DE1673230A1 - Smoke density meter for diesel engines to measure the smoke density of the exhaust gases - Google Patents
Smoke density meter for diesel engines to measure the smoke density of the exhaust gasesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Rauchdichteme#gerät für Dieselmotoren zum Messen der Rauchdichte der Abgase Die bekannten, dem heutigen technischen Stand entsprechenden Gerate nach dem Durchleuchtungsverfahren benutzen die Lichtabsorption in einer genau definierten Rauchsäule als Me#grö#e. Diese Meßgeräte mit nur einem gemeinsamen MeB-und Bezugsrohr neigen entweder zu sehr starker Verschmutzung der Lichtquelle und des Fotoelementes oder garantieren nicht die Konstanthaltung der durchleuchteten Rauchsäule oder sie lassen keine schnelle und einwandfreie Nullpunktkontrolle zu Der am meisten verbreitete Gerätetyp ist mit brit. Patent 918 525 beschrieben und besitzt zwei in Abmessungen und Ausführung identische Rohre. The invention relates to a smoke density device for diesel engines for measuring the smoke density of the exhaust gases The known, the current technical standard Corresponding devices according to the fluoroscopic method use the light absorption in a precisely defined column of smoke as a measurement size. These gauges with just one common measuring tube and reference tube either tend to very heavy pollution of the Light source and the photo element or do not guarantee that the X-rayed smoke column or they do not allow a quick and perfect zero point check The most common type of device is described with British patent 918 525 and has two tubes that are identical in terms of dimensions and design.
Ein Bezugsrohr, das von Frischluft durchströmt und durch das die Nullpunkteinstellung vorgenommen wird sowie das MeBrohr, durch das während der Messung das Rauchas strömt. A reference pipe through which fresh air flows and through which the Zero point adjustment is made as well as the measuring tube through which during the measurement the smoke flows.
Bine Lichtquelle und ein Fotoelement, dessen Fotostrom auf einem Mikroampere-Meter zur Anzeige gebracht wird, sind auf einer gemeinsamen Welle so angeordnet, da# sie wahlweise vor das Bezugsrohr odor vor das MeBrohr geschwenkt werden können. A light source and a photo element, whose photo current is on one Microampere meters are displayed on a common shaft like that arranged so that it can be swiveled either in front of the reference tube or in front of the measuring tube can be.
Trotz konstruktiver Vorsorge setzt sich im MeBrohr schon nach kurzer Betriebszeit soviel Ruß ab, da8 durch Absorption des Lichtes, auch bei sorgfältiger des Me#-rohres, gegenüber dem Bezugerohr eine Anzeige erfolgte Um diese Man. gel zu beheben, umfaßt vorliegende Erfindung Lösungswege, fUr die Steuerung des Rauchgas- und Frischluftstromes im RauchdichtemeBgerät bei Verwendung nur eines gemeinsamen MeB-und Vergleichsrohres. @ Die unterschiedliche Lichtabsorption wird vermieden, wenn nur ein Rohr für Eichung (Nullpunkteinstellung) und Messung benutzt wird. Dabei muS dafür gesorgt werden, da# durch reichliche Frischluftspülung vor der Nullpunkteinstellung alle Rauchgaareste aus dem Me#- und Bezugsrohr verdrängt werden. Despite constructive precautions, it settles in the measuring tube after a short time Operating time removes so much soot that by absorbing the light, even with careful use of the measuring tube, opposite the reference tube there was a display. gel to remedy, the present invention includes solutions for the control of the flue gas and fresh air flow in the smoke density meter when using only one common Measuring and comparison tube. @ The different light absorption is avoided, if only one tube is used for calibration (zero point adjustment) and measurement. Included Care must be taken to ensure that # by abundant fresh air purging before the zero point adjustment all smoke gas residues are displaced from the measuring and reference pipe.
Die Steuerung des Rauchgas-und Frischluftstromes wahrend der Betriebsphasen"Eichen"und"Messen"erfolgt durch entsprechende Einrichtungen in Gerät oder durch Armaturen außerhalb des Gerätes.The flow of flue gas and fresh air is controlled during the "calibration" and "measurement" phases by appropriate devices in the device or by fittings outside the device.
Die Erfindung wird nachstehend anhand-von Ausführungsbeispielen nicher erläutert.The invention is not illustrated below with the aid of exemplary embodiments explained.
In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 Schematische Gesamtanordnung des einrohrigen RauchdichtemeBgerätes nach dem Durchleuchtungsverfahren mit äußerer Steuerung während der Messung.In the drawings: FIG. 1 shows a schematic overall arrangement of the single-tube smoke density meter using the fluoroscopic method with external Control during the measurement.
Fig. 2 Äußeres Steuerorgan des in Fig. l dargestellten Gerätes in Eichstellung (schematisch).Fig. 2 External control member of the device shown in Fig. 1 in Calibration position (schematic).
Figez 3 + 4 Äu#eres Steuerorgan mit Überströmventil in Eichstellung Fig. 5 + 6 Äu#eres Steuerorgan mit Überströmventil in MeBstellung Fig. 7, 8, 9 + lo Innwc Steuerung des Abgas-und Spülluftstromes Fig. 11, 12, 13 +14 s verbessertes inneres Steuerorgan, das gloichzeitig als keßrohr dient mit Frischluftspülung der Lichtquelle e und des Fotoelemantes w1 hrend der Messung. fig. 15 16, 17+18 Bin inneres Steuerorgan, das gleichzeitig als Me#rohr dient und mit einem Umströmkanal versehen ist@ Zig. 19 + 20 Darstellung eines inneren Steuerorgans, bei dem der Spülluftstrom zu Lichtquelle und Fotoelement durch ein Überdruckventil selbsttätig gesteuert wird.Fig. 3 + 4 Outer control element with overflow valve in calibration position Fig. 5 + 6 Outer control element with overflow valve in measuring position Fig. 7, 8, 9 + lo Innwc control of the exhaust gas and scavenging air flow Fig. 11, 12, 13 +14 s improved inner control unit, which serves as a cooling pipe with fresh air purging Light source e and the photo element during the measurement. fig. 15 16, 17 + 18 am inner control element, which also serves as a measuring tube and with a flow channel provided is @ Zig. 19 + 20 Representation of an inner control element in which the purge air flow to the light source and photo element is automatically controlled by a pressure relief valve.
In Figur 1 ist der prinzipielle Aufbau des einrohrigen Rauchdichtem#gerätes während der Messung dargestellt.FIG. 1 shows the basic structure of the single-pipe smoke-tight device shown during the measurement.
Bia in Teilstrom des Abgases tritt durch das äu#ere Steuerorgan 6, in don auch eine Waaserabscheidung stattfindet acwie dam s Überströmventil 7 in das Me#rohr 1 ein und durchströmt dieses von der Rohrmitte zu den Enden 27 des Me#rohres 1.Bia in partial flow of the exhaust gas passes through the outer control element 6, Waaser separation also takes place in don acwie dam s overflow valve 7 in the measuring tube 1 and flows through it from the middle of the tube to the ends 27 of the measuring tube 1.
Das durch Elektromotor 4 angetriebene Gebläse 3 saugt durch die Ansaugleitung 2 Frischluft an und drückt sie durch das Spülrohr 5 dessen Austrittsöffnungen düsenartig verengt sind, als schiitzenden und kühlenden Luftvorhang vor Lichtquelle 9 und Fotoelement 10. Nach Durchströmen des Meßrohres l sarcumelt sich das Abgas gemeinsam mit der Spülluft im Gerätegehäuse. Das Gemisch lwaLn durch den Austrittsstutzen 8 aus dem Gerät entweichen.The blower 3 driven by the electric motor 4 sucks through the suction line 2 fresh air and presses it through the flushing pipe 5 its outlet openings like a nozzle are narrowed, as a protective and cooling air curtain in front of the light source 9 and photo element 10. After flowing through the measuring tube l, the exhaust gas sarcumes together with the Purge air in the device housing. The mixture lwaLn through the outlet port 8 from the Device escape.
Bine Spannungsquelle 12 speist während der Messung und der Eichung außer dem Elektromotor 4 die Lichtquelle 9, deren Strahlengang die Abgassäule bzw. die Frischluft im me#roh 1 durchleuchtet.A voltage source 12 feeds during the measurement and the calibration In addition to the electric motor 4, the light source 9, the beam path of which the exhaust gas column or the fresh air in me # roh 1 is screened.
Das Fotoelement 10 zeigt durch seinen Fotostrom am Anzeigeinstrument 11 das durch das Abgas nicht absorbierte Licht als Me#stab für die Rauchdichte an.The photo element 10 shows through its photo current on the display instrument 11 shows the light not absorbed by the exhaust gas as a measure of the smoke density.
Während der Eichung, d.h. Nullpunkteinstellung, des Gerägtes ist das äxAere Steuerorgan 6 gemaß Fig. 2 so geschaltet, daB der Abgasteilstrom aus der Abgasleitung des Motors abgeführt wird, ohne das Gerät zu erreichen (By-pass-Betrieb).This is during the calibration, i.e. zero point adjustment, of the device ÄxAere control member 6 according to FIG. 2 switched so that the partial exhaust gas flow from the Exhaust pipe of the engine is discharged without reaching the device (by-pass operation).
Wegen des fehlenden Gegendruckes durch das Abgas kann die Spülluft das Me#rohr l von den Rohrenden 27 durchströmen und durch die Spülluftführung im äu#eren Steuerorgan 6 entweichen. Während dieses Vorganges ist das Me#rohr 1 mit Frischluft gefüllt und die Paarung Lichtquelle 9, Fotoelement 10 kann mit Hilfe des Potentiometers 14 auf die Nullstellung des Anzeigeinstrumentes 11 gebracht werden 9Eichvorgang). Der Schalter 13 dient zum Ein- u. Ausschalten der Spannung fur Lichtquelle 9 und Elektromotor 4.Because of the lack of back pressure from the exhaust gas, the purge air Flow through the measuring tube l from the tube ends 27 and through the purge air duct in the outer control element 6 escape. During this process, the measuring tube 1 is with Fresh air filled and the pairing light source 9, photo element 10 can with the help of the potentiometer 14 can be brought to the zero position of the display instrument 11 9 calibration process). The switch 13 is used to switch the voltage for the light source on and off 9 and electric motor 4.
Das äuBere Steuerorgan 6 kann im einzelnen so ausgefuhrt sein, wie in den Fig. 3 bis 6 dargestellt ist. Die zylinderische Hauptkammer 16 ist im Gehäuse 15 drehbar eingesetzt. Sie ist als Drehschieber ausgebildet und kann durch eine 45°-Drehung des Betätigungshebels 26 von der Eich-und By-pass-Stellung Fig. 3 und 4 in die Me#stellung Fig. 5 und 6 umgeschaltet werden. Der Zylindermantel der Hauptkammer 16 ist mit einer Anzahl von Öffnungen versehen, die die Steuerung des Abgas- und Spülluftstromes in den zwei Betriebsphasen übernehmen.The outer control element 6 can be designed in detail as is shown in Figs. The cylindrical main chamber 16 is in the housing 15 inserted rotatable. It is designed as a rotary valve and can by a 45 ° rotation of the actuating lever 26 from the calibration and by-pass position, FIGS 4 can be switched to the measurement position in FIGS. 5 and 6. The cylinder jacket of the main chamber 16 is provided with a number of openings that control the exhaust and Take over the purge air flow in the two operating phases.
Während des Eichvorganges (Fig. 3 und d 4) tritt der Teilstrom desMotorabgasesdurchdenAbgaseintrittsstutzenJ,, das s By-pass-Rohr 20 und den Abgasaustrittsstutzen 21 ins Freie. Wie oben beschrieben, durchströmt die Frischluft das Me#rohr von den Rohrenden her u@ tritt durch den räeanschlu#stutzen 22 in die zylinderische Hauptkam@er @@.During the calibration process (Fig. 3 and d 4) the partial flow of the engine exhaust gas passes through the exhaust gas inlet connection J ,, the s by-pass pipe 20 and the exhaust gas outlet nozzle 21 to the outside. As described above, the fresh air flows through the measuring tube from the tube ends and passes through the räeanschlu # stub 22 in the cylindrical main chamber @@.
Durch den Überströmkanal 23 und die Ventilkammer 18 kann die Spülluft aus dem Stutzen 24 austreten. Das Überströmventil 25 im Zwischenboden 17 tritt beim Eichvorgang @@@ in Wirkung.The scavenging air can pass through the overflow channel 23 and the valve chamber 18 emerge from the connecting piece 24. The overflow valve 25 in the intermediate floor 17 occurs at Calibration process @@@ in effect.
Fig. 5 und 6 zeigen die Stellung der drehschieberartige@ 'z.re.;..511ungcerdeliqch.e'bxar.vi;;. zylinderischen Hauptkammer 16 während der Me#phase. Da@ Abgtas tritt durch den Abgaseintrittsstutzen 19 in die linderische Hauptkammer 16 ein. Dabei wird das By-pass-Rol JO angeströmt. Es wirkt als Prall- und Wirbelkörper.5 and 6 show the position of the rotary valve-like @ 'z.re.; .. 511ungcerdeliqch.e'bxar.vi ;;. cylindrical main chamber 16 during the measurement phase. The @ exhaust gas passes through the exhaust gas inlet connection 19 into the main chamber 16 of Lindos. Thereby the by-pass Rol JO is flown against. It acts as a baffle and a vertebral body.
Da in de Me#stellung sowohl der Abgasaustrittsstutcn1 als auch die Öffnung zum Überströmkanal 23 verschlossen sind, kann das Abgas nur durch den Geräteanschlu#stutzen 22 zum Me#rohr viril. strömen. Zur Konstanthaltung des Abgasdruckes vor Eintritt in das Gerat ist im Zwischenboden l ? das Überstromventil 25 vorgesehen. Die abgeblasene Abgasmenge strömt aus der oberen Ventilkammer 18 durch den Stutzen 24 ab.Since both the exhaust gas outlet pipe and the Opening to the overflow channel 23 are closed, the exhaust gas can only cut through the device connection 22 to the Me # pipe viril. stream. To keep the exhaust pressure constant before entry in the device is in the false floor l? the overflow valve 25 is provided. The blown off The amount of exhaust gas flows out of the upper valve chamber 18 through the connector 24.
Die zylinderische Hauptkamner 16 wird gleichzeitig als Kondensatabscheider für das Abgas benutzt. Sie wird deshalb mit einer Entwässerungsmöglichkeit versehen. Außer der beschriebenen äußeren Abgas-und Spülluftsteuerung kann auch eine innere Steuerung vorgesehen werden, die zweckmäßigerweise auf einem drehbar gelagerten Mehrohr basiert, dessen mittelteil als Steuerdrehschieber ausgebildet ist, Die einfachste Ausführung des inneren Steuerorgana 28 zeigen die e Fig. 7 bis 10. Während des Eichvorganges (Fig.The cylindrical main chamber 16 doubles as a condensate separator used for the exhaust. It is therefore provided with a drainage facility. In addition to the described external exhaust gas and scavenging air control, an internal one can also be used Control are provided, which is expediently mounted on a rotatable Mehrohr is based, the middle part of which is designed as a rotary valve, the simplest The execution of the inner control element 28 is shown in FIGS. 7 to 10. During the calibration process (Fig.
7. u. 8) tritt die Spülluft durch den oberen Stutzen des Gerätemittelteiles 29 in das drehbare innere Steuerorgan 28 ein und durchströmt es von der Rohrmitte zu den Rohrenden hin. Der Abgaseintritt ist durch das drehbare MeBrohr während der Eichung gesperrt.7. and 8) the purging air passes through the upper nozzle of the central part of the device 29 into the rotatable inner control element 28 and flows through it from the center of the pipe towards the pipe ends. The exhaust gas inlet is through the rotatable measuring tube during the Calibration blocked.
Zur Messung wird das Steuerorgan 28 soweit gedreht, da# der volle Querschnitt im Gerätemittelteil 29 freigegeben wird. Fig. 9 und 10. Jetzt kann das Abgas einströmen und der Spülluft wird der Eintritt in das Me#rohr verwehrt. For the measurement, the control member 28 is rotated so far that # the full Cross section in the device middle part 29 is released. Fig. 9 and 10. Now you can Exhaust gas flows in and the purge air is prevented from entering the meter pipe.
Die vorstehend beschriebene Anordnung verhindert nicht die Möglichkeit einer Verschmutzung der Lichtquelle 9 und des Fotoelementes 10. The arrangement described above does not prevent the possibility contamination of the light source 9 and the photo element 10.
Die Fig. 11 bis 14 stellen eine verbesserte Ausführung dar, die den Nachteil der Verschmutzung der Lichtquelle 9 und des Fotoelementes es 10 vermeidet. Figs. 11-14 illustrate an improved embodiment that the It avoids the disadvantage of soiling the light source 9 and the photo element 10.
Während des Spülvorganges beim Eichen (Fig. 11 und 12) tritt der Hauptstrom der Spülluft von oben durch das Gerätemittelteil 29 in deas innere Steuerorgan 28 wie oben beschrieban ein. Ein geringer Teilstrom der Spülluft durchströmt das Blasrohr 30* Nach Umschaltung in die Me#-stellung (Fi g. 13 und 14) wird odurch das gedrehte innere Steuerorgan 28 der Eintritt der Spülluft in das Me#rohr verhindert. Die gesamte Spülluftmenge strömt durch das Blasrohr 30, dessen Enden düsenformig verengt sind und eo in Richtung auf Liohtquelle 9 9 und Fotoelement 10 gerichtet sind, daß diese durch einen Spülluftvorhang vor Kontakt mit des Abgas und damit vor Verschmutzung durch das Abgas geschützt werden Eine ähnliche Anordnung zeigen die Fig. 15 bis 18. Jedoch wird hierbei die Steuerung des Spülluftstromes während der Eichung (Fig. 5 und 16) urch das innere Steuerorgan 28 und bei der Messung (Fig. 17 und 18) mittels eins besonderen Überströmkanals in das Blasrohr 30 bewirkt. During the rinsing process when calibrating (Fig. 11 and 12) occurs Main flow of the scavenging air from above through the device middle part 29 into the inner control element 28 as described above. A small partial flow of the purge air flows through it Blowpipe 30 * After switching to the Me # position (Figs. 13 and 14), odurch the rotated inner control element 28 prevents the flushing air from entering the measuring tube. The entire amount of scavenging air flows through the blowpipe 30, the ends of which are nozzle-shaped are narrowed and eo in the direction of Liohtquelle 9 9 and photo element 10 directed are that this through a scavenging air curtain from contact with the exhaust gas and thus be protected from pollution by the exhaust gas Show a similar arrangement 15 to 18. However, the control of the purge air flow during the calibration (Fig. 5 and 16) by the internal control member 28 and during the measurement (Fig. 17 and 18) brought about by means of a special overflow channel in the blowpipe 30.
Die Fig. 19 und 20 veranschaulichen die Mölichkeit, ein Überdruckventil us Steuerung des Spülluftstromes einzusetzen. Wahron der Bichung (Fig. 19) ist das innere Steuerorgan 28 in eienr solchen Lage, da# die Spülluft ungebindert von der Rohrmitte zu den Rohrenden 27 hin durchströmen kann. Zu Beginn des Me#vorganges wird das innere Steuerorgan 28 so gedreht, da# das Abgas eintreten kann. Dabei wird die Zufuhr der Spülluft abgesperrt. (Fig. 20). Das feder-oder massebelastete Überdruckventil 32 mu# so ausgelsgt sein, da# es durch die aufgestaute Spülluft geöffnet wird und den Weg zum Blasrohr 30 freigibt@ 19 and 20 illustrate the possibility of a pressure relief valve us to use control of the purge air flow. This is true of the Bichung (Fig. 19) inner control element 28 in such a position that the scavenging air is unobstructed by the Can flow through the middle of the pipe to the pipe ends 27. At the beginning of the measuring process the inner control member 28 is rotated so that # the exhaust gas can enter. It will the supply of the purge air is shut off. (Fig. 20). The spring-loaded or mass-loaded pressure relief valve 32 must be sufficiently balanced that it is opened by the pent-up purging air and clears the way to the blowpipe 30 @
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |