DE1648034A1 - Steuereinrichtung zum Konstanthalten des Mischungsverhaeltnisses zweier Fluessigkeitskomponenten - Google Patents
Steuereinrichtung zum Konstanthalten des Mischungsverhaeltnisses zweier FluessigkeitskomponentenInfo
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Description
- Steuereinrichtung zum Konstanthalten des Mischungsverhältnisses zweier Flüssigkeitskomponenten
zum Patent : . - ..äWn -, "#4 anmeldung Aktenzeichen J 30 0$0 IXb/42e j - =3ei einer eierartigen Steuereinrichtung hat es sich gezeigt, da`' (1ie Bedin,-#ungen fir eine eichgenaue Abgabe von Flüssig-
keitsgemischen, insbesondere Kraftstoffger_Zischen, in Zapf- säulen der Gleichung (I) k _ 1 . 2 = F1 . v1 : F 2 . v9 nicht immer entsprechen. In dieser Gleichung -bedeuTen: k = das konstant zu haltende £".-ischungsver1-:ältnis `h 2 = die jeweilige Menge der Flüssigkeitskomponenten F192 = die Fläche des Durchflu-#querschnittes an der Re- - gelstelle der Flüssigkeitskomponente l:@I hzvi. '..@ v1 2 = die an der Regelstelle vorhandene Geschwindig- keit der Flüssigkeitskomponente 1@1 bzw. 1'2a In dieser Gleichung sind die :gierte- der iJurchfluriiderständ-e, die Druckschwankungen und andere veränderliche 'etrriebsgrü- ßen nicht berücksichtigt, die mögliche Fehler bedingen. Ins- besondere kann der viert der StrömungsöeschT"jindigkeit (II) v192 =. 2g; . h192 erhebliche Schwankungen erfahren, wenn sieh die zugeordnete- Förderhöhe bzw. Druckdifferenz h ändert. Hieraus folgt nach Gleichung. (I), daP sich auch die Größe «es Durchtrittsquer-- schnitts ändern iziu", wenn die Gleichung Gültigkeit be- haken soll. ,_an hat versucht, Druckschwankungen durch an den Förderein- richtungen bzw. Pumpen angebrachte- spezielle berdruckven- tile möglichst zu vermeiden, was aber praktisch nicht voll - befriedigt. Ferner hat man wechselseitig druckabhängig ar- beitende Komrensationsventile zur Gemisch-Voreinstellung- verwendet, wie in der DAS -1 23185 sowie in den USA.-Patent- schriften 1 905 ;IM und ? 1.;. ö42 beschrieben ist, Derartige Geniisch-Voreinställungen berücksichtigen nicht die sich aus de#-r:@ Zapfvorgang selbst ergebenden beiden Loinente des Be- ginns und des indes der eichbenauen Zapfung. Hierbei muß das jeweils -gewänschte %_ischungsverhältns unabhängig von- der voraufgegangenen Zapfunb ohne wesentliche-manuelle Be- CD durch den Tankwart öder bei Abgabe über Münzautoma- ten durch die Kunden selbst einbestellt werden. Vor Schlu ß des eigentlichen Zarfvorganges kommt erschwerend hinzu, da3 die Abgabegeschwindigkeit entweder durch den Tanktaart, der -de: i Kunden den Tank möglichst voll füllen will, oder durch ein @:ünzwer@ _r-; angeschlossener Automatik mehrmals wesent-, 1i h verändert wird. Auch bringt die Abschaltung durch. eine automatische Zahfpistole mit erneuter Fortsetzung der Zap- fun @ ::urch en Tanzwart selbst, was - als Pegelfall anzusehen ist; F,.ne weitere i;esantli@lie ,näerun. der vurchflu:Qge- s@:3@ia_r:@ii@_=ei@@iz @teie`sFlüssigkeitskomponenten. - Zwei weitere Fehlerquellen werden durch die Regelimpulse verursacht, die vom Rechenwerk über das Differentialgetriebe abgegeben werden, wobei die Regelgeschwindigkeit von der Durchflußleistung und dem ihr anhaftenden mechanischen Fehler abhängig ist. Dieser Fehler kann sich dahingehend auswirken, daß das Differentialgetriebe übersteuert, wenn die Regelimpulse zu stark sind oder zu rasch aufeinander folgen. Dieser Fehler muß durch entsprechende Dämpfung des Mischungsregelventils kompensiert werden. Ein weiterer Fehler ergibt sich durch den mechanischen Übertragungsfehler bis zum Regelelemena, der nur durch völlig, spielfreies Arbeiten und Wahl kürzer Wege kompensiert werden kann. Ferner diirfen sich die örtlichen Bedingtheiten, insbesondere verschiedene. wechselnde Saughöhenauf die Regelgenauigkeit nicht auswirken, welches Problem nach dem bisher bekannten Stand der Technik nur unzureichend gelöst worden ist.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuereinrichtung gemäß dem Hauptpatent dahingehend zu verbessern, daß jegliche Stellungsfehler, Anlauf- und Schließfehler beim Zapfvorgang, Übersteuerungsfehler sowie Fehler durch verschiedene Saughöhen sicher behoben und ausgeglichen werden.
- Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß beide Austrittsöffnungen des Gehäuses eines Mischventils@vor Beginn der Flüssigkeitsabgabe durch: einen für jede Flüssigkeitskomponente vorgesehenen Steuerschieber geschlossen sind, der sich während der Abgabe langsam und gedämpft öffnet, dagegen bei Drosselung der Flüssigkeitsabgabe rasch, also ungedämpft, selbsttätig :schließt-. Vorzugsweise ist für jede Flüssigkeitskomponente ein Steuerschieber-'und ein Regelschieber vorgesehen, wobei-der Steuerschieber seine Impulse von der Druckdifferenz zwischen dem Ein- und Auslaufdruck und der Regelschieber seine Impulse von der Regelwelle über das Rechenwerk der Zapfsäule erhält. Eine besonders gedrängte Bauweise ergibt sich, wenn nach einem weiteren I@-Lerk--mal der Erfindung der Regelschieber ganz oder teilweise von dem Steuerschieber umschlossen ist.
- -Weitere I@ierl#:raale und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand der Zeichnung erläutert werden, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht ist.
- Es zeigen.: --Fig. 1 die Gesamtansicht. von der Saugseite her gesehen, eines Kischventils für zwei Flüssigkeitskomponenten; Fig.- 2 die Ansicht in Richtung des Pfeiles K der Fig. 1 Fig. 3 einen Schnitt in der Ebene A-3 der Fig. 1; Fig. 4.einen Schnitt in der Ebene C'-D der Fig. 1; Fig. 5 einen Schnitt in der Ebene E-F der Fig. 1; Fig. 6, 7 und $ einen Schnitt in der Ebene Z-@ der Fig. 3 b:edrei verschiedenen -Betriebszuständen; Fig. 9, 10 und 11 einen Schnitt in der Ebene U-0 der Fig. 3s ebenfalls bei drei verschiedenen Betriebszuständen. Das bei der Steuereinrichtung verwendete I.Iischventil einer Kraftstoff-Zapfsäule besteht gemäß, den Figuren 1 bis 3 aus einem an einer nicht gezeichneten Zapfsäule. angebauten blockförmigen Gehäuse 1 mit einer'mittleren Trennwand 2, die in dem Gehäuse 1 zwei .den beiden Flüssigkeitskomponenten zugeordnete Kammern abteilt. In dem Gehäuse ist eine Regelwelle 3 drehbar gelagert, die in der weiter unten erläuterten Weise mit dem nicht gezeichneten Differentialgetriebe des Rechenwerkes der Zapfsäule gekuppelt ist. Die Regelwelle 3 ist gegen die Trennwand 2 durch Dichtringe 4 abgedichtet, die in eine Ringnut 5 der Regelwelle 3 eingesetzt sind, und trägt im Bereich jeder Kammer einen radialen Stift 6, der über eine Weichbuchse 7 spielfrei in die Ausnehmung 10 eines inneren Steges 9 eines jeder Flüssigkeitskomponente zugeordneten zylindrischen Regelschiebers $ eingreift. Die für beide Flüssigkeitskomponenten vorgesehenen Regelschieber $ sind symmetrisch zur Trennwand 2 angeordnet.
- Jeder Regelschieber $ besteht aus einem Stück und weist an jeder Stirnseite einen Führungssteg 11 auf. Er ist. von einem gegen ihn vierdrehbaren zylindrischen Steuerschieber 12 umschlossen, dessen Innenwandung 13 gegen den Regelschieber und dessen der Trennwand 2 zugewendeten offene Stirnseite 1-`f gegen das Gehäuse 1 abgedichtet ist. Der Steuerschieber 12 hat einen Steuerschlitz 69 und 'ist an der seiner Stirn- Seite 14 abgewendeten Seite mit einer radialen Bohrung 15 versehen, in welche ein Formstift 16 eingreift. Dieser ist in eine radiale,- mit einer Weichbuchse 1$ ausgekleidete Bohrung der Flanschscheibe 19 einer Flanschwelle 17 bzw.
- 27 eingelassen. Hierdurch ist jeder Steuerschieber 12 spielfrei aber elastisch mit seiner zugehörigen Flanschwelle 17, 27 gekuppelt. Die den beiden Flüssigkeitskomponenten zugeordneten Flanschwellen 17, 27 sind durch je einen Dichtring 20 gegen ein linkes Führungsstück 21 bzw: ein rechtes Führungsstück 34 nach außen abgedichtet. Zwischen der Flanschsoheibe 19 und den Führungsstücken 21, 34 sind Anlaufringe 22 zur Vermeidung einer metallischen Reibung angebracht. Auf der Flanschwelle 1'7 ist drehfest eine Nabe 23 befestigt,-die in einer weiter unten beschriebenen Weise einen Bewegungsimpuls auf die linke Flanechwelle 17 überträgt.
- Das Gehäuse 1 ist über Schrauben 24 und 25 sowie über eine Dichtung 26 mit dem linken Führungsstück 21 fest und dicht verbunden.
- Der auf der rechten, der Regelseite entsprechenden Seite der Regelwelle 3 angeordnete, der zweiten Flüssigkeitskomponente zugeordnete Steuerschieber 12 ist in gleicher weise wie der linke Steuerschieber 12 über die Formstifte 16 mit der Flarischwelle 27 spielfrei und nachgiebig gekuppelt. Die die Flanschscheite 19 tragende Flanschwelle 27 hat eine durchgehende axiale Bohrung 2$`, durch welche die mit dem Richtring 4 gegen die Planschwelle 27 abgedichtete Regelwelle 3-geführt ist. Auf dem rechten äußeren Ende der Reg:elweIle 3-ist mittels eines Stiftes 3Ö--ein Regelhebel 29 befestigt,-der-die Regelimpulse eines nicht dargestellten Differentialgetrieben des Rechenwerkes der Zapfsäule auf-de Regelwelle 3 überträgt. Das System von Regelwelle 3 und Planschwelle F,,( -ist durch einen Sicherungsring 31 radial sowie durch Anlaufscheiten 22.und 32 axial festgelegt. Auf der Planschwelle 27 ist die Nabe 33 eines die Steuerimpulse auf sie übertragen- - -den Stauerhebeis 65 befestigt.. Die- Planschwelle 27 ist in dem rechten Führungsstück 34 gelagert, das über die Schrauben 24-und 25 sowie die Dichtung 26 mit dem Gehäuse 1 fest, und dicht verbunden ist: Die Regelung der ersten Flüssigkeitskomponente wird mittels des Steuerhebels-35 bewirkt. Wie aus dem Schnitt C-D der Fig: 4 ersichtlich ist, ist das äußere =Ende des mit seiner Nabe 23 auf dem linken Ende der Flanschwelle.17 angebrachten Steuerhebels 35 als -abgeflachte Kugel 36 ausgebildet, die in der Bohrung 37 des Steuerkolbens 3$ eines Differenzdruckgebers 75 eingepaßt ist.. Die Nabe 23 ist mittels einer Stellschraube 39 in Verbindung mit einem Justerschlitz-4Ö am linken Ende der Planschwelle 17 gegen diese genau einstellbar. Der Steuerkolben 38 wird in Abhängigkeit von der Differenz 'des Strömungsdruckes der Flüssigkeitskomponente bewegt, .und ' zwar gemäß Fig. 3 mittels einer in der Eintrittsöffnung 71 des Gehäuses 1 vorgesehenen Bohrung 41 für den Einlauf stau und mittels einer in der Austrittsöffnung 73 vorgesehenen Bohrung 42 für .den Auslaufdruck. Diese Werte werden über nicht gezeichnete Kanäle, die gemäß Fig. 4 in dem im Gehäuse 1 angeordneten Anschlußstutzen 43 für den Einlauf-, und 44 für den Auslaufdruck angebracht sind, zu den am Differenzdruckgeber 75 vorgesehenen Anschlufstellen 45 für den Einlaufdruck und 46 für den Auslaufdruck geleitet. Sie belasten bzw. entlasten die im Differenzdruckgeber befindlichen beiden Membranen 47 und 48, deren wulstartig verstärkter Rand durch die Deckel 49 und 50 mittels Schrauben 51 fest und dicht am linken Führungsstück 21 eingespannt ist. Die Membran 4$ ist an der dem Deckel 50 zugeordneten Stirnseite mittels einer Schraube 52 befestigt, die auch eine auf der Nembran 4$ liegende Federplatte 54 fest mit dem Steuerkolben 3$ verbindet. Die Federplatte 54 bildet das Widerlager einer Kegelfeder 53-die in einer Kammer 62 angeordnet ist und deren anderes_Ende an der Innenwandung des Deckels 50 anliegt. Die Kegelfeder 53 hält den Steuerkolben 3$ in der in Fig: 4 gezeichneten Lage, in der die.an,seiner. linken Stirnseite befindliche T:omßran 47 an der Innenwandung des Deckels 149 anliegt. In dem Deckel 50 ist ein Dä:iipfungs-» ventil 55 angeordnet, das in eine- quer zur Mittelachse des Steüerkoivens 3$ in dem Deckel 50 angebrachte Bohrung 56 _ eingesetzt ist -und unter Zwischenschaltung -eines Dichtringes 5? über einer mit der. Bohrung 56 gleichachsigen Bohrung 5$ des Deckels 50 angeordnet ist. Hierdurch wird der Durchtrittsquerschnitt der"Bohrung 5$ auf den Durchlaß 59 des Bodenteils des Ventils 55 gedrosselt, ri dessen Ventilkörper ein Filzstopfen 60 eingesetzt ist, derden Durchlag 59 nochmals stark drosselt. Die das Dämpfungsventil 55 aufnehmende Bohrung 56 des Deckels 50 steht über einen Kanal 61 in Verbindung mit der die Kegelfeder 53 aufnehmenden Kammer 62 und ist nach außen durch einen Schraubstopfen 63 abgeschlossen:-An&dem Deckel 50-sind die in. Fig. 1 ersichtlichen Entlüftungsschrauben 64angebracht, durch welche die die Kegelfeder 53 enthaltende Kammer 62 entlüftet wird. Auf der der zweiten Flüssigkeitskomponente entsprechenden Regelseite des IZischungsventils, d. h. an der rechten Seite der Fig. 3, ist gemäß Fig. 5 das äußere Ende der Plansch-27$ die die Regelwelle 3 umschließt,' mit der Nabe 33 des Steuerhebels 65 durch einen eingelegten, achsparallelen Stift 66 formschlüssig verbünden, der etwa zur-Hälfte in einem Längsschlitz 67 der Flänschwelle 27 liegt undmit der anderen Hälfte in eine Nut; -68 der Nage. 33 eingreift: Durch die Stellschraube 39 erhält der in gleicher Weise wie der Steuerhebel 35 der ersten Flüssigkeitskomponente ausgebildete und mit einem kugelförmigen Ende 36 versehene Steuerhebel 65 gegenüber der Flanschwelle 27 eine gewisse Vorspannung, ohne daß die Flansdhwelle 27 auf die Regelwelle 3 gedrückt.wird. Das kugelförmige Ende 36 des Steuerhebels 65 greift wiederum in die Bohrung 37 des unter Wirkung der zwischen dem Deckel 50 und der Federplatte 54 angeordneten Kegelfeder 53 stehenden Steuerkolbens 3$ des Differenzdruckgebers 75. Die Bewegung dieses Steuerkolbens 3$ wird von. der. Druckdifferenz der rechten Flüssigkeitskomponente derT'ig. 3 über die Bohrungen 41 für den Einlaufstau und 42 für den Auslaufdruck bewirkt. Diese Druckdifferenzen werden über in den Anschlüssen Q43 für den Einläufdruck und-44 für den Auslaufdruck mündende nicht gezeichnete Kanäle zu dem im Deckel 49 vorgesehenen Einlaufstutzen 45 sowie zu dem im Deckel 50 angebrachten Auslaufstutzen 46 geleitet'.: Hierdurch werden die beiden TJembranen 47 und 4$` belastet bzw. entlastet. Die übrige Ausbildung dieser Steuereinrichtung ist die gleiche wie die auf der linken Seite der Fig. 3 angebrachte, in Fig. 4 dargestellte Einrichtung.
- Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung, ist fol"ende: Wird kein Kraftstoff ausgegeben, so wirkt auf die beiden Steuerkolben 38kein Impuls; sie werden in der in den Figuren 4 und 5 gezeichneten rage mit ihrer Nembran 47 durch die Kegelfeder 53 gegen den Deckel, 49 gedrückt. Die beiden Steuerschieber 12=und die von ihnen-umschlossenen Regelscheuer 8 befinden sich in der Stellung der Fig. 7 und 10, in welcher die an dem Zapfgerät angeschlossene Austritts-Qffnung 73 bzw74 des Mischventilgehäuses 1 durch den Steuerschieber ,1 ,2 und den seinen Steuerschlitz 69 abdeckenden Steg 9 des Regelschiebers $ geschlossen sind. Dadurch ist der Flüssigkeitsdurchgang in Richtung der Pfeile -von X -nach y geschlossen; es kann keine der beiden Flüssigkeitskomponenten abgegeben werden. Tritt an einer- der beiden Austrittsöffnungen 73 bzw_.-74 ein Druckabfall ein, so wird er über den Auslaufstutzen 11,2 sowie über die Anschlüsse 44 und 46 zum-Dämpfungsventil 55 geführt. Über-den Kanal 61 sowie die Bohrung 56 tritt Flüssigkeit durch den Filzstopfen 60 und den Durchlaß 59 aus und gelangt über die Anschlüsse i;.6 und 43 sowie den Auslaulstutzen 42 bei y in den Förderstrom: Der Einlaufdruck in Sichtung von x wird über die Bohrungen 41, die Anschlüsse 44 und 45 auf die T:Ieinbran 47 geleitet und bewegt hier aen 3f,euer#leolben 33 gegen die Spannung der Kegelfeder 53. Der S4.ü@:t.f@L,f:n nrnrni; :las in. seine Bohrung 37 enggreifende kugelförmige Ende 36 des Steuerhebels 35 bzw. 67 mit. Diese Bewegung des Steuerhebels wird an der linken Seite der Fig. 3 von der Nabe 23 und der Stehschi: aube 3 ) auf die Flanschwelle 17 übertragen und gelangt weiter über die Bohrungen 1$ und die Formstifte 15, die über die 'Deichbuchsen 19 spielfrei aber elastisch ineinändergreifen, und die Bohrungen 16 auf die. Steuerschieber 12. Dadurch werden die beiden Steuerschieber 12 so bewegt, das der Durchflu''-in Richtung von x nach y über den Steuerschlitz 69 freigegeben wird:, entsprechend der Darstellung in den Fig. 6 und sowie ä und 11. Die Bewegung des Steuerschiebers 12 an der Regelseite, d. h. an der in Fig. 3 rechten Seite, wird sinngemäe.in gleicher iWeise bewirkt. Die Bewegung des Steuerkolbens 3$ wird auf das in seiner Bohrung 37 eingreifende kugelförmige Ende 36 des Steuerhebels 65 übertragen, wodurch die Nabe 33 auf dem . in die Nut 68 und den Schlitz 67 der Flanschwelle 27 eingelegten Stift 66 übertragen und von dort aus über die Bohrungen 18 mit den Weichbuchsen 19 und. den Forriistiften 16 über die Bohrung 16 auf den Steuerschieber 12,: der über den Schlitz Eden Durchgang in Richtung von x nach y öffnet.. Diese Bewegung der beiden Steuerschieber 12: beenflu:'t die Wirkung der! beiden Regelschieber 8 nicht,-,, 'a diese iiii@e I upulse -über den Regelhebel 29 erhalten, der mittels des Stiftes 30 unmittelbar auf der Regelwelle 3 befestigt ist. Die Regelwelle 3 überträgt die von dem Differentialgetriebe des Rechenwerkes kommenden Impulse-über die radialen Stifte 6 auf die Regelschieber $,-wobei die zwischengeschalteten Weichbuchsen 7 eine spielfreie aber trotzdem nachgiebige Übertragung bewirken. Dadurch ergeben sich die in den Figuren $ und 11 dargestellten Betriebsstellungen. ;dir d die Druckdifferenz zwischen den Einiäuföffnungen 71, 72 und den Austrittsöffnungen 73, 74 geringer,: so verdrehen die Steuerkolben 3-8 die Steuerschieber 12 mit-ihren-Steuerschlitzen 69 so, dal der Durchfluß in Richtung von x nach y 'geschlossen wird. Hierbei wird das Dämpfungsventil 55 angehoben und gibt den vollen Durchgang für die Bohrung 46 frei, so Bader Steuerkolben 3$ kurzzeitig seine Schließ-Bewegung ausführt. Die beiden Führungsteile 34 und 21 mit ihren Steuerkolben 38 sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich, um 90o gegeneinander versetzt, sie können an dem Gehäuse 1 des Mischventils beliebig angebaut werden, da sie mit der Regelwelle 3 bzw. den beiden Flansehwellen 17 und 27 und deren: Regel- Uzw: Steuerhebel 2.) und 65 in keiner mechanischen-Ve=r-bihdung stehen.
Claims (2)
- Patentansprüche 1, Steuereinrichtung zum Konstanthalten des Mischungsverhältnisses zweier-Flüssigkeitskompondnten, insbesondere für Zapfsäulen zur Abgabe von Kraftstoffen unterschiedlicher Oktanzahl, mit einem in der Durchflußleitung der beiden Komponenten vorgesehenen Drosselorgan, nach Patent ... (Patentanmeldung J 30 O$0 IXb/42e), dadurch gekennzechnet, daß beide Austrittsöffnungen (73, 74) des Gehäuses (1) eines Mischventils vor Beginn der Flüssigkeitsabgabe durch einen für jede Flüssigkeitskomponente vorgesehenen Steuerschieber (12) geschlossen sind, der sich während der Flüssigkeitsabgabe langsam und gedämpft öffnet, dagegen bei Drosselung der Flüssigkeitsabgabe rasch und ungedämpft selbsttätig schließt.
- 2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daffür jede Flüssigkeitskomponente ein Steuerschieber (12) und ein Regelschieber ($) vorgesehen sind, wobei der Steuerschieben (12) seine Impulse von der Druckdifferenz zwischen Ein--und Auslaufdruck, der Regelschieber ($) seine Impulse. von einer mit einem Rechenwerk gekuppelten Regelwelle erhält.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, Ir - (12) daß der Regelschieber ($) von dem Steuerschieber/ganz: oder teilweise umschlossen ist:
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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DE (1) | DE1648034C3 (de) |
-
1967
- 1967-06-08 DE DE19671648034 patent/DE1648034C3/de not_active Expired
Also Published As
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DE1648034C3 (de) | 1974-07-11 |
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Legal Events
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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