Verfahren und Einrichtung zur Verteilung flüssiger Stoffe. Die Erfindung betrifft. ein Verfahren zur Verteilung von flüssigen Stoffen auf eine Anzahl von Verbra.uehsstellen sowie eine Ein richtung 7111- Durchführung dieses Verfah- rens. Die Erfindung ist insbesondere auf die Verteilung von Brennöl in einem Brenn- ofen, der mehrere Öleinspritzstellen besitzt, anwendbar, z. B. einem Ziegel-Brennofen, einem Kalk-Brennofen oder dergleichen.
Der Betrieb solcher Öfen kann oft. vorteilhafter mit flüssigen als mit festen Brennstoffen durchgeführt werden. z. B. mit Öl oder Teer. Die Verwenden-,- eines flüssigen Brennstoffes e "tattet, den Brennvorgang automatisch zu steuern, da die Zuführung eines festen Brenn stoffes, seine Anordnung im Brennofen und die Entfernung der Aselie überflüssig wird.
Ferner kann bei Verwendung eines flüssigen Brennstoffes die Regulierung der Brennstoff- verteilung- auf die verschiedenen Ofenteile erleichtert werden. Dies kann seinerseits eine Qualitätsverbesserung beim Brennprodilkt so wie Brennstoffeinsparungen zur Folge haben. Weitere Vorteile sind dadurch erreichbar, class flüssiger Brennstoff billiger sein kann als fester bezüglich Kauf und Lagerung.
Zum Beispiel bei Ringöfen zum Brennen von Bauziegeln gilt es besonders zwei Probleme bei der Wahl des Brennstoffes zu berücksicli- ti-en. Das erste Problem betrifft die Wärme- übertragung auf die Ziegel bei verhältnis mässig niedriger Temperatur. Dies hat seinen Grund darin, dass Bauziegel im allgemeinen ans leicht schmelzbaren Tonen hergestellt. wer den, die nur enge Sinterungsbereiehe auf weisen.
Damit bei diesen relativ niedrigen Temperaturen die ganze Ziegelmasse gleich zeitig gut gebrannt. wird, sollte der Brenn stoff an möglichst vielen Stellen in kleinen Quantitäten zugeführt werden. Das zweite Problem betrifft. die Erreichung einer geeig neten Wärmeverteilung im Ofen in vertikaler Richtung. Die Zugverhältnisse in einem Ofen der erwähnten Art. sind gewöhnlich derart, da.ss die Wärme je nach Bedarf im obern, mittleren oder untern Ofenteil zugeführt wer den sollte.
Es wurden bisher verschiedene Verfahren zur Feuerung von Ring-Brennöfen zur Zie gelherstellung ausprobiert.. Zum Beispiel wur den mittels Druckluft betriebene Brenner angewendet. Solche Brenner eignen sich gut, da die intensive Zerstäubung und die innige Vermischung des Brennstoffes mit der Ver brennungsluft die Verwendung von billigen Ölen gestattet. Die Druckluft_brenner ent wickeln jedoch eine ziemlich holte Flammen temperatur, wobei sie auch infolge Strahlung stark auf Distanz wirken.
Damit die Ziegel in einem mit Driiekluftbrennexn versehenen Ofen nicht schmelzen und zusammenbacken, müssen grosse Kanäle für .die Flammen zwi schen den Ziegelschichten vorgesehen werden, die natürlich die Kapazität des Ofens stark herabsetzen. Zufolge der starken, lokalen Er hitzung innerhalb der Feuerxmgskanäle wer den die an die Kanalwände anliegenden Zie gel ohne Zweifel dazu neigen, zu schmelzen, bevor die innere Schicht der Ziegel in genü gender @@ eise gebrannt ist.
Der Drnekluft- brenner gestattet auch keine zufriedenstel- lende Wärmeverteilung in vertikaler Rich tung. Ferner benötigt eine Anlage bei Ver wendung solcher Brenner komplizierte ine- ehanische Einrichtungen, unter anderem einen Kompressor und ein Netz von Luftleitungen, zusätzlich zum Leitungsnetz und den Pum pen für die Brennstofförderung zu den Ein ; spritzsteilen.
Gemäss einem andern bekannten Verfah ren zur Feuerung mit: flüssigen Brennstoffen, insbesondere Heizöl, wird dieses Öl tropfen weise einer Anzahl von Öffnungen zugeführt, an welchen die Öltropfen sieh infolge der von den Ziegeln ausgehenden Strahlungswärme entzünden. Dieses Verfahren lässt sich mit verhältnismässig einfachen mechanischen lIit- tei_n durchführen, weist aber anderseits auch gewisse Nachteile auf.
Zufolge des im Ofen herrschenden Zuges werden die Öltropfen auf der einen Ofenseite gegen die Ziegel hin ge drängt, wo sie infolge Berühr2ing mit der heissen Ziegelmasse verbrennen. Eine solche Verbrenniurg führt- zur Koksbildung, wobei der Kolz:#s die Öltropfen absorbiert. Infolge des Zuges wird das vergaste Öl als rau ehende Stichflamme wirken, was eine starke örtliche Erhitzung von Teilen der Ziegel ; masse zur Folge haben wird.
Es hat. sieh gezeigt, dass bei derartiger lokaler Erhitzung die Ziegel am einen Ende vollständig schmel zen können, während sie am andern Ende überhaupt. nicht gebrannt sind. Aber auch hier treten Schwierigkeiten auf in bezug auf Verbrennungsregulierung in vertikaler Rich tung.
Die starke Rauchentwicklung macht eine Beobachtung der Ziegel zur Bestimmung ihrer Temperatur schwierig. Auch die genaue Regulierung der Brennstoffzufuhr zu den ein zelnen Brennstellen bringt Schwierigkeiten, zufolge der hohen Viskosität der verwendeten Brennstoffe und der geringen, durch die Öff- nungen strömenden Brennstoffmengen kann nur Laininarströmung durch die Regulier organe erfolgen.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die l#',inrichtitng zu seiner Durchführung sollen bei Anwendung auf Ziegelbrennöfen gestat ten, solche Öfen mit flüssigem Brennstoff zii feuern, so dass verschiedene, durch die Ver wendung von flüssigem. Brennstoff mögliche Vorteile erzielbar sind.
Beider Anwendinig der Erfindung zur Feuerung von Ziegel brennöfen und zxt ähnlichen Zwecken wird der Brennstoff zweckmässig an vielen Stellen in kleiner, genau regulierter llengze in Form von Strahlen dem Ofen zugeführt, rini so die Verbrenniurgstemperatur auf dem geünsch- ten niederen Wert. halten zu können.
Ferner kann die Olzufuhr derart erfolgen, dass die Lage der Verbrennungszone in vertikaler Rielitung regulierbar ist. Es sei z. B. ange nommen, dass ein Strahl von Heizöl mit z. B.
einem Durchmesser von 0,, bis 1 mm in einen auf eine Temperatur von 800 bis 1000 C auf geheizten Ofen eingespritzt. werde, dann kann dieser Strahl zufolge seiner hohen Geselxwin- digkeit nicht. vorher auf Zündtemperatur -e bracht werden, bis er einen verhältnismässig langen Weg zurückgelegt hat. Ein solcher Strahl wird in keiner Weise durch den im Ofen herrschenden Zug abgelenkt werden. Trifft. der Strahl jedoch auf rotgliihende Teile, z.
B. einen Ziegel, so wird er sich in kleine Tropfen aufteilen, die zwar rascher verbrennen werden, aber doch langsamer zu folge der Tropfengrösse, als dies bei Zer- stäubung der Fall sein würde. Es ist. des halb möglich, durch Änderung des Einspritz- di-Lickes und des ;
#ti-ahldurehmessers die Länge und Intensität. der Verbrennungszone zu vergrössern. Durch Erhöhung der Ein spritzgeschwindigkeit kann die Brennstoffver teilung bis zur Zerstäubung gebracht werden, wodurch eine starke lokale Wärmeentwick lung auftreten kann.
Nenn die Verbren nung erst stattfindet, nachdem der Strahl von der heissen Ziegeloberfläche zurüek.-e- prallt ist, ist es mögliclx, die Verbrennungs zone im Ofen in grösserer oder geringerer Flöhe anzuordnen, indem der Strahl gegen eine entsprechend höher oder tiefer liegende Ziegelfläehe geriehtet wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren sieht zum Beispiel, bei Brennöfen, eine intermittie- rende Einspritzung vor, die mittels Einspritz- pumpen vorgenommen wird, welche durch 1)ruekimpulse angetrieben werden, die von deni dureh die Zufuhrleitung der Pumpen strömenden Brennstoff geliefert werden.
Die Verhältnisse können hierbei so sein, dass durch Verstellung der Länge und/öder der Fre quenz der Pumpenhübe die Brennstoffmenge verändert. werden kann, so dass sie unabhän gig vom Druck und der Viskosität des Brenn stoffies ist. Durch Anordnen einer Skala. zur Anzeige der Hublänge .der Pumpenkolben, kann die Pumpe gleichzeitig als genaues Mess- instr)tment für die Menge des eingespritzten Brennstoffes benützt.
weilen. Bei @ei@ven- dung einer solchen Einrichtung kann die Im pulsfrequenz so tief gewählt. werden, dass jeg licher Rauch, der sonst eine Beobaehtuilg des Ofens erschweren würde, in den zwischen den Torpulsen liegenden Intervallen entweichen kann. Auch können in verschiedenen Teilen der Einrichtung verschiedene Impulsfrequen zen vorgesehen sein, z. B. mittels ferngesteuer ten, magnetischen Ventilen.
Die Einspritz pumpe kann im Prinzip wie folgt aufgebaut und wirksam sein In der Brennstoffzuleitung zum Antriebs raum der Pumpe ist ein Rücksehlagventil vor gesehen. Ferner ist. ein bewegliches, dichten des Förderorgan, z. B. ein Kolben, eine Mem bran, ein Balgpaar oder dergleichen vorge sehen, auf dessen eine Fliehe der Druck der Impulse wirkt und dessen andere Fläche den Brennstoff zu einer Einspritzdüse fördert, wobei bei der Förderung eine Rückführfeder znsamnlengedrüekt wird.
Wenn das beweg- lielie Organ seine eine vorbestimmte Estrem- lage erreicht, z. B. mittels eines Anschlages, 1)ört seine Bewegung und damit die gin- spritzung auf.
Daraus geht hervor, da.ss der Betrag der eingespritzten Menge von der Hublänge des beweglichen Organes abhängt.. Wenn darauf der Förderimpulsdruek auf- hört, wird das bewegliche Organ unter der Wirkung der Rüekführfe@der in seine Aus gangslage zurückgeführt. Im Gegensatz zu den Verhältnissen während des Impulshubes wird der hinter dem R.ücksehlagventil herr- sehende Druck grösser als der Druck vor demselben.
Ein durch ein Steuerorgan ge steuerter Steuerkanal ist vorgesehen, der ge schlossen ist, wenn der Druck vor dem Rück- schla- < #entil grösser ist als der Druck hinter demselben, und der offen ist, wenn der Druek hinter dem Rücksclilagventil grösser ist als vor demselben. Dieses Steuerorgan kann z. B. ein kolbenähnliches Organ sein, dessen Enden unter der Wirkung des Druckes vor bzw. hin ter dem R-iicksehlagventil stehen.
Das Steuer organ kann aber auch eine elastische Hülse bilden, die dicht um das in diesem Falle versehiebba.re Förderorgan der Pumpe ange ordnet ist. und auf deren Aussenfläelie der in der Leitung vor dem Rüekschlagvelltil herr schende Druck einwirkt und deren Innen- flä.ehe, die auf dem verschiebbaren Organ aufliegt, den Steuerkanal beherrscht. Wenn das bewegliche Organ als Kolben ausgebildet ist, wird das R.ücksehlagventil zweckmässig im Kolbeninnern angeordnet.
An Hand der beiliegenden Zeichnung sol len einige Ausführungsbeispiele des Erfin- c1tuigsgegenstandes näher erläutert werden. Es zeigen: Fig.1 schematisch eine Brennstoffanlage, Fig. 2 schematisch ein weiteres Beispiel einer solchen Anlage, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil eines Ziegel-Brennofens mit mehreren, vertikalen Verbrennungsschächten, Fig. 4 eine Ansicht.
einer Brennstoffpumpe, Fig.5 und 6 Schnitte durch die Brenn stoffpumpe bei verschiedenen Kolbenstellun gen und Fig. 7 und 8 Einzelheiten einer Brenn stoffpumpe im Schnitt und grösseren Massstab. Gemäss Fig.1 ist beim ersten Beispiel ein Brennstofftank 1 vorgesehen; eine Zufuhrlei- tung 2 führt von diesem zum Einlass einer kontinuierlich arbeitenden Pumpe 3, deren Auslass durch eine Leitung 30 mit einem Ent- lastungsorgan 31 verbunden ist.
Zum Antrieb der Pumpe 3 und des Entlastungsorganes 31 ist ein Motor 32 vorgesehen; eine Zeiteinstell- vorrichtung 33 dient zur Steuerung des Ent- lastungsorganes 31. Dieses steuert: die Verbin dung zwischen der Pumpenleitung 30 und einer Verteilleitung, die von diesem Ventil 31 ausgeht und in Form einer Ringleitung ange ordnet ist, wobei ein Zufuhrteil 4 und ein Rücklaufteil 5 vorgesehen sind, welch letzterer über ein Sicherheitsventil 6 zum Tank 1 zu rückführt.
Vom Verteilnetz 4, 5 gehen Zweig leitungen 7 aus, von denen jede ein Absperr ventil 8 aufweisen soll. In der Zeichnung sind nur einige solcher Leitungen dargestellt. An jeder Zweigleitung 7 kann eine Gruppe von Einspritzpumpen 16 angeschlossen sein; diese können z. B. am obern Ende eines verti kalen Brennraumes, der sich über die ganze Breite eines Ziegel-Brennofens erstreckt, in geeigneter Weise angeordnet sein. Die Wir kungsweise der in Fig. 1 dargestellten Anlage ist im wesentlichen folgende: Während einer kurzen Zeit, z.
B. 3 Se- kunden, verbindet. das Organ 31 die Pumpen leitung 30 mit der Ziüuhrleitung 4, so dass Brennstoff in die Zweigleitungen 7, deren Ventile 8 offen sind, strömen kann. Während dieser Zeit werden die Einspritzpumpen wie im folgenden beschrieben wird betätigt., um das Heizöl fein verteilt in die Brennkammer einzuspritzen. Bei Brennstoffüberschuss ge langt das überschüssige Öl 'durch die Rück leitung 5 und das Ventil 6 in den Tank 1 zurück.
Nach Ablauf dieser Zeitspanne (in diesem Beispiel 3 'Sekunden) wird das Organ 31 umgesteuert, um sowohl die Pumpenleitung 30 als auch die Leitung 4 des Verteilnetzes mit der Leitung 15 zu verbinden. Nun erhält das Verteilnetz 4, 5 keinen Brennstoff und die Einspritzpumpen 16 arbeiten nicht mehr. Nach Ablauf einer etwas grösseren Zeitspanne (z.
B. 7 Sekunden) wird das Organ 31 wieder betätigt, so dass das Verteilnetz 4, 5 von der Pumpe 3 wieder Brennstoff erhält. Daraus geht hervor, dass die Anlage im vorliegenden Beispiel durch einen alle 10 Sekunden erfol genden Impuls gesteuert wird. Je nach Be- darf kann jedoch in jedem Fall eine andere Impulsfrequenz gewählt werden.
Fig. 2 zeigt eine Anlage, die kein ;rewöhii- liches, durch einen Elektromotor kraftgetrie benes Entlastungsorgan aufweist.. Wie im vorangehenden Beispiel sind ein Brennstoff tank 1, eine vom.
Tank kommende Sauglei- tung ?, eine Pumpe 3, ein von dieser r-e- speistes Verteilnetz 4, 5, ein Sicherheitsventil 6, Zweigleitungen 7, die vom Verteilnetz 4,5 ausgehen und Absperrventile 8 aufweisen, vorgesehen. Auch hier sind nur einige Zweig leitungen 7 vollständig dargestellt.
Anschlie ssend an das Ventil 8 ist jede Zweigleitung 7 mit einem durch ein Solenoid gesteuertes Or gan verbunden, das in diesem Beispiel ein zvlindrnsehes Gehäuse 9 aufweist., ferner einen Kolben. 10, der im Gehäuse 9 verschiebbar ist und eine vorspringende Stange 11 besitzt, die mit. einem durch die Solenoidspule 1? betätig- bar en Anker versehen ist.
Ferner sind eine Anzahl Leitungen vorgesehen, die an verschie denen Stellen ins Innere des Gehäuses 9 mün den, das heisst. die Leitung 7, eine Ausgangs- verteilleitung 13 und eine Riickführleitung 14, die mit. der direkt zum Tank 1 zurüekfüliren- den Leitung 15 verbunden ist. An jede Ver- teilleitung 1.3 ist. eine Anzahl von Einspritz pumpen 16 angeschlossen.
Die Wirkungsweise dieser Anlage ist kurz folgende: Die Pumpe 3 fördert Öl aus dem Tank 1 unter einem vorbestimmten Druck über die Leitung 2 durch das Verteilnetz 4, 5 und über das Sicherheitsventil 6 zurück zum Tank 1. Demzufolge herrscht im. Verteilnetz 4, :5 und ebenso in den Leitungen 7 und ihren Rück- schlagventilen 8 ein bestimmter Druck.
In der in Fig. 2 gezeigten Lage der Solenoid-Organe 9 bis 12 gelangt. öl. aus dem Verteilnetz 4, 5 in die Ventilgehäuse 9 und damit. in die Ver- teilleitungen 13 und wird mittels der Pumpen 16 in den Ofen eingespritzt. Es wird dabei vorausgesetzt, da.ss der Stromkreis des So lenoids 12 unterbrochen ist. Sobald dieser Stromkreis geschlossen ist, wird der.
Kolben 10 gemäss Fig. 2 nach links bewegt, um so die Verbindung zwischen den Leitungen 13 und 7 zu unterbrechen und die Leitungen 13 über die Leitungen 14 mit der R.ücklaufleitung 15 zu verbinden. Dadurch werden die Pumpen 16 entlatet und zur Ausführung des Rück- wärtsliuhes gezwungen, wie dies im nachfol- ;enden näher beschrieben wird. Es kann z. B.
angenommen werden, dass der durch das Soletioid 12 fliessende Strom derart. gesteuert wird, da13 die Solenoidorgane 9 bis 12 wäh rend 3 Sekunden in der Lage gemäss Fig. 2 ,rehalten werden, in welcher Brennstoff zu den Einspritzpumpen 16 strömen kann. Dann wird der Solenoid-Stromkreis z. B. während 7 Sekunden unterbrochen, während welcher Zeit die Pumpen 16 mit der Rüekla.ufleitung 15 verbunden sind und ihre Kolben in die :litsgang#slage zurückkehren.
Darauf folgt eine weitere 3 Sekunden dauernde Einspritz- periode. Die Steuerung des Solenoidkreises kann durch irgendwelche bekannten Mittel er folgen, und das Impulsintervall kann natür lich auch anders gewählt. werden. Es könnte ;jeder Pumpe ein separates Entlastungsorgan mit. Solenoid zugeordnet sein, und die So lenoide sind zweckmässig unabhängig vonein ander steuerbar.
Gemäss Fig.3 sind drei Einspritzpumpen 16 zur Einspritztor,- von Brennstoff in ver schiedene Höhenzonen des vertikalen Ver- brennungsraumes oder Schachtes 17 zwischen den Ziegelschichten 18 vorgesehen. Die Pum pen 16 sind um Horizontalwellen 19 drehbar, so dass sie in jede beliebige geneigte Lage in bezug auf die Horizontale gebracht werden können. Die Pumpe links aussen in Fig. 3 ist. z. B. so eingestellt, dass sie den Brennstoff in eine obere Zone des Sehachtes 17 fördern kann, die. mittlere Pumpe dagegen in eine mittlere Zone und die rechts aussen angeord nete Pumpe in eine untere Zone.
Die Fig.4 bis 6 zeigen den Aufbau einer solchen Einspritzpumpe. Mit 16' ist hier der Pumpenzylinder bezeichnet, der einen Einlass 20 aufweist.. Ein gleitbarer Kolben 21 ist im Zylinder 16' angeordnet, welcher Kolben zwi- sehen dem Zylinderboden und einem durch eine Sehraube 22 gebildeten obern Anschlag, der von ausserhalb des Zylinders verstellt wer den kann, liiti und her verschiebbar ist.
Der Kolben 21 besitzt eine Ringnut 23 an seinem Umfang, in deren Mittelteil eine vorsprin- -ende Rippe 25 angeordnet ist., deren obere Lind untere Kanten konisch hinterschnitten sind, so dass scharfe schneidenartige Kanten (Fig. 8) gebildet sind.
In der Rin graut 23 ist eine elastische Büchse 24 angeordnet, die an ihren Enden nach innen vorspringende Flan schen besitzt, welche die Rippe 25 umfassen, vorzugsweise unter einem gewissen Anfangs druck. Dadurch wird an den scharfen Kanten der Rippe 25 eine geite Abdichtung erreicht.
Der mittlere, dünne Teil der Biiehse 24 über deckt die einen Endöffnungen zweier im Kol ben 21 angeordneter Kanäle, das heisst. eines nach oben führenden Kanals 26, der an der Kolbenoberseite mündet und eines nach tunen führenden Kanals 27, der auf der Kolben unterseite nach aussen mündet.. Mit dem Kanal 27 übereinstimmend ist im Zylinder boden eine Bohrung 28 vorgesehen, die in eine enge Öffntulg 29 mündet.,. die in geeigneter Weise geformt ist, um eine Zerstäuber- oder Verteilerdüse zu bilden.
Der untere Endteil des Kolbens 21 besitzt. einen geringeren Durch- inesser als der Oberteil und ist. von einer Fe der 40 umgeben, die sich am Zylinderboden abstützt und den Kolben nach oben zu clrüeken sucht. Die Ringnut 23 steht mit dem Zylinderraum über dem Kolben durch einen Kanal 41 in Verbindung, der ein Rüekschlag- ventil 42 aufweist, um dem Brennstoff das >Überströmen aus der Nut 23 auf !die obere Kolbenfläche zu gestatten, während eine Strö mung in umgekehrter Richtung unterbunden ist.
Die Schraube 22 ist. mit einem Zeiger 43 verbunden, der zur Anzeige der Schrauben stellung und .damit. der Länge des Kolben hubes dient. Die Wirkungsweise der Pumpe ist folgende: Sobald aus der Brennstoffleitung ein Drilekimpuls durch den Einlass 20 gelangt, wird der Druck dieses Impulses durch die Ringnut. 23, den Kanal 41 und das Rück sehlagventil 42 in den Zylinderraum über dem Kolben 21 weitergeleitet.
In diesem Fall herrscht. auf der Aussenseite der Büchse 24 und auf der Innenseite derselben an derjeni- gen Stelle, welche die Öffnung des Kanals 26 überdeckt, der gleiche Druck, und da die wirksame Druckfläche der Büchse 24 auf der Aussenseite derselben bedeutend gmösser ist als auf deren Innenseite, bleibt der Kanal 26 so lange geschlossen, als der Druck wirksam ist. Der über dem Kolben 21 wirksame Druck drückt den Kolben nach unten, wodurch er den Brennstoff auf der Kolbenunterseite durch die Düse 29 fördert. Sobald der Kol ben 21 seine untere Totpunktlage (Fug. 6) er reicht hat, hört seine Bewegung und damit die Brennstoffeinspritzung auf.
Sobald die Druckimpulse aufhören, hebt. die Rüekführ- feder 40 den Kolben 21 wieder. Da das Rück- sehlagvent.il 42 das Rückströmen von Brenn stoff zur Brennstoffleitung verhindert, steigt über dem Kolben der Druck über den atmo sphärischen Druck, und da. kein äusserer Druclk auf die elastische Büchse 24 wirkt, wird der vom Brennstoff im Kanal 26 er zeugte Druelz einen mittleren Teil der elasti schen Büchse 24 nach aussen drücken, so dass während des Aufwärtshubes des Kolbens 21 Brennstoff aus dem Kanal 26 in den Kanal 27 und damit in den untern Zylinderteil strömen kann.
Es ist, zu bemerken, dass sieh die Erfin dung nicht nur auf Öfen der beschriebenen Art erstreckt, sondern auf alle Arten von Feuerungseinrichtungen für flüssigen Brenn stoff und auch auf Verteileinrichtungen im. allgemeinen anwendbar ist. Die Einspritz pumpe braucht nicht ummittelbar mit der Einspritzdüse verbunden zu sein, sondern kann an irgendeiner andern Stelle der Brenn stoffleitung angeordnet sein und kann auch beliebig viele Düsen bedienen.
Die Düsen kön nen glatte zylindrische Öffnungen aufweisen oder zum Zwecke -der Zerstäubung ausgebildet sein oder zur Erreichung irgendeines andern Zweckes.
Fig. 7 zeigt die Ausbildung einer andern Einspritzpumpe, wobei die Bezugszahlen gleich sind wie in den Fig. 3 bis 6. Zusätz- lie.h zu diesen Figuren zeigt Fig. 7 unter an derem einen Filter 34 für den durch den Ein lass 20 eintretenden Brennstoff, ferner sind Packungen 35 vorgesehen, die beidseits der Ringnut 23 am Kolben 21 angeordnet sind, sowie Entlüftungsleitungen 36, die aus dem obern und untern Zylinderraum durch den Zylinder 16' ins Freie führen.
Die Verbin dung zwischen der Schraube 2'und dem Zei ger 43 weist, eine runde Zahnstange 37, die mit. der Schraube 22 aus einem Stück ge- fertigt. ist, auf und besitzt. ferner eine den Zeiger 43 tragende Querwelle 38 mit nicht gezeichneten, axial sieh erstreckenden Zähnen, die mit der Zahnstange zusammenwirken.
Process and device for the distribution of liquids. The invention relates to. a method for the distribution of liquid substances to a number of consumption points and a device 7111 carrying out this method. The invention is particularly applicable to the distribution of fuel oil in a furnace that has several oil injection points, e.g. B. a brick kiln, a lime kiln or the like.
The operation of such ovens can often. be carried out more advantageously with liquid than with solid fuels. z. B. with oil or tar. The use of -, - a liquid fuel e "allows the burning process to be controlled automatically, since the supply of a solid fuel, its arrangement in the furnace and the removal of the Aselie are superfluous.
Furthermore, when using a liquid fuel, the regulation of the fuel distribution to the various furnace parts can be made easier. This in turn can result in an improvement in the quality of the fuel product and fuel savings. Further advantages can be achieved in that liquid fuel can be cheaper than solid fuel in terms of purchase and storage.
For example, in the case of ring kilns for burning building bricks, two problems in particular need to be taken into account when choosing the fuel. The first problem concerns the transfer of heat to the bricks at a relatively low temperature. The reason for this is that building bricks are generally made from easily fusible clays. who have only narrow sintering areas.
So that at these relatively low temperatures, the entire brick mass is burnt well at the same time. the fuel should be added in small quantities to as many places as possible. The second problem concerns. the achievement of a suitable heat distribution in the furnace in the vertical direction. The draw conditions in a furnace of the type mentioned are usually such that the heat should be supplied to the upper, middle or lower part of the furnace as required.
So far, various methods of firing ring kilns for brick production have been tried. For example, the compressed air operated burner was used. Such burners are well suited because the intensive atomization and intimate mixing of the fuel with the combustion air allows the use of cheap oils. However, the compressed air burners develop a fairly high flame temperature, whereby they also act strongly at a distance due to radiation.
So that the bricks do not melt and stick together in a kiln equipped with Driiekluftbrennexn, large channels for the flames must be provided between the brick layers, which of course greatly reduce the capacity of the kiln. As a result of the strong, local heating within the fire ducts, the bricks adjoining the duct walls will undoubtedly tend to melt before the inner layer of the bricks has burned sufficiently.
The Drnekluftburner also does not allow a satisfactory heat distribution in the vertical direction. Furthermore, when using such a burner, a system requires complicated ine- ehanische facilities, including a compressor and a network of air lines, in addition to the line network and the pumps for feeding fuel to the one; injection parts.
According to another known method for firing with: liquid fuels, in particular heating oil, this oil is fed drop by drop to a number of openings at which the oil drops ignite as a result of the radiant heat emanating from the bricks. This method can be carried out with relatively simple mechanical guides, but on the other hand it also has certain disadvantages.
As a result of the draft in the furnace, the oil droplets are forced on one side of the furnace against the brick, where they burn as a result of contact with the hot brick mass. Such a combustion leads to the formation of coke, whereby the Kolz: #s absorbs the oil droplets. As a result of the draft, the gasified oil will act as a rough jet flame, which causes strong local heating of parts of the bricks; mass will result.
It has. see that with such local heating the bricks can melt completely at one end, while at the other end they can melt at all. are not burned. But here, too, difficulties arise with regard to combustion regulation in the vertical direction.
The heavy smoke development makes it difficult to observe the bricks to determine their temperature. The precise regulation of the fuel supply to the individual combustion points also brings difficulties, due to the high viscosity of the fuels used and the small amounts of fuel flowing through the openings, only a linear flow can take place through the regulating organs.
The method according to the invention and the equipment for carrying it out should, when used on brick kilns, allow such furnaces to fire with liquid fuel, so that different, by using liquid fuel. Fuel possible benefits are achievable.
When the invention is used for firing brick kilns and other similar purposes, the fuel is expediently fed to the kiln in small, precisely regulated lengths in the form of jets at many points, thus keeping the combustion temperature at the desired low value. to be able to hold.
Furthermore, the oil can be supplied in such a way that the position of the combustion zone can be regulated in a vertical direction. Let it be B. assumed that a jet of fuel oil with z. B.
with a diameter of 0.1 to 1 mm is injected into an oven heated to a temperature of 800 to 1000 C. then, because of its high speed, this ray cannot. be brought to ignition temperature -e beforehand until it has covered a relatively long way. Such a beam will in no way be deflected by the draft in the furnace. Meets. however, the beam hits red-hot parts, e.g.
If, for example, a brick is made, it will split up into small drops, which will indeed burn more quickly, but still more slowly, according to the size of the drops, than would be the case with atomization. It is. therefore possible by changing the injection di-lick and the;
# ti-ahldurehmessers the length and intensity. to enlarge the burn zone. By increasing the injection speed, the fuel distribution can be brought to atomization, which can lead to strong local heat development.
If the combustion only takes place after the jet has bounced back from the hot brick surface, it is possible to arrange the combustion zone in the furnace in a larger or smaller area by directing the jet against a correspondingly higher or lower lying brick surface becomes.
The method according to the invention provides, for example, in kilns, an intermittent injection which is carried out by means of injection pumps which are driven by 1) return pulses supplied by the fuel flowing through the supply line of the pumps.
The conditions can be such that by adjusting the length and / or the frequency of the pump strokes, the amount of fuel changes. can be so that it is independent of the pressure and viscosity of the fuel. By arranging a scale. To display the stroke length of the pump piston, the pump can also be used as a precise measuring instrument for the amount of fuel injected.
linger. When using such a device, the pulse frequency can be selected to be so low. that any smoke that would otherwise make it difficult to observe the furnace can escape in the intervals between the door pulses. Different Impulsfrequen zen can be provided in different parts of the device, for. B. by means of remote control th, magnetic valves.
In principle, the injection pump can be structured and effective as follows. A check valve is provided in the fuel supply line to the drive chamber of the pump. Furthermore is. a movable, seal the conveyor, z. B. see a piston, a mem brane, a pair of bellows or the like, on whose one fly the pressure of the pulses acts and the other surface promotes the fuel to an injection nozzle, with a return spring being znsamnlengedrüekt during the promotion.
When the movable organ reaches a predetermined extremity, e.g. B. by means of a stop, 1) locates its movement and thus the injection.
This shows that the amount of the injected quantity depends on the stroke length of the moving element. When the delivery pulse pressure stops, the moving element is returned to its starting position under the action of the return spring. In contrast to the conditions during the impulse stroke, the pressure behind the reverse non-return valve is greater than the pressure in front of it.
A control channel controlled by a control element is provided which is closed when the pressure in front of the return valve is greater than the pressure behind it, and which is open when the pressure behind the return valve is greater than in front same. This controller can, for. B. be a piston-like organ, the ends of which are under the action of pressure in front of or behind the R-iicksehlagventil.
The control organ can, however, also form an elastic sleeve which is arranged tightly around the conveyor element of the pump which is versehiebba.re in this case. and on the outer surface of which the pressure prevailing in the line in front of the backlash valve acts and the inner surface, which rests on the displaceable member, controls the control channel. If the movable member is designed as a piston, the reverse valve is conveniently located inside the piston.
Some exemplary embodiments of the subject of the invention are to be explained in more detail with the aid of the accompanying drawing. 1 shows a schematic diagram of a fuel system, FIG. 2 shows a schematic diagram of another example of such a system, FIG. 3 shows a section through part of a brick kiln with several vertical combustion shafts, FIG. 4 shows a view.
a fuel pump, Fig.5 and 6 sections through the fuel pump at different piston positions and Fig. 7 and 8 details of a fuel pump in section and on a larger scale. According to Figure 1, a fuel tank 1 is provided in the first example; a supply line 2 leads from this to the inlet of a continuously operating pump 3, the outlet of which is connected to a relief element 31 by a line 30.
A motor 32 is provided to drive the pump 3 and the relief element 31; a time setting device 33 is used to control the relief element 31. This controls: the connection between the pump line 30 and a distribution line which emanates from this valve 31 and is arranged in the form of a ring line, with a supply part 4 and a return part 5 are provided, which the latter returns to tank 1 via a safety valve 6.
From the distribution network 4, 5 branch lines 7 go out, each of which should have a shut-off valve 8. Only a few such lines are shown in the drawing. A group of injection pumps 16 can be connected to each branch line 7; these can e.g. B. at the top of a verti cal combustion chamber, which extends over the entire width of a brick kiln, be arranged in a suitable manner. The way we do the system shown in Fig. 1 is essentially the following: During a short time, z.
B. 3 seconds connects. the organ 31, the pump line 30 with the Ziüuhrleitung 4, so that fuel can flow into the branch lines 7, the valves 8 of which are open. During this time, the injection pumps are operated as described below in order to inject the fuel oil into the combustion chamber in finely divided form. If there is an excess of fuel, the excess oil is returned to tank 1 through return line 5 and valve 6.
After this time period has elapsed (in this example 3 'seconds) the device 31 is reversed in order to connect both the pump line 30 and the line 4 of the distribution network to the line 15. The distribution network 4, 5 now receives no fuel and the injection pumps 16 no longer work. After a somewhat longer period of time (e.g.
B. 7 seconds) the organ 31 is actuated again so that the distribution network 4, 5 receives fuel from the pump 3 again. This shows that the system in the present example is controlled by a pulse that takes place every 10 seconds. However, a different pulse frequency can be selected in each case as required.
2 shows a system which does not have a typical relief device powered by an electric motor. As in the previous example, a fuel tank 1, one from.
Suction line coming from the tank?, A pump 3, a distribution network 4, 5 fed by this r-e, a safety valve 6, branch lines 7 which extend from the distribution network 4, 5 and have shut-off valves 8 are provided. Here, too, only a few branch lines 7 are shown in full.
Subsequent to the valve 8, each branch line 7 is connected to an organ controlled by a solenoid, which in this example has a cylindrical housing 9, and also a piston. 10, which is displaceable in the housing 9 and has a protruding rod 11, which with. one through the solenoid coil 1? operable an anchor is provided.
Furthermore, a number of lines are provided which open into the interior of the housing 9 at various points where, that is. the line 7, an output distribution line 13 and a return line 14, which with. which is connected directly to the tank 1 returning line 15. At each distribution line 1.3 is. a number of injection pumps 16 connected.
Briefly, the operation of this system is as follows: The pump 3 conveys oil from the tank 1 under a predetermined pressure via the line 2 through the distribution network 4, 5 and via the safety valve 6 back to the tank 1. Distribution network 4,: 5 and also in the lines 7 and their non-return valves 8 a certain pressure.
In the position shown in Fig. 2, the solenoid organs 9 to 12 arrives. oil. from the distribution network 4, 5 into the valve housing 9 and thus. into the distribution lines 13 and is injected into the furnace by means of the pumps 16. It is assumed that the circuit of the solenoid 12 is interrupted. As soon as this circuit is closed, the.
