierpumpe hin verschoben.

Sowie die von der Feder --9'-- abgewendete Kante des Kolbens --16-- die näher

zur Leitung --19-- gelegene Mündung des Überströmkanals --18-- überfahren hat, tritt ein Ausgleich zwischen Überdruck und Unterdruck ein und die Feder --9'-- kann den Kolben --14-- zum Kolben --41-- hin wieder zurückdrücken, bis sich in den Leitungen --19 und 20-- wieder ein hinreichender Druckunterschied aufgebaut hat, um das soeben beschriebene Spiel zu wiederholen.

Diese hin-und hergehende, oszillierende Bewegung wird vom Pumpenkolben --9--, der mit dem Kolben --16-- starr verbunden ist, mitgemacht, wodurch das zuzumischende Medium, das über das Rohr --5-- herankommt, unter Betätigung der bei den Rückschlagventile --10 und 11-stossweise in den Leitungsabschnitt --2-- gefördert wird.

Ändert sich durch verschiedene äussere Ursachen die Menge des Mediums, das durch die Leitung-l-strömt, so ändert sich damit auch der Unterschied zwischen den in den Leitungen - 17, 18-herrschenden Drücken ; dieser Unterschied wird umso grösser, je grösser die Menge des in der Zeiteinheit durch die Leitung-l-strömenden Mediums ist. Das Verhältnis zwischen dieser Menge und dem Druckunterschied in den Leitungen --17, 18-- ist aber nicht linear. Das bedeutet, dass der Kolben --14-- und damit der Pumpenkolben --9-- beispielsweise bei zunehmender Durchflussmenge viel zu häufig hin- und hergehen und daher zuviel zuzumischendes Medium in die Leitung-l-fördern würde.

Zum Linearisieren bzw. zum Ausgleich dieser übermässigen Förderung dient die Regeleinrichtung --40--. Mit Zunahme der durch die Leitung-l-strömenden Menge vergrössert sich auch der Unterschied zwischen den in den Leitungen --46, 47-- vorhandenen Drücken. Dadurch wird der Stellkolben --43-- gegen die Kraft der Feder --44-- nach unten verschoben. Durch den Schrägschlitz --62-- in der Platte --61-- und den damit zusammenwirkenden Fortsatz --65-- (Rolle - -66--) wird bei dieser Verstellung der Regelkolben-41-vom Kolben-14-weg (d. i. in Fig. 1 nach rechts) verschoben.

Dadurch wird das Volumen zwischen diesen beiden Kolben vergrössert mit der Folge, dass zwischen dem Druckausgleich beim Überfahren der einen Mündung des Überströmkanals durch die rechte Kante des Kolbens --14-- und dem neuerlichen Aufbau eines hinreichenden Überdruckes an der rechten Stirnfläche des Kolbens --14-- eine längere Zeitspanne verstreicht als zuvor. Die hin- und hergehende Bewegung der Kolben --14 und 9-- wird daher verlangsamt, d. h. die Frequenz der Kolbenbewegung nimmt weniger rasch zu, als dies ohne das Vorhandensein der Regelvorrichtung der Fall wäre. Bei Verringerung der Durchflussmenge gehen die beschriebenen Vorgänge im umgekehrten Sinn vor sich.

Durch entsprechende Wahl des Querschnittes der Blende - -4--, der Kennlinie der Feder --44-- und der Form des Schlitzes --62-- wird erreicht, dass die Menge des zuzumischenden Mediums immer im gleichen Verhältnis zur Menge des in der Leitung - strömenden Mediums bleibt.

