DE202015106101U1

DE202015106101U1 - metering

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Publication number: DE202015106101U1
Application number: DE202015106101.3U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2016-02-01
Anticipated expiration: 2025-11-12
Also published as: EP3374634A1; WO2017081242A1; CN108884818A; US20180328351A1

Abstract

Dosiereinrichtung zum Dosieren eines leicht brennbaren Stoffes, insbesondere Acroleinacetal, aus einer Quelle oder einem Verratsbehälter für den Stoff in eine Vakuumleitung (38) durch eine Pumpe, deren Pumpenleistung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine durch einen Pressluftmotor (28) betriebene Verdrängungspumpe (26) ist, und dass zwischen der Verdrängungspumpe (26) und der Vakuumleitung (38) ein Druckhalte- und Regelventil angeordnet ist, dessen dimensionslose Förderhöhe H/Ho [mWs/1mWs] mit der dimensionslosen Förderleistung Q/Qo [m3/h/1m3/h] nach der Formel: {H/Ho} = {C1·(Q/Qo)}0,333 zusammenhängt, wobei gilt. H = Hydraulischer Druck am Eingang des Druckhalte- und Regelventils Ho = 1 mWS C1 = Konstante für das Druckhalte- und Regelventil Q = Hydraulische Durchflussleistung Qo = 1 m3/h.Dosing device for dosing an easily combustible substance, in particular acrolein acetal, from a source or a container for the substance in a vacuum line (38) by a pump whose pump power is controllable, characterized in that the pump by a compressed air motor (28) operated displacement pump (26), and that between the positive displacement pump (26) and the vacuum line (38) a pressure holding and control valve is arranged whose dimensionless delivery height H / Ho [mWs / 1mWs] with the dimensionless delivery rate Q / Qo [m3 / h / 1m3 / h] according to the formula: {H / Ho} = {C1 · (Q / Qo)} 0.333, where. H = Hydraulic pressure at the inlet of the pressure maintenance and control valve Ho = 1 mWS C1 = Constant for the pressure maintenance and control valve Q = Hydraulic flow rate Qo = 1 m3 / h.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung zum Dosieren eines leicht brennbaren Stoffes, insbesondere Acroleinacetal, aus einer Quelle oder einem Verratsbehälter für den Stoff in eine Vakuumleitung durch eine Pumpe, deren Pumpenleistung steuerbar ist. The invention relates to a metering device for metering a readily combustible substance, in particular acrolein acetal, from a source or a container for the substance in a vacuum line by a pump, the pump power is controllable.

EP 2 237 373 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser mit Acrolein, die an einer Hauptballastwasserleitung einer Ballastwassereinrichtung anzuschließen ist, umfassend: eine Reaktoreinrichtung, der ein Acroleinderivat, Katalysatorsäure und Wasser zur Erzeugung einer wässrigen Acroleinlösung zuzuführen ist, eine Abzweigungsleitung, die mit der Hauptballastwasserleitung zur Abzweigung eines Ballastwasser-Teilstroms verbunden ist, und eine Mischeinrichtung, die mit der Abzweigungsleitung und mit einer Acroleinlösung-Zufuhrleitung von der Reaktoreinrichtung verbunden ist und zur Verdünnung der wässrigen Acroleinlösung von der Reaktoreinrichtung ausgelegt ist, und eine Zufuhreinrichtung zur Zufuhr der wässrigen Acroleinlösung von der Mischeinrichtung zu der Hauptballastwasserleitung. Die EP 2 237 373 A1 lehrt, wie an Deck von Schiffen aus Acroleinacetal, einem leicht brennbaren Stoff mit niedrigem Flammpunkt, plus Wasser und Katalysator bei Bedarf eine wässrige Lösung des Biozides Acrolein erzeugt werden kann, welches über eine Vakuumleitung in den Maschinenraum des Schiffes geleitet wird, um dort idas Ballastwasser des Schiffes zu desinfizieren. EP 2 237 373 A1 relates to an apparatus for treating ballast water with acrolein to be connected to a main ballast water conduit of a ballast water facility comprising: reactor means to be supplied with an acrolein derivative, catalyst acid and water for producing an aqueous acrolein solution; a branch conduit communicating with the main ballast water conduit for branching a ballast water Partial flow is connected, and a mixing device which is connected to the branch line and with an acrolein solution supply line from the reactor device and for diluting the aqueous acrolein solution is designed by the reactor device, and a supply means for supplying the aqueous acrolein solution from the mixing device to the main ballast water line , The EP 2 237 373 A1 teaches how on deck of acrolein acetal vessels, a highly flammable material with low flashpoint, plus water and catalyst, an aqueous solution of the biocide acrolein can be produced, which is directed via a vacuum line into the engine room of the ship, where it is ballast water to disinfect the ship.

DE 20 2011 032 903 U1 betrifft eine Misch- und Dosiervorrichtung zum Mischen und Dosieren von flüssigen Chemikalien umfassend eine Kreislaufpumpe mit einem Saugstutzen und einem Druckstutzen, eine Rohrschlange, deren Volumeninhalt so bemessen ist, dass die in die Vorrichtung eindosierten Chemikalien eine für die chemische Umsetzung ausreichende Verweilzeit haben, ein Staurohr, das den aus der Rohrschlange austretenden Kreislaufstrom unter Bildung einer Staustelle von dem Auslass der Rohrschlage zu einer Dosierleitung führt, die zwischen dem Staurohr und dem Saugstutzen der Kreislaufpumpe angeordnet ist und wenigstens zwei Dosierventile umfasst, sowie ein Fallrohr, das mit dem Staurohr verbunden ist und einen Vakuumflansch zum Anschluss der Misch- und Dosiervorrichtung an eine Vakuumvorrichtung aufweist. Im Detail wird in DE 20 2011 032 903 U1 gezeigt, wie in einer kontinuierlichen Vorrichtung in Form eines Schlaufenmischreaktors das Acroleinacetal mit der wässrigen Katalysatorlösung zur Reaktion gebracht wird, und wie diese beiden Stoffe durch zwei Dosierventile an dieser Vorrichtung in eine Vakuumleitung kontinuierlich eingepumpt werden. DE 20 2011 032 903 U1 relates to a mixing and metering device for mixing and dosing of liquid chemicals comprising a circulation pump with a suction nozzle and a discharge nozzle, a coil whose volume content is such that the dosed into the device chemicals have sufficient residence time for the chemical reaction, a pitot tube that conducts the recycle stream exiting the coil to form a surge point from the outlet of the tube strikes to a metering line disposed between the pitot tube and the suction port of the circulation pump and comprising at least two metering valves, and a downcomer connected to the pitot tube and Having a vacuum flange for connection of the mixing and metering device to a vacuum device. In detail, in DE 20 2011 032 903 U1 have shown how in a continuous loop mixing apparatus the acrolein acetal is reacted with the aqueous catalyst solution and how these two materials are continuously pumped into a vacuum line through two metering valves on this apparatus.

Dosierpumpen werden üblicherweise von Drehstrommotoren angetrieben, deren Drehzahl durch Frequenzumrichter geregelt wird. Frequenzumrichter müssen relativ nahe am Drehstrommotor aufgestellt werden, da es andernfalls zu Regelschwingungen kommt. Dazu kommt, dass beim Einsatz der Dosierpumpe in explosionsgefährdeter Umgebung, wie z.B. an Deck von Schiffen, die Flüssiggase transportieren, der Einsatz von elektrischen Betriebsmitteln untersagt ist.Metering pumps are usually driven by three-phase motors whose speed is controlled by frequency converters. Frequency inverters must be placed relatively close to the three-phase motor, as otherwise there will be control oscillations. In addition, when using the metering pump in explosive environments, such as. on the deck of vessels carrying liquid gases, the use of electrical equipment is prohibited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiereinrichtung zum Dosieren eines leicht brennbaren Stoffes, insbesondere Acroleinacetal, bereit zu stellen, die in explosionsgefährdeten Umgebungen gefahrlos eingesetzt werden kann.The invention has for its object to provide a metering device for metering a highly flammable substance, in particular acrolein acetal, which can be used safely in hazardous environments.

Dazu ist die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung zum Dosieren eines leicht brennbaren Stoffes, insbesondere Acroleinacetal, aus einer Quelle oder einem Verratsbehälter für den Stoff in eine Vakuumleitung durch eine Pumpe, deren Pumpenleistung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine durch einen Pressluftmotor betriebene Verdrängungspumpe ist, und dass zwischen der Verdrängungspumpe und der Vakuumleitung ein Druckhalte- und Regelventil angeordnet ist, dessen dimensionslose Förderhöhe H/Ho [mWS/1mWS] mit der dimensionslosen Förderleistung Q/Qo [m³/h/1m³/h] nach der Formel: {H/Ho} = {C1·(Q/Qo)}^0,333 zusammenhängt, wobei gilt.

H: = Hydraulischer Druck am Eingang des Druckhalte- und Regelventils
Ho: = 1 mWS
C1: = Konstante für das Druckhalte- und Regelventil
Q: = Hydraulische Durchflussleistung
Qo: = 1 m³/h

For this purpose, the metering device according to the invention for metering an easily combustible substance, in particular acrolein acetal, from a source or a container for the substance in a vacuum line by a pump whose pump power is controllable, characterized in that the pump is a driven by a compressed air motor displacement pump, and that between the positive displacement pump and the vacuum line a pressure holding and control valve is arranged whose dimensionless delivery height H / Ho [mWS / 1mWS] with the dimensionless delivery rate Q / Qo [m ³ / h / 1m ³ / h] according to the formula: { H / Ho} = {C1 · (Q / Qo)} ^0.333 , where.

H: = Hydraulic pressure at the inlet of the pressure maintenance and control valve
Ho: = 1 mWS
C1: = Constant for the pressure maintenance and control valve
Q: = Hydraulic flow rate
Qo: = 1 m ³ / h

Durch Verwendung eines Pressluftmotors statt eines Elektromotors als Antrieb der Dosierpumpe kann die Vorrichtung nach DE 20 2011 032 903 U1 in explosionsgefährdeter Umgebung, d.h. an Deck von Schiffen, welche Flüssiggase transportieren, eingesetzt werden. Die Pressluftleitung zum Pressluftmotor kann beliebig lang sein, d.h. die Pressluftquelle und deren Steuerung können außerhalb des explosionsgefährdeten Bereiches, beispielsweise im Maschinenraum des Schiffes, angeordnet sein. Allerdings ist das Drehmoment von Pressluftmotoren wegen des unvermeidlichen Schlupfes bei niedrigen Pressluftdrücken von unter 2 Bar nichtlinear zum Pressluftdruck. Dies stellt steuerungstechnisch einen Nachteil gegenüber den bei Drehstrommotoren verwendbaren Frequenzumrichtern dar. Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Druckhalte- und Regelventil in der Dosierleitung einer mit Pressluftmotor angetriebenen Verdrängungspumpe als Dosierpumpe eingesetzt wird, wobei sich überraschend gezeigt hat, dass dann die Hubzahl der Dosierpumpe proportional dem Pressluftdruck an dem Pressluftmotor ist, sodass die Dosiereinrichtung zuverlässig mit einer mit Pressluftmotor angetriebenen Verdrängungspumpe betrieben werden kann und die Steuerung vereinfacht wird.By using a compressed air motor instead of an electric motor as a drive of the metering pump, the device can after DE 20 2011 032 903 U1 in a potentially explosive atmosphere, ie on the deck of vessels carrying liquefied gases. The compressed air line to the compressed air motor can be of any length, ie the compressed air source and its control can be outside of the explosion hazard Range, for example, be arranged in the engine room of the ship. However, the torque of compressed air motors is non-linear to the compressed air pressure due to the inevitable slip at low pressures of less than 2 bar. This problem is control technology a disadvantage compared to the frequency converters used in three-phase motors. This problem is solved in that a pressure holding and control valve in the dosing of a driven with compressed air motor displacement pump is used as a metering pump, which has surprisingly been found that then the number of strokes Metering pump is proportional to the compressed air pressure on the compressed air motor, so that the metering device can be reliably operated with a positive displacement motor driven with a positive displacement pump and the control is simplified.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Druckhalte- und Regelventil umfasst ein zylindrisches Ventilgehäuse mit einer Oberseite, in der eine zentrale Eintrittsbohrung mit einem Durchmesser d1 vorgesehen ist, und mit einer Unterseite, in der eine Innenbohrung vorgesehen ist, deren Durchmesser d2 größer ist als der Durchmesser der Eintrittsbohrung und die einen Auslass des Druckhalte- und Regelventils bildet, einen Verschließkolben mit einem Oberteil, dessen Durchmesser d3 kleiner als der Durchmesser d2 der Innenbohrung und größer als der Durchmesser d1 der Eintrittsbohrung ist, eine frei bewegliche, kreisförmige Dichtungsscheibe aus einem Elastomer zwischen dem Verschließkolben und einer Innen-Dichtfläche, die zwischen der Innenbohrung und der Eintrittsbohrung an einer Innenseite des Ventilgehäuses gebildet ist, und durch eine Druckfeder, die in der Innenbohrung abgestützt ist und über den Verschließkolben die Dichtungsscheibe gegen die Innen-Dichtfläche drückt.According to an advantageous embodiment, the metering device according to the invention is characterized in that the pressure holding and control valve comprises a cylindrical valve housing having an upper side, in which a central inlet bore is provided with a diameter d1, and with a bottom, in which an inner bore is provided, the Diameter d2 is greater than the diameter of the inlet bore and forms an outlet of the pressure holding and control valve, a Verschließkolben with an upper part whose diameter d3 is smaller than the diameter d2 of the inner bore and larger than the diameter d1 of the inlet bore, a freely movable, a circular sealing disc made of an elastomer between the Verschließkolben and an inner sealing surface which is formed between the inner bore and the inlet bore on an inner side of the valve housing, and by a compression spring which is supported in the inner bore and on the Versch piston pushes the sealing washer against the inner sealing surface.

Das Druckhalte- und Regelventil ist weitgehend unempfindlich gegen die Anwesenheit von suspendierten Stoffen in im durchfließenden Medium. Das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil hat einen Selbstreinigungseffekt, denn, da alle beweglichen Teile sich axial und lateral frei bewegen können, werden Ablagerungen oder Anballungen von suspendierten Feststoffen stets mit dem Fördermedium ausgeschwemmt. Daher ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Druckhalte- und Regelventils besonders dann vorteilhaft, wenn das Fördermedium durch Polymerisation unlösliche Festkörper ausscheidet.The pressure maintenance and control valve is largely insensitive to the presence of suspended matter in the medium flowing through. The pressure holding and regulating valve according to the invention has a self-cleaning effect, since, since all moving parts can move freely axially and laterally, deposits or accumulations of suspended solids are always flushed out with the conveying medium. Therefore, the use of the pressure holding and control valve according to the invention is particularly advantageous if the pumped medium excreted by polymerization insoluble solids.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsscheibe einen Durchmesser d4 hat, der größer ist als der Durchmesser d2 der Eintrittsbohrung plus der radialen Erstreckung der Dichtfläche, und der kleiner ist als der Durchmesser d3 des Oberteils des Verschließkolbens. Durch diese Abmessungen der Dichtungsscheibe wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Dichtungsscheibe auf jeden Fall die Eintrittsbohrung abdeckt und zwar unabhängig von der zeitlichen Lage der Dichtungsscheibe gegenüber der Eintrittsbohrung.According to a further advantageous embodiment, the metering device according to the invention is characterized in that the sealing disc has a diameter d4 which is greater than the diameter d2 of the inlet bore plus the radial extent of the sealing surface, and which is smaller than the diameter d3 of the upper part of the Verschließkolbens. These dimensions of the sealing disc ensures in an advantageous manner that the sealing disc covers the inlet bore in any case, regardless of the timing of the sealing disc relative to the inlet bore.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite und die Unterseite des Ventilgehäuses als plane Dichtungsflächen ausgebildet sind. Damit können die Oberseite und die Unterseite in vorteilhafter Weise beim Einbau des Druckhalte- und Regelventil als Dichtflächen gegenüber Anschlussbauteilen genutzt werden.According to a further advantageous embodiment, the metering device according to the invention is characterized in that the top and the bottom of the valve housing are formed as a plane sealing surfaces. Thus, the top and the bottom can be used in an advantageous manner when installing the pressure holding and control valve as sealing surfaces against connection components.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:In the description, the claims, and the drawing, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals below are used. In the drawing:

1 einen Schnitt durch ein Druckhalte- und Regelventil, das bei der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung zum Einsatz kommt; 1 a section through a pressure holding and control valve, which is used in the metering device according to the invention;

2 einen Schnitt durch einen Einbau des Druckhalte- und Regelventils nach 1 in einer Verfahrensanlage; 2 a section through an installation of the pressure holding and control valve after 1 in a process plant;

3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung für leicht brennbare Stoffe, insbesondere Acrolein; und 3 a schematic representation of a metering device according to the invention for easily combustible substances, in particular acrolein; and

4 eine grafische Darstellung, die das Verhältnis des Pressluftdrucks an einem Pressluftmotor der Dosiereinrichtung zu der Hubzahl der durch Pressluftmotor angetriebenen Verdrängungspumpe zeigt. 4 a graph showing the ratio of the compressed air pressure on a compressed air motor of the metering device to the stroke rate of the compressed air motor driven displacement pump.

Zunächst wird anhand der 1 und 2 ein Druckhalte- und Regelventil beschrieben, welches bei der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung für eine Vakuumdestillationsanlage zum Einsatz kommt. First, based on the 1 and 2 a pressure holding and control valve is described, which is used in the metering device according to the invention for a vacuum distillation plant.

Gemäß 1 hat das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil ein zylindrisches, metallisches Ventilgehäuse 1 mit einer Oberseite 2, in der sich eine zentrale Eintrittsbohrung 3 mit einem Durchmesser d1 befindet. Das Ventilgehäuse 1 umfasst eine Innenbohrung 5, deren Durchmesser d2 größer ist als der der Durchmesser