Piston 10 is moved to the left according to FIG. 2 in order to interrupt the connection between the lines 13 and 7 and to connect the lines 13 to the return line 15 via the lines 14. As a result, the pumps 16 are deflated and forced to carry out the reverse movement, as will be described in more detail below. It can e.g. B.
be assumed that the current flowing through the soletioid 12 is such. is controlled so that the solenoid elements 9 to 12 are held for 3 seconds in the position according to FIG. 2, in which fuel can flow to the injection pumps 16. Then the solenoid circuit z. B. interrupted for 7 seconds, during which time the pumps 16 are connected to the Rüekla.ufleitung 15 and their pistons return to the: litsgang # slage.
This is followed by an injection period lasting 3 seconds. The control of the solenoid circuit can be followed by any known means, and the pulse interval can of course be chosen differently. will. It could; each pump has a separate relief device. Solenoid be assigned, and the solenoids are useful independently vonein other controllable.
According to FIG. 3, three injection pumps 16 are provided to the injection gate - of fuel in different height zones of the vertical combustion chamber or shaft 17 between the brick layers 18. The Pum pen 16 are rotatable about horizontal shafts 19 so that they can be brought into any inclined position with respect to the horizontal. The pump is on the outside left in FIG. z. B. set so that it can promote the fuel in an upper zone of the Sehachtes 17, the. The middle pump, on the other hand, is placed in a middle zone and the pump arranged on the outside right in a lower zone.
FIGS. 4 to 6 show the structure of such an injection pump. With 16 'the pump cylinder is designated here, which has an inlet 20. A slidable piston 21 is arranged in the cylinder 16', which piston see between the cylinder base and an upper stop formed by a viewing hood 22, which adjusts from outside the cylinder who can, liiti and her can be moved.
The piston 21 has an annular groove 23 on its circumference, in the middle part of which there is a protruding rib 25, the upper and lower edges of which are conically undercut, so that sharp blade-like edges (FIG. 8) are formed.
In the Rin gray 23 an elastic sleeve 24 is arranged, which has at its ends inwardly projecting flanges which include the rib 25, preferably under a certain initial pressure. As a result, a smooth seal is achieved at the sharp edges of the rib 25.
The middle, thin part of the Biiehse 24 covers one end openings of two channels arranged in the Kol ben 21, that is. an upwardly leading channel 26, which opens at the top of the piston and a tunen leading channel 27, which opens outward on the lower side of the piston. With the channel 27, a bore 28 is provided in the cylinder bottom, which is in a narrow opening 29 opens.,. which is suitably shaped to form an atomizing or dispensing nozzle.
The lower end part of the piston 21 has. a smaller diameter than the upper part and is. surrounded by a spring 40, which is supported on the cylinder base and seeks to clrüken the piston upwards. The annular groove 23 communicates with the cylinder space above the piston through a channel 41 which has a non-return valve 42 to allow the fuel to flow over from the groove 23 to the upper piston surface, while the flow is in the opposite direction is prevented.
The screw 22 is. connected to a pointer 43, the position to display the screw and .that. the length of the piston stroke is used. The operation of the pump is as follows: As soon as a twist pulse passes through inlet 20 from the fuel line, the pressure of this pulse is through the annular groove. 23, the channel 41 and the check valve 42 forwarded into the cylinder space above the piston 21.
In this case there is. The same pressure remains on the outside of the sleeve 24 and on the inside of the same at the point which covers the opening of the channel 26, and since the effective pressure surface of the sleeve 24 on the outside is significantly larger than on the inside thereof the channel 26 closed as long as the pressure is effective. The pressure acting above the piston 21 presses the piston downwards, whereby it conveys the fuel on the underside of the piston through the nozzle 29. As soon as the Kol ben 21 has reached its bottom dead center (Fug. 6), its movement and thus the fuel injection stop.
As soon as the pressure pulses stop, it lifts. the return spring 40 the piston 21 again. Since the Rück- sehlagvent.il 42 prevents the backflow of fuel to the fuel line, the pressure above the piston rises above the atmospheric pressure, and there. no external pressure acts on the elastic sleeve 24, the pressure generated by the fuel in the channel 26 will push a middle part of the elastic sleeve 24 outwards, so that during the upward stroke of the piston 21 fuel from the channel 26 into the channel 27 and so that it can flow into the lower part of the cylinder.
It should be noted that the invention extends not only to furnaces of the type described, but to all types of firing devices for liquid fuel and also to distribution devices in the. generally applicable. The injection pump does not need to be directly connected to the injection nozzle, but can be arranged at any other point on the fuel line and can also serve any number of nozzles.
The nozzles can have smooth cylindrical openings or be designed for the purpose of atomization or to achieve any other purpose.
7 shows the design of another injection pump, the reference numbers being the same as in FIGS. 3 to 6. In addition to these figures, FIG. 7 shows, among other things, a filter 34 for the inlet 20 entering Fuel, furthermore packings 35 are provided, which are arranged on both sides of the annular groove 23 on the piston 21, as well as ventilation lines 36 which lead from the upper and lower cylinder space through the cylinder 16 'to the outside.
The connection between the screw 2 'and the pointer 43 has a round rack 37, which is connected to. the screw 22 made in one piece. is, on and owns. furthermore a transverse shaft 38 carrying the pointer 43 with axially extending teeth, not shown, which cooperate with the rack.