DD301919A9 - Druckminderer- Verdampfer - Google Patents

Abstract

Druckminderer-Verdampfer, bestehend aus einem Gehäuse, in welchem ein Einlaß- und ein Auslaß-Kraftstoffkanal ausgebildet sind, die entsprechend mit Reduktionskammern für Hochdruck und für Niederdruck verbunden sind. Zwischen dem Kraftstoffeinlaßkanal und die Hochdruckreduktionskammer, sowie zwischen den beiden Reduktionskammern ist je ein Ventil mit Feder montiert. Außerdem ist an die beiden Reduktionskammern eine dritte Kammer für Leerlaufbetrieb des Motors angeschlossen, die mit Regulierschraube versehen ist. In den drei Kammern sind Arbeitsmembrane montiert. Um die Hochdruckreduktionskammer ist eine Vorwärmkammer ausgebildet mit Einlaß- und Auslaßstutzen für die Vorwärmflüssigkeit. Vor dem Einlaßstutzen für die Vorwärmflüssigkeit ist ein elektromagnetisches Ventil montiert, welches in einem elektrischen Kreis mit einem Relais und einem Temperaturgeber verbunden ist. Figur

Description

Dia Erfindung betrifft einen Druckminderer-Verdampfer, der im Motorenbau und insbesondere in Verbrennungsmotoren, die mit Gaskraftstoff arbeiten, eingesetzt werden kann.

Ein bekanter Druckminderer-Verdampfer besteht aus einem Gehäuse, welches einen Einlaß- und einen Auslaß-Kraftstoffkanal enthält, o.e entsprechend mit zwei Kraftstoffreduktionskammern - für hohen und für niedrigen Druck - verbunden sind, welche mit Arbeitsmembranen versehen sind und miteinander durch einen Kanal verbunden sind, an dem ein Ventil montiert ist, das von der Arbeitsmembrane der Niederdruckkammer mittels Kipphebel betätigt wird. Zwischen dem Einlaßkraftstoff kanal und der Hochdruckreduktionskammer ist ebenfalls ein Ventil montiert, welches von der entsprechenden Arbeitsmembrane mittels Kipphebel betätigt wird. Zusätzlich ist eine dritte Kraftstoffkammer für Leerlauf des Motors vorgesehen, die mit einer Arbeitsmembrane versehen ist und über eine Regulierschraube mit dem Auslaßkraftstoffkanal verbunden ist. Im Gehäuse ist weiterhin eine selbständige Vorwärmkammer ausgebildet, in welcher Wasser vom Kühlsystem des Motors durch einen Einlaß- und einen Auslaßstutzen zirkuliert. An die Niederdruckreduktionskammer ist ein Startelektromagnet montiert. Die Nachteile des bekannten Druckminderer-Verdampfers sind wie folgt: unverläßlicher Betrieb infolge des schnellen venchieiee» der Arbeitsmembrane als Ergebnis der großen Temperaturunterschiede bei verschiedenen Betriebsbedingungen und der großen Anzahl von Bestandteilen, welche die Wartung und Instandsetzung erschweren, sowie auch wegen des kleinen Durchlaßvermögens der Verbindungsöffnungen; die Möglichkeit von Ausströmen von Gas in der Atmosphäre beim Zerreißen der Arbeitsmembrane der Hochdruckreduktionskammer und durch die Regulierschraube für Leerlauf umdrehungen; die Unmöglichkeit von präzisem Dosieren des Gaskraftstoffs bei verschiedenen Betriebsbedingungen des Motors infolge der Unmöglichkeit zur Aufrechterhaltung von konstanten Wärmebedingungen des Druckminderer-Verdampfers. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde.einen Druckminderer-Verdampfer zu entwickeln, der gekennzeichnet ist durch erhöhte Verläßlichkeit im Bett ieb und durch erleichterte Wartung und Instandsetzung, wobei die Möglichkeiten von Ausströmen von Gas in der Atmosphäre ausgeschlossen sind und der Mischvorgang bei konstanten Temperaturbedingungen im Betrieb verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Druckminderer-Verdampfer gelöst, der ein Gehäuse enthält, in dem Einlaß- und Auslaßbrennstoffkanäle ausgebildet sind, die entsprechend mit zwei separaten Kraftstoffreduktionskammern - für Hoch- und für Niederdruck - verbunden sind. Zwischen dem Einlaßkanal und der Hochdruckreduktionskammer ist ein Ventil mit Feder montiert. Die Hochdruckkammer ist mit der Niederdruckkammer durch eine Öffnung verbunden, die ebenfalls durch ein Ventil mit Feder geschlossen wird. Für den Leerlaufbetrieb des Motors ist eine dritte Kraftstoffkammer vorgesehen, die sich zwischen den beiden Reduktionskammern befindet, und an ihr ist eine Regulierschraube montiert. Die drei Kraftstoffkammern sind mit Arbeitsmembranen versehen, welche beiderseitig selbständige Räume begrenzen. Außerdem ist im Gehäuse eine separate Vorwärmkammer vorgesehen, die durch einen Einlaß- und einen Auslaßstutzen mit dem Kühlsystem des Motors verbunden ist. Erfindungsgemäß werden die Ventile zwischen dem Einlaßkraftstoffkanal und der Hochdruckkammer und zwischen der Hochdruckkammer und der Niederdruckkammer unmittelbar von den ontsprechenden Arbeitsmembranen betätigt. Die Regulierschraube ist zusammen mit einer Feder unmittelbar unterhalb der Membrane der Kraftstoffkammer für Leerlaufbetrieb des Motors montiert, wobei sie den Hub der Membrane bei beitimmtem Durchlaßquerschnitt der Kraftstoffdurchlaßöffnung zur Hochdruckkammer begrenzt. Außerdem ist der geschlossene Raum unterhalb der Arbeitsmembrane der Hochdruckkammer durch einen Kanal mit dem Kraftstoffraum der Niederdruckreduktionskammer verbunden, und vor dem Einlaßstutzen für Vorwärmflüssigkeit ist ein elektromagnetisches Ventil montiert, welches in einem elektrischen Kreis mit einem Relais und einem Temperaturgeber, der am Kraftstoffauslaßkanal montiert ist, verbunden ist.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Druckminderer-Verdampfers liegen in dessen erhöhter BetriebsveriäMchkeit infoige des Fortfallens der engen Verbindungskraftstoffkanäle und der Kipphebel, was die Wartung und Instandsetzung des Druckminderers erleichtert; außerdem wird die Möglichkeit des Ausströmens von Gas in der Atmosphäre beim Zerreißen der Membrane der Hochdruckreduktionskammer und das Leckwerden der Regulierschraube des Leerlaufsystems ausgeschlossen und es wird ein