Das Verhältnis an sich zwischen der Menge des in der Leitung-l-strömenden Mediums und der Menge des zuzumischenden Mediums (jeweils pro Zeiteinheit) kann durch Verdrehen der
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eingestelltBlende --3-- verringert, so wird die Menge des durch die Leitung-l-strömenden Mediums kleiner. Der Druckunterschied zwischen den Leitungen --19 und 20-- wird dabei aber grösser, so dass die Pumpe --6-- rascher arbeitet und mehr zuzumischendes Medium in die Leitung-l- bringt. Das Mengenverhältnis zwischen den beiden Medien ist dadurch grösser geworden im Sinne einer Annäherung an den Wert 1 : 1. Eine Verstellung der Blende in der entgegengesetzten Richtung hat naturgemäss eine gegenläufige Änderung des Mengenverhältnisses zur Folge.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zum Zumischen eines Gases zu einem Gas oder zu einer Flüssigkeit ebenso wie zum Zumischen einer Flüssigkeit zu einer andern Flüssigkeit oder zu einem Gas verwendet werden. Sie ist dementsprechend auch bei aufladenden Kolbenmotoren als Brennstoffeinspritzpumpe anwendbar, insbesondere deshalb, weil, wie oben beschrieben, ein einmal eingestelltes Mischungsverhältnis auch bei stark wechselnden Durchflussmengen sehr genau eingehalten wird. Die hin-und hergehende Bewegung des Kolbens --16-- kann aber auch z. B. für Messzwecke in eine Drehbewegung umgesetzt werden.

So kann der Kolben --16-- über eine Kolbenstange und eine daran angelenkte Klinke ein Klinkenrad in schrittweise Drehung versetzen, wodurch beispielsweise die Durchflussmenge über ein Zählwerk angezeigt werden kann, oder der Kolben betreibt über eine Pleuelstange eine Kurbelwelle.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kolbenmotors --13'--

mit einer Regelvorrichtung --40'-- arbeitet auf dem gleichen Prinzip wie der in Fig. 1 gezeigte Kolbenmotor --13--, und ist vorzugsweise für gasförmige Antriebsmedien geeignet.

Ein Kolben --16'-- ist wieder innerhalb eines Behälters (Zylinders) --15'-- verschiebbar angeordnet und über eine Schraubverbindung --67-- mit einer Kolbenstange --68-- verbunden.

Der Kolben --16'-- weist den in Fig. 4 gezeigten Querschnitt gemäss den Linien III-III nach Fig. 3 auf. Ein Überströmkanal --69-- verbindet den Raum vor dem Kolben --16'-- mit dem Bereich
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gelagerten Winkelhebels --72-- auf, dessen anderes abgerundetes Ende schlüssig auf einer als Nocke --73-- ausgebildeten Erhöhung der verstellbaren Blende --3a'-- im rohr --1-- aufliegt.

Durch Verstellen der Nocke --73-- bzw. der Blende --3a'-- wird der Regelkolben --41'-- verstellt und damit in ähnlicher Weise wie beim Beispiel nach Fig. 1 eine Linearisierung der Hubzahl in Abhängigkeit von der Durchflussmenge erzielt. Der Kolben --16'-- weist eine Hohlbohrung --74-- (Fig. 4) auf, deren Durchmesser grösser als der Durchmesser der Kolbenstange --68-- ist. Eine Querbohrung --70'-- führt von der oberen Ausnehmung --70-- zur Hohlbohrung --74--. Im Hohlraum zwischen der Kolbenstange --68-- und der Hohlbohrung --74-- ist ein Schieber --75-- auf die Kolbenstange --68-- gleitend aufgesetzt, welcher die Verbindung zwischen der oberen Ausnehmung --70-- und der Hohlbohrung --74-- in der dargestellten Ausgangslage des Schiebers --75-- und des Kolbens --16'-- unterbricht.

Der Schieber --75-- weist etwa mittig eine Längs- öffnung --75'-- auf, welche zur Querbohrung --70'-- fluchtet. Von der Stirnseite der Kolbenstange --68-- geht eine zentrische Sackbohrung --76-- aus, in welche eine Querbohrung --77-- von der unteren Ausnehmung --78-- des Kolbens --16-- ausgehend über die Kolbenstange --68-- ein- mündet.

Eine Überdruckleitung --19'-- mündet von der Blende --3'-- ausgehend in die Wand des Behälters --15'-- im Bereich der unteren Ausnehmung --78-- des Kolbens --16'--. Eine Unter- druckleitung --20'-- mündet ebenfalls von der Blende --3'-- ausgehend hinter den Kolben-16'in die Wand des Behälters --15'-- ein. Der Aufbau der Blende --3'-- entspricht ansonsten dem der Blende --3-- nach Fig. 2. Eine Feder-9''- befindet sich hinter dem Kolben --16'-- und zwischen demselben und einem Einsatzteil --79-- innerhalb des Behälters --15--. Der Schieber - gleitet ebenfalls in einer Bohrung des Einsatzteils --79--.

Ein Wulst --80-- am vom Kolben entfernten Ende des Schiebers --75-- bewirkt, dass sich der Schieber nur zwischen der Stirnwand --81-- des Behälters --15'-- und dem als Anschlag --82-- ausgebildeten Bereich des Ein- satzteils --79-- hin- und herbewegen kann.

Die Arbeitsweise des Kolbenmotors nach Fig. 3 wird anschliessend beschrieben. Der sich vor der Blende --3a'-- aufbauende Überdruck wird über den Schlitz --23'--, den Hohlraum --21'--, die Überdruckleitung --19'--, die untere Ausnehmung --78--, die Querbohrung --77--, das Sackloch --76-- in den Raum zwischen dem Regelkolben --41'-- und dem Ilben --16'- übertragen.

In ähnlicher Weise entsteht ein Unterdruck im Bereich zwischen der Unterseite des Kolbens-16'und dem Einsatzteil, welcher sich über den Schlitz-24'-, den Hohlraum --22'-- und die Unterdruckleitung --20'-- überträgt. Der Kolben --16'-- wird nun auf Grund des Über- bzw. Unterdruckes gegen die Feder --9 I'-- gedrückt und verschiebt sich, den Schieber --75-- durch die zwischen dem Schieber --75-- und dem Kolben --16'-- vorhandene Reibung mitnehmend solange
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den Überströmkanal --69--, die obere Ausnehmung --70--, die Querbohrung --70'-- und die Längs- bohrung --75'-- abbaut, worauf die Feder --9''-- den Kolben --16'-- in die Ausgangslage zurückdrückt.

Hiebei wird der Schieber --75-- durch die genannte Reibung ebenfalls in die Ausgangslage zurückgebracht, und der Vorgang wiederholt sich.

Der Regelmechanismus beim Beispiel nach Fig. 3 arbeitet in der Weise, dass eine Verstellung der Blende --3a'-- relativ zur festen Blende --3b'-- beispielsweise eine Vergrösserung der Durchflussmenge bewirkt. Durch die Nocke --73-- wird der Winkelhebel --72-- nach unten gedrückt, wodurch der Regelkolben --41'-- über dessen Verlängerung --64'-- zum Kolben --16'-- verstellt wird. Das dadurch bedingte kleinere Volumen zwischen den beiden Kolben --16' und 41'-- bewrkt eine entsprechende Erhöhung der Hubzahl, wodurch die gewünschte Linearisierung erzielt wird.

Im Beispiel nach Fig. 5 ist ein Membranmotor --15''-- dargestellt, welcher an Stelle eines Kolbens eine Membran --16''-- aufweist. Die zur Fig. 3 gleichen Elemente sind hiebei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Behälter ist aus drei Teien --15a', 15b' und 15c'-- zusammengesetzt, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist. Im Bereiche der Teile --15a' und 15b'-- befindet sich der Regelkolben --41'-- und die Membrane-16''--, welche zentrisch mit der abgesetzt ausgebildeten Kolbenstange --68-- verbunden ist. Der Schieber --75-- ist auf dem abgesetzten Teil der Kolbenstange --68-- im Bereich des Teils --15c'-- angeordnet und weist eine verbreiterte Umfangsnut - -75''-- auf.

In der dargestellten Ausgangslage der Membrane --16''-- und des Schiebers --75-mündet die Überdruckleitung --19'-- im Bereiche der Umfangsnut --75''-- in den Teil --15c'-- des Behälters ein. Die Unterdruckleitung -20'-- mündet in die Überströmleitung --69--, welche den Raum zwischen der Membrane --16" -- und der radialen Wandung des Teils --15b'-- mit dem Bereich des Teils --15c'-- verbindet, in der sich die Umfangsnut --75''-- in der rechten Endlage des Schiebers --75-- befindet.

Eine Umgebungsleitung --83-- führt vom Raum zwischen dem Regelkolben --41'-- und der Membrane --16" -- im Teil --15a'-- ausgehend zum Teil
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Anschlag für den Schieber --75-- in dieser Ausgangslage, während eine über einen Stift --85-- auf der Kolbenstange --68-- befestigte Hülse --86-- zum Rückführen des Schiebers --75-- nach einem Arbeitstakt in die Ausgangslage dient.

Der in Fig. 5 dargestellte Membranmotor --15''-- arbeitet in der Weise, dass sich beim Anstehen eines Überdrucks über die Leitung --19'--, der Überdruck über die Nut --75''-- und die Umgebungsleitung --83-- auf die Membrane --16''-- überträgt. Die Membrane-16''- verschiebt nun die Kolbenstange --68-- entgegen der Kraft der Feder --9''-- nach rechts. Durch den Abstatz --68'-- der Kolbenstange --68-- wird der Schieber --75-- solange nach rechts verschoben, bis die Nut --75" -- zur Einmündung der Überströmleitung --69-- in den Teil --15c'-gelangt, worauf ein Druckausgleich zwischen den Leitungen --83 und 69-- über die Nut --75''-stattfindet, die Membrane --16"-- in ihre Ausgangslage zurückfedert und der Vorgang wiederholt wird.

In Fig. 6 ist ein weiterer erfindungsgemässer Membranmotor --15'''-- dargestellt, welcher sich durch seinen einfachen Aufbau auszeichnet. Der Behälter besteht in diesem Falle aus zwei Teilen --15d'und 15e'--, zwischen welchen sich die Membrane --16" -- mit einer zentral befestigten Kolbenstange --68-- befindet. Im Bereich zwischen der radialen Wandung des Teils --15d'-- und der Membrane --16''-- befindet sich die Feder --9''--. Die Überströmleitung - verbindet die beiden Räume vor und hinter der Membrane --16''-- in den Teilen --15e' und 15d'--. Ein verstellbares Ventil --87-- ist innerhalb der Überströmleitung-69''- ange- ordnet und bewirkt, dass das Medium die Überströmleitung nur in einer Richtung durchströmen kann.

Das Ventil --86-- ist beispielsweise als Kugelventil mit einer Kugel --88-- und einer Feder - ausgebildet, auf welche der Regelkolben --41'-- einwirkt. Die Unterdruckleitung-20'mündet im Raum des Teils --15d'-- ein, während die Überdruckleitung im Raum des Teils - einmündet.

Wie im zuvor beschriebenen Beispiel bewirkt der Überdruck, dass die Membrane die Kolbenstange --68-- nach rechts verschiebt, u. zw. solange, bis ab einem bestimmten Wert des Überdrucks das Ventil --87-- öffnet, der Druckausgleich hergestellt und der Vorgang wiederholt wird.

Durch die in den Beispielen nach Fig. 5 und 6 verwendeten Membranen können die Reibungsverluste herabgesetzt werden.

Des weiteren kann die beschriebene pneumatisch-mechanische bzw. hydraulisch-mechanische Regelvorrichtung durch eine elektromechanische oder eine elektronische Regelvorrichtung ersetzt werden. Es kann z. B. der Energiespeicher auch ausserhalb des Behälters angeordnet sein ; an Stelle des Schiebers können gesteuerte Ventile verwendet werden usw.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Dosiereinrichtung zur Einbringung eines flüssigen, gasförmigen oder pulverförmigen ersten Mediums in ein zweites gasförmiges oder flüssiges Medium, welches in einer Rohrleitung strömend den vollen Querschnitt bei einem als Blende, Düse, Venturidüse od. dgl. ausgebildeten, in der Rohrleitung eingebauten Drosselgerät ausfüllt, unter Ausnutzung des Über- bzw. Unterdrucks beim Drosselgerät zum Antreiben eines hin- und hergehenden Teils der Dosiereinrichtung durch das EMI6.1 bzw.15',,) mit einer an diesen angeschlossenen Dosierpumpe (6) ausgebildet ist, wobei der hin- und hergehende Teil im Motor als Kolben (16 ; 16') oder Membran (16'') ausgebildet ist und unter dem Einfluss einer Feder (9' ;

9") steht, die durch den Überdruck am Kolben oder an der Membran solange zusammengedrückt wird, bis der Überdruck durch eine gesteuert freigegebene, in die Unterdruck führende Leitung einmündende Druckausgleichsleitung (18 ; 69 ; 69'') abgebaut wird, und die Feder den Kolben oder die Membran in die Ausgangslage zurückbringt, wobei das Drosselgerät (3 ; 3') gegebenenfalls einen verstellbaren Querschnitt aufweist, um die Arbeitsfrequenz des Motors zu verändern.

2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Motor (15) mit Kolben (16) der Kolben in einem Behälter (17) verschiebbar ist und als gesteuert freigegebene Druckausgleichsleitung ein Überströmkanal (18) vorgesehen ist, in welchem die hinter dem Drosselgerät (3) ausgehende und Unterdruck führende Leitung (20) einmündet, während die vor dem Drosselgerät (3) ausgehende und Überdruck führende Leitung (19) im Abschnitt ober dem Kolben (16) einmündet (Fig. 1).

3. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Drosselgerät als Blende ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (3) eine Durchtrittsöffnung mit veränderbarem Querschnitt hat.

4. Dosiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (3) von zwei gegeneinander verdrehbaren Scheiben (3a, 3b) mit exzentrischen Durchbrechungen (31,32) gebildet ist (Fig. l, 2a, 2b, 2c).

5. Dosiereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei das Drosselgerät als erste Blende ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (17) über die vor der ersten Blende (3) einmündende Leitung (19) hinaus verlängert ist und in diesem Abschnitt (42) einen von einer Regelvorrichtung (40) verschiebbaren Regelkolben (41) aufweist.

6. Dosiereinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (40) einen federbelasteten, in einem Zylinder (45) verschiebbaren und mit dem Regelkolben (41) in Wirkverbindung stehenden Stellkolben (43) umfasst, dessen Achse im wesentlichen senkrecht zur Achse des Antriebskolbens (16) steht, und dass von den beiden Enden dieses Zylinders (45) Leitungen (46,47) ausgehen, die vor bzw. hinter einer zweiten Blende (4) in einen Leitungsabschnitt (2) der Rohrleitung (1) einmünden, in welchem die zweite Blende (4) in Strömungsrichtung nach der ersten Blende (3) angeordnet ist.

7. Dosiereinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kolbenstange (60) des Stellkolbens (43) eine mit einem Schrägschlitz (62) versehene Platte (61) trägt und dass eine Stange (64) des. Regelkolbens (41) mit einem querliegenden Fortsatz (65) od. dgl. versehen ist, welcher in den Schrägschlitzen (62) eingreift.

8. Dosiereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (16) direkt mit einem Kolben (9) der Dosierpumpe (6) verbunden ist, welcher das dem strömenden Medium beizumischende Medium zugeführt wird, wobei die von der Dosierpumpe (6) ausgehende Leitung (7) zwischen den beiden Blenden (3,4) in den Leitungsabschnitt (2) der Rohrleitung (1) mündet (Fig. l).

9. Dosiereinrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelvorrichtung (40') als ein in einem Stehlager (71) verdrehbar gelagerter Winkelhebel (72) ausgebildet ist, dessen eines Ende auf einer abgerundeten Verlängerung (64') eines Regelkolbens (41') schlüssig aufliegt und dessen anderes abgerundetes Ende schlüssig auf einer als Nocke (73) ausgebildeten Erhöhung der verstellbaren Blende (3a') aufliegt (Fig. 3). <Desc/Clms Page number 7>

10. Dosiereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Motor (15') mit Kolben (16') der Antriebskolben (16') eine Hohlbohrung (74) aufweist, in der ein Schieber (75) auf einer mit dem Antriebskolben (16') verbundenen Kolbenstange (68) gleitend angeordnet ist, dass der Antriebskolben (16') eine obere und eine untere Ausnehmung (70,78) aufweist, von welchen jeweils eine Querbohrung (70', 77) zur Hohlbohrung (74) führt, wobei sich die von der unteren Ausnehmung (78) ausgehende Querbohrung (77) in der Ausgangslage des Antriebskolbens (16') über die Kolbenstange (68) fortsetzt und in eine stirnseitige Sackbohrung (76) der Kolbenstange (68) einmündet, dass der Schieber (75) etwa mittig eine Längsöffnung (75') aufweist, welcher zur Querbohrung (70') fluchtet, die von der oberen Ausnehmung (70) ausgeht,

dass als gesteuert freigegebene Druckausgleichsleitung der Überströmkanal (69) den Raum vor dem Antriebskolben (16') mit dem Bereich der oberen Ausnehmung (70) verbindet, dass die Überdruckleitung (19') von der ersten Blende (3') ausgehend in die Wand des Behälters (15') im Bereich der unteren Ausnehmung (78) einmündet, dass die Unterdruckleitung (20') von der ersten Blende (3') ausgehend in die Wand des Behälters (15') hinter dem Antriebskolben (16') einmündet, dass sich eine Feder (9'') hinter dem Antriebskolben (16') und zwischen demselben und einem Einsatzteil (79) innerhalb des Behälters (15') befindet, dass der Schieber (75) in einer Bohrung des Einsatzteils (79) gleitet und einen Wulst (80) am vom Antriebskolben (16') entfernten Ende aufweist, so dass sich der Schieber (75) nur zwischen der Stirnwand (81)

des Behälters (15') und dem als Anschlag (82) ausgebildeten Bereich des Einsatzteils (79) hin- und herbewegen kann, wobei der EMI7.1

11. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Motor (15'') mit Membran (16'') die Membrane (16'') zentrisch mit einer abgesetzten Kolbenstange (68) verbunden ist, auf der ein Schieber (75) gleitend angeordnet ist, dass ein Behälter für die Membrane (16'') und den Schieber (75) aus drei Teilen (15a', 15b'und 15c') zusammengesetzt ist, wobei sich ein Regelkolben (41') im ersten Teil (15a') des Behälters befindet, die Membrane (16'') zwischen dem ersten und zweiten Teil (15a', 15b') angeordnet und der Schieber (75) im dritten Teil (15c') verschiebbar angeordnet ist, dass der Schieber (75) eine verbreiterte Umfangsnut (75'') aufweist, dass die Feder (9'') zwischen der Membrane (16'')

und der radialen Wandung des zweiten Teils (15b') angeordnet ist, dass ein Seegerring (84) im dritten Teil (15c') angeordnet ist, welcher als Anschlag für den Schieber (75) dient, wenn sich dieser in der Ausgangslage befindet, dass eine Hülse (86) auf der Kolbenstange (68) befestigt ist, zum Rückführen des Schiebers in die Ausgangslage nach einem Arbeitstakt, dass die den Überdruck führende Rohrleitung (19') in der Ausgangslage des Schiebers (75) im Bereich der Umfangsnut (75'') in den dritten Teil (15c') einmündet, dass die den Unterdruck führende Rohrleitung (20') in eine Überströmleitung (69) als gesteuert freigegebene Druckausgleichsleitung einmündet, welche den Raum zwischen der Membrane (16") und der radialen Wandung des zweiten Teils (15b') mit dem Bereich des dritten Teils (15c') verbindet,

in der sich die Umfangsnut (75'') in der Endlage des Schiebers (75) befindet, und dass eine Umgehungsleitung (83) vom Raum zwischen dem Regelkolben (41') und der Membrane (16") im ersten Teil (15a') ausgehend zum Bereich der Umfangsnut (75'') des Schiebers (75) EMI7.2 dass ein Behälter für die Membrane aus zwei Teilen (15d', 15e') besteht, zwischen welchen sich die Membrane (16'') befindet, dass als gesteuert freigegebene Druckausgleichsleitung eine Überströmleitung (69") die beiden Räume vor und hinter der Membrane (16'') in den beiden Teilen (15d', 15e') verbindet, dass die Feder (9'') auf der Kolbenstange (68) zwischen der Membrane (16") und der radialen Wandung eines Teils (15d') des Behälters angeordnet ist,

und dass ein verstellbares Ventil (87) innerhalb der Überströmleitung (69") angeordnet ist, welches das <Desc/Clms Page number 8> Medium ab einem bestimmten Druck in eine Richtung durch die Überströmleitung (69") fliessen lässt, dass die den Unterdruck führende Rohrleitung (20') im Raum des Teils (15d') einmündet, in der sich die Feder befindet, und dass die den Überdrück führende Rohrleitung (19') im Raum des andern Teils (15e') einmündet, wobei das Ventil (87) als Kugelventil mit einer Feder (89) ausgebildet ist, auf welche ein Regelkolben (41') einwirkt (Fig. 6).