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Vorrichtung zur Abgabe von Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoff,
mit vorgegebenem Abgabedruck Vorrichtungen zur Abgabe von Flüssigkeiten, insbesondere
Kraftstoff, mit vorgegebenem Abgabedruck am Ende einer Abgabeleitung werden insbesondere
bei Aufgaben der Flugzeugbetankung benötigt und sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. Sie bestehen in ihrem grundsätzlichen Aufbau zumeist aus einer Pumpe mit
an die Druckseite der Pumpe angeschlossener Abgabeleitung, die aus einem starren
Rohrleitungsteil und einem Schlauchteil bestehen kann, einem Druckregelventil und
als Venturi ausgebildeter, dem Druckregelventil zugeordneter Meßstelle, von der
der Istwert der Druckregelung dem Regler zugeführt und mit denn Sollwert verglichen
wird. Bei derartigen Vorrichtungen ist zumeist der Steuerkolben des Druckregelventils
einerseits als Sollwert von dem Druck beaufschlagt, den ein in einer an die Druckseite
der Pumpe angeschlossenen Steuerleitung liegendes überströmventil erzeugt, während
bei der bekannten Ausführungsform der im Venturi abgenommene Druck den Steuerkolben
des Druckregelventils andererseits beaufschlagt. Bei dieser Ausführungsform wird
also mittels kleinem überströmventil, das in der Steuerleitung liegt, der Sollwert
der Druckregelung erzeugt. Das Venturi dient dabei nicht einer Erhöhung der Meßgenauigkeit,
sondern insbesondere dazu, hinter dem Venturi sich einstellende Leitungswiderstände
zu kompensieren. Dabei muß offenbar die Venturiwirkung oder das Venturi diesem Leitungswiderstand
angepaßt sein und unterschiedlichen Widerständen, z. B. unterschiedlichen Schlauchlängen,
angepaßt werden. Hierzu kennt man in der Praxis mehrere Wege: Einerseits ist es
bekannt, mit einem Venturi verhältnismäßig großer Bohrung zu arbeiten, in welche
beispielsweise bei längeren Schläuchen oder aus anderen Gründen erhöhten Widerständen
eine Düsennadel eingeführt wird, die den Querschnitt verengt und damit den unterschiedlichen
Widerständen anpaßt. Nachteilig ist jedoch bei dieser Ausführungsform, daß sich
wegen der großen Bohrung im Venturi ein verhältnismäßig schlechter Wirkungsgrad
einstellt. Außerdem ist die Bauweise im ganzen aufwendig. Andererseits ist es bekannt,
die Bohrung des Venturis auf den größten vorkommenden Widerstand, z. B. den längsten
Schlauch, zuzuschneiden, was im Ergebnis zu einer verhältnismäßig kleinen Bohrung
führt. Arbeitet man mit geringeren Widerständen, beispielsweise kürzeren Schläuchen,
so wird durch eine einstellbare Drosselung zusätzlicher Widerstand in der Abgabeleitung
erzeugt. Hier ist von Nachteil, daß bei kurzen Schläuchen oder geringen Widerständen
die volle Pumpenleistung nicht ausgenutzt werden kann, weil eben eine künstliche
Verengung des Querschnittes der Abgabeleitung verwirklicht wird. Weiterhin ist es
bekannt, das Venturi durch eine Bypassleitung zu umgehen, wobei das Venturi auf
die größte Schlauchlänge also mit kleinem Durchmesser eingerichtet und der Bypass
bei demgegenüber kleineren Widerständen eingeschaltet wird. In der Bypassleitung
liegt eine Drossel, die einstellbar ist. Dieser Vorschlag widerspricht dem eigentlichen
Venturiprinzip, daß der Druck vor und hinter der Verengung nahezu der gleiche ist.
Der Vorschlag läßt sich daher nur verwirklichen, wenn ein Venturirohr mit schlechtem
Wirkungsgrad, also erheblicher Druckdifferenz vor und hinter der Verengung verwendet
wird. Das bedeutet im Ergebnis einen Verlust an Pumpenleistung.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, in besonders einfacher
und wirksamer Weise eine Regelung der Venturiwirkung zum Zwecke der Anpassung an
unterschiedliche Widerstände der Abgabeleitung durchzuführen.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe von Flüssigkeiten,
insbesondere Kraftstoff, mit vorgegebenem Abgabedruck am Ende einer Abgabeleitung,
bestehend aus Pumpe mit an die Druckseite der Pumpe angeschlossener Abgabeleitung,
mit Steuerventil ausgerüstetem Druckregelventil und als Venturi ausgebildeter, dem
Druckregelventil zugeordneter Druckmeßstelle sowie mit einer Bypassleitung mit eingebauter,
einstellbarer Drossel arbeitender Einrichtung zur Beeinflussung der Venturiwirkung,
wobei der Steuerkolben des Druckregelventils einerseits von dem Druck beaufschlagt
ist, den
ein in einer an die Druckseite der Pumpe angeschlossenen
Steuerleitung liegendes Überströmventil erzeugt. Die Erfindung besteht darin, daß
die Einrichtung zur Beeinflussung der Venturiwirkung einen in eipem Beeinflussungszylinder
angeordneten Bee@nflussungskolben aufweist, der das überströmventil in der Steuerleitung
beeinflußt, und daß der Beeinflussungskolben einerseits über einen im Venturirohr
mündenden Zweig der Bypassleitung von dem Druck im Venturi, andererseits, ebenso-wie
der Steuerkolben des Druckregelventils, über einem vor dem Venturirohr mündenden
Zweig der Bypassleitung von dem Abgabedruck hinter dem Druckregelventil beaufschlagt
ist, wobei die beiden Zweige der Bypassleitung über die einstellbare Drossel miteinander
verbunden sind. Durch Einstellung der letzterwähnten Drossel paßt man bei der Vorrichtung
die Venturiwirkung unschwer den unterschiedlichen Widerständen in der Abgabeleitung,
beispielsweise unterschiedlichen Schlauchlängen an.
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Wenn es sich bei der Vorrichtung um solche handelt, bei der mehrere
hinter dem Venturi verzweigte Abgabeleitungszweige, z. B. mehrere Schläuche, vorgesehen
sind, empfiehlt die Erfindung, jedem Schlauch eine besondere einstellbare Drossel
zuzuordnen und deren Ein- und Ausschaltung über ein vom Druck im jeweiligen Abgabeleitungszweig
beaufschlagtes Steuerventil, d. h. gleichsam automatisch, vorzunehmen.
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Einzelheiten zur Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden im folgenden an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung ausführlicher erläutert; dabei zeigt in schematischer Darstellung F i
g. 1 eine Vorrichtung zur Abgabe von Flüssigkeiten mit vorgegebenem Abgabedruck
am Ende einer Abgabeleitung, wie sie zum Stand der Technik gehört, F i g. 2 die
Abwandlung gemäß der Erfindung der Vorrichtung nach F i g. 1 und F i g. 3 ein Ausführungsform
der Vorrichtung nach F i g. 2 für mehrere Abgabeleitungszweige, z. B. Abgabeschläuche.
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Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur Abgabe von Flüssigkeiten,
insbesondere Kraftstoff, mit vorgegebenem Abgabedruck am Ende einer Abgabeleitung.
Solche Vorrichtungen benötigt man insbesondere zur Flugzeugbetankung, z. B. bei
Flugzeugtankwagen. In ihrem grundsätzlichen Aufbau besteht die Vorrichtung aus einer
Pumpe 1 mit an die Druckseite der Pumpe angeschlossener Abgabeleitung 2,
einem Druckregelventil 3 und als Venturi 4 ausgebildeter, dem Druckregelventil zugeordneter
Meßstelle. Das Druckregelventil besitzt einen Steuerkolben 31, an dessen
Kolbenstange der Ventilteller 30
des Druckregelventils befestigt ist. Der
Steuerkolben 31 ist in einem Zylinder a geführt, an den sich ein kleinerer
Zylinder b für einen auf der Kolbenstange befestigten Druckausgleichskolben 5 anschließt,
der eine dem Ventilteller 30 entsprechende Fläche aufweist. Der Steuerkolben
31 des Druckregelventils 3
ist einerseits von dem Druck b:eaufschlagt,
den ein in einer an die Druckseite der Pumpe 1 angeschlossenen Steuerleitung
6 liegendes kleines überströmventil 7
erzeugt. Bezüglich der weiteren
Einzelheiten unterscheidet sich nunmehr die Ausführungsform nach dem Stand der Technik
(F i g. 1) von der Ausführungsform nach der Erfindung (F1 g. 2 und 3). Bei der Ausführungsform
nach F i g. 1 saugt die Pumpe 1 die abzugebende Flüssigkeit beispielsweise
aus einem Tankwagenbehälter 8 und drückt sie durch das Druckregelventil
3, das Venturi 4, den Schlauch 9
in den Flugzeugtank 10. Es
wird gefordert, daß der Druck am Füllstutzen 11 des Flugzeugtanks
10 konstant gehalten wird bei jeder Fülleistung. Im dargestellten Falle wird
die Regelung nach dem Drosselprinzip vorgenommen, es ist aber auch wie üblich im
Rahmen der unten erläuterten Erfindung möglich, nach dem überströmprinzip zu arbeiten;
auf die Wirkungsweise der Erfindung hat das keinen Einfluß. 7 ist das kleine Überströmventil,
welches den Druck konstant hält, der den Steuerkolben 31 des Druckregelventils
und das Regelsystem von oben belastet. Mit Hilfe der Schraubkappe 12 wird
die Federkraft der Feder 12 a des Übenströmventils 5 verändert, damit
ändert sich die Belastung des Regelsystems und gleichzeitig der Regeldruck in der
Abgabeleitung 2. Das Venturi 4 ist so bemessen, daß der Druckanstieg zwischen
engster Stelle und Venturiausgang genau so groß (annähernd) ist, wie bei Druckabfall
zwischen Venturiausgang und Füllstutzen 11 des Flugzeugtanks 10. Eine Einstellung
der Venturiwirkung ist hier nicht möglich.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist demgegenüber eine Einrichtung
zur Beeinflussung der Venturiwirkung vorgesehen. Diese besteht aus einem in einem
Beeinflussungszylinder 13 angeordneten Beeinflussungskolben 14, der
das Überströmventil 7
in der Steuerleitung 6 beeinflußt. Der Beeinflussungskolben
14 ist einerseits über die Meßleitung 15 von dem Druck im Venturi
4, andererseits, ebenso wie der Steuerkolben 5 des Druckregelventils 3, über
eine Fühlerleitung 16 mit dem Abgabedruck hinter dem Druckregelventil3 baaufschlagt.
Man kann in Anlehnung an den Stand der Technik die Leitungen 15
und
16 als Zweige einer Bypasslaitung auffassen, die über das Ventil 7 und die
Leitung 6 einen Bypass darstellt. Diese Bezeichnung ist daher in dieser Anmeldung
verwandt worden. Die Zweige 15 und 16 der Bypassleitung sind über
eine einstellbare Drossel 17
miteinander verbunden. Der Raum unter dem Steuerkolben
31 des Druckreg:elventils 3 ist jetzt nicht mehr an die engste Stelle
des Venturi 4, sondern direkt an den Ausgang aus dem Druckregelventil 3 angeschlossen,
während der Raum über dem Steuerkolben 31
des Druckregelventils 3 nun einen
veränderlichen Druck erhält. Das kleine Überströmventil 7 ist offenbar nicht
nur wie bisher mit dem Druck der durch Kappe 12 verstellbaren Feder
12 a belastet, sondern erhält eine zusätzliche Belastung durch den Beeinflussungskolben
14, der seinerseits durch die Druckdifferenz zwischen den Drücken p1 und
p. beaufschlagt wird. Solange die Drossel 17 etwas geöffnet ist, fließt ein
kleiner Flüssigkeitsstrom durch die Fühlerleitung 16 und die Meßleitung
15 von pQ.
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Zweckmäßig wird man bei der Vorrichtung ein Venturi 4 mit relativ
großer Bohrung wählen, die sich hierbei ergebende geringe Druckdifferenz wird vergrößert
durch ein geeignetes Verhältnis im Durchmesser des Beeinflussungskolbens 14 zum
Überströmdurchmesser des Ventiltellers im Überströmventil7, so daß es bei spätestens
geschlossenem Drosselventil 17 auch dem längsten Schlauch 9 genügt.
Für kurze Schläuche wird 17 entsprechend geöffnet. Werden verschieden lange
und dicke Schläuche benutzt, so ist es zweckmäßig, mehrere Drosseln 17 parallel
zu
schalten und jede auf den entsprechenden Druckverlust fest einzustellen.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist die Abgabeleitung
2 hinter dem Venturi 4 verzweigt, und zwar sind für mehrere Schläuche
zwei Abgabeschläuchestutzen 2 a, 2 b vorgesehen, die über besondere Ventile
18, 19, beispielsweise von Hand, ein-und ausgeschaltet werden können. Hier
ist jedem Stutzen 2 a, 2 b eine die Leitungszweige
15 a bzw. 15 b und die Leitungszweige 16 a bzw.
16 b verbindende, einstellbare Drossel 17 a bzw. 17 b zugeordnet, deren Ein-
und Ausschaltung erfolgt automatisch. Hinter den Absperrventilen 18 und 19 geht
dazu je eine Steuerleitung 20 a bzw. 20 b zu den Steuerventilen
21 a und 21 b und führt den Flüssigkeitsdruck unter einen Steuerkolben
22 a bzw. 22 b.
Wird z. B. das Absperrventil 18 geöffnet, so
gelangt die Flüssigkeit mit dem eingestellten Regeldruck unter den Kolben 22 a des
Steuerventils 21 a und öffnet dem Steuerstrom den Weg. Drossel 17 a ist genau entsprechend
den Abmessungen des Schlauches für Stutzen 2 a eingestellt. Ist dagegen
18 geschlossen und 19 geöffnet, so wird Drossel 17 b eingeschaltet,
die dem Schlauch für Stutzen 2 b entsprechend eingestellt ist.