gleichbleibender Temperaturzustand der Bestandteile des Druckminderer-Verdampfers erzielt, was eine längere Lebensdauer aller Gummiteile-Arbeitsmembrane und Dichtungen-und eine bessere Mischung begünstigt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Querschnitt entlang der Achse der Reduktionskammern eines erfindungsgemäßen Druckminderer-Verdampfers.

Der Druckminderer-Verdampfer besteht aus zwei Kraftstoffreduktionskammern - für Hochdruck A und für Niederdruck B- die in einem gemeinsamen Genauso 1 vereinigt sind, in welchem ein horizontaler Kraftstoffkanal 2 ausgebildet ist, der die Gaszuführrohrleitung mit der Reduktionskammer A verbindet, wobei im Eingang der Kammer ein Ventilsitz 3 montiert ist, in welchem das Ventil 4 liegt, welches von der Feder 5 gegen den Sitz 3 gedrückt wird. Die Reduktionskammer A ist ausgebildet, indem am Gehäuse 1 die Membrane 6 durch den Deckel 7 angedrückt wird, an welchem die Feder 8 montiert ist, die mittels der Membrane 6 auf das Ventil 4 wirkt. In der Reduktionskammer A ist weiterhin die verrippte Verdampfungsplatte 9 montiert.

Zwischen den beiden Reduktionskammern A und B ist im Gehäuse 1 der Ventilsitz 10 montiert, in welchem das Ventil 11 liegt, das durch die Feder 12 gegen den Sitz 10 gedrückt wird. Die Reduktionskammer B ist ausgebildet, indem am Gehäuse 1 mittels

Deckel 14 die Membrane 13 angedrückt wird, wobei der Raum über die Membrane durch eine Öffnung im Deckel 14 mit der Atmosphäre verbunden ist, und der Raum unterhalb der Membrane mittels einem Kraftstoffauslaßkanal 15 mit dem Motorvergaser verbunden ist. Im Gehäuse 1 ist noch eine Kraftstoffkammer C für Leerlaufbetrieb des Motors ausgebildet, indem neben dem Ventilsitz 10 ein Deckel 16 montiert ist, der durch die Öffnung 17 die Kammer C mit der Kammer B verbindet und an das Gehäuse 1 die Membrane 18 andrückt, wobei sich unter ihr die Feder 19 befindet, welche die Membrane 18 an die Kraftstoffdurchlaßöffnung 20 andrückt, die im Deckel 16 ausgearbeitet ist und durch Kanal 21 mit der Reduktionskammer A verbunden ist. Am Gehäuse 1 ist eine Regulierschraube 22 montiert, die unterhalb der Membrane 18 angeordnet ist, wobei der entsprechende Raum unterhalb der Membrane durch einen Stutzen 23 mit dem Saugkollektor des Motors verbunden ist. Im Deckel 7 und dem Gehäuse 1 ist außerdem ein Kanal 24 ausgearbeitet, welcher den Raum unterhalb der Membrane 6 der Reduktionskammer A mit dem Raum unterhalb der Membrane der Reduktionskammer B verbindet. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Deckel 7 um die Reduktionskammer A ist eine Vorwärmkammer D ausgebildet, die durch Einlaßstutzen 25 und AuslaiJstutzen 26 mit dem Kühlsystem des Motors verbunden ist. Zwischen dem Einlaßstutzen 25 und dem Gehäuse 1 ist ein elektromagnetisches Ventil 27 montiert, welches in einem gemeinsamen elektrischen Kreis ml einem Relais 28 und einem Temperaturgeber 29 verbunden ist, welcher im Kraftstoffauslaßkanal 15 montiert ist.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Druckminderer-Verdampfers ist wie folgt:

Wenn der Motor nicht in Betrieb ist, d.h. wenn kein Gas zum Kraftstoffkanal 2 zugeführt wird, drückt die Feder 8 die Membrane 6 in Richtung zum Ventil 4, wobei dieses vom Ventilsitz 3 abgehoben ist und die Reduktionskammer A mit dem Kanal 2 verbunden ist.

Seinerseits ist das Ventil 11 unter Wirkung der Feder 12 an den Ventilsitz 10 angedrückt. Die Membrane 13 der Reduktionskammer B ist in neutraler Position, da auf ihren beiden Seiten der Druck gleich dem atmosphärischen ist. Die Membrane 18 in der Kammer C für Leerlauf hat unter Einwirkung der Feder 19 die Kraftstoffdurchlaßöffnung 20 des Verbindungskanals 21 geschlossen. Das elektromagnetische Ventil 27 ist offen und gibt die Zufuhr von Vorwärmflüssigkeit zur Kammer D frei.

Wenn Gaskraftstoff zum Druckminderer-Verdampfer zugeführt wird, so strömt dieses durch den Kanal 2 und durch die Öffnung des Sitzes 3 und füllt den Raum oberhalb der Membrane 6 der Reduktionskammer A, wobei das flüssige Gas in Gasphase übergeht und sein Druck sich erhöht. Wenn die durch das Gas auf die Membrane 6 ausgeübte Kraft sich mit der Kraft der Feder 8 ausg'eicht, wird die Membrane 6 zum Deckel 7 versetzt, gibt das Ventil 4 frei, welches unter Einwirkung der Feder 5 und des Drucks des Gases im Kanal 2 den Ventilsitz 3 verschließt.

Beim Starten des Verbrennungsmotors wird in der entsprechenden Mischeinrichtung ein Vakuum erzeugt, der durch den Kraftstoffauslaßkanal 15 im Raum unterhalb der Membrane 13 der Reduktionskammer B übertragen wird. Infolge des erzeugten Unterschieds der Drücke von beiden Seiten der Membrane 13, wird diese in Richtung zum Ventil 11 versetzt und zwingt dieses, die Öffnung des Ventilsitzes 10 freizugeben, wobei sie die Kraft der Feder 12 überwindet. Dabei gelangt das Gas von der Reduktionskammer A in die Reduktionskammer B und wenn sich sein Druck mit dem atmosphärischen ausgleicht, führt dies zur Rückkehr der Membrane 13 zum Deckel 14 in Ausgangsposition, wobei das Ventil 11 unter Einwirkung der Feder 12 und dem Druck des Gases in der Reduktionskammer A den Sitz 10 verschließt. Infolge des Übergangs eines Teils des Gases zur Reduktionskammer B nimmt der Druck in der Reduktionskammer A ab, wobei die Feder 8 die Membrane 6 an das Ventil 4 andrückt, welches die Öffnung des Ventilsitzes 3 freigibt, und in die Reduktionskammer A gelangt eine neue Menge verflüssigten Gases, welches verdampft und den Druck in ihr erhöht. Die Membrane 6 wird unter Einwirkung des Gases wie^¹" *um Deckel 7 verschoben, wobei sie die Feder 8 zusammendrückt, und das Ventil 4 verschließt die Öffnung im Ventilsitz 2 ·' ·, ' se Weise wird das Speisen des Motors mit Gas durch die Reduktionskammern A und B durchgeführt.

Die Wirkungsweise des Leerlaufsystems im Druckminderer-Verdampfer ist wie folgt:

Beim Leerlaufbetrieb des Motors wird unterhalb der Drosselklappe im Vergaser ein Vakuum erzeugt, das durch eine

entsprechende Rohrleitung und den Stutzen 23 zum Raum unterhalb der Membrane 18 übertragen wird, wobei diese unter !

Überwindung der Feder 19 in Richtung zur Regulierschraube 22 versetzt wird, wobei sie die Auslaßöffnung 20 freigibt. Das Gas ι

strömt von der Reduktionskammer A durch den Verbindungskanal 21 und die Öffnungen 20 und 17 in die Reduktionskammer B, von wo es durch den Kraftstoffauslaßkanal 15 in den Vergaser gelangt. Die Menge durchgeströmten Gases wird vom Abstand „a" zwischen der Regulier?chraube 22 und der Membrane 18 bestimmt.

Für das Verdampfen des verflüssigten Gases im Druckminderer-Verdampfer wird die Wärme der Flüssigkeit von dem Kühlsystem des Motors ausgenutzt, welche durch die im Gehäuse ausgebildete Vorwärmkammer D zirkuliert. Um eine konstante Temperatur des aus dem Druckminderer-Verdampfer ausströmenden Gases zu gewährleisten, die sich positiv auf den Füllfaktor des Motors auswirkt und

die Lebensdauer der Membrane und Gummidichtungen verlängert, ist ein automatisches Reguliersystem vorgesehen, welches j'

folgenderweise arbeitet: der Temperaturgeber 29 registriert die Temperatur des aus dem Druckminderer-Verdampfer ausströmenden ,' !

Gases und bei Temperaturänderungen wird das Relais 28 betätigt, welches seinerseits das elektromagnetische Ventil 27 ein- oder ausschaltet, welches den Zugang der vorwärmenden Flüssigkeit zur entsprechenden Kammer D reguliert. Die Vorwärmkammer D

umgibt nur die Reduktionskammer A, da das verflüssigte Gas dort intensiv verdampfen soll. Der Verdampfungsvorgang wird auch mit ' ι

Hilfe der Verdampfungsplatte 9 intensiviert, welche die Wärmeaustauschoberfläche vergrößert. \

Der an die Reduktionskammer A angeschlossene Kanal 24 ist für folgendes vorgesehen: bei Pannen, z. B. bei Zerreißen der !

Membrane 6 strömt das Gas durch sie und gelangt in den Kanal 24, von wo es in den Raum der Reduktionskammer B abgeführt wird, j I

welche mit dem Motorvergaser verbunden ist. Auf diese Weise wird das Ausströmen von Gas in die Atmosphäre verhütet. '

Claims (1)

1. Druckminderer-Verdampfer, bestehend aus einem Gehäuse, in welchem ein Einlaß- und ein Auslaß-Kraftstoff kanal ausgebildet sind, die entsprechend mit Reduktionskammern für Hochdruck und für Niederdruck verbunden sind, wobei zwischen dem Kraftstoffeinlaßkanal und der Hochdruckreduktionskammer, sowie zwischen den beiden Reduktionskammern je ein Ventil mit Feder montiert sind, und außerdem ist an die beiden Reduktionskammern eine dritte Kammer für Leerlaufbetrieb des Motors angeschlossen, die mit Regulierschraube versehen ist, und in den drei Kammern sind Arbeitsmembrane montiert, und um die Hochdruckreduktionskammer ist eine Vorwärmkammer ausgebildet mit Einlaß- und Auslaßstutzen für die Vorwärmflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (4) und (11) unmittelbar von den entsprechenden Membranen (6) und (13) betätigt werden, und die Regulierschraube (22) unterhalb der Membrane (18) der Kammer (C) für Leerlaufbetrieb des Motors zusammen mit der Feder (19) montiert sind, und der Raum unterhalb der Arbeitsmembrane (6) der Hochdruckreduktionskammer (A) mittels Kanal (24) mit dem Raum unterhalb der Arbeitsmembrane der Niederdruckreduktionskammer (B) verbunden ist, und vor dem Einlaßstutzen (25) für Vorwärmflüssigkeit ein elektromagnetisches Ventil (27) montiert ist, welches in einem elektrischen Kreis verbunden ist mit einem Relais (28) und einem Temperaturgeber (29), der am Kraftstoffeinlaßkanal (15) montiert ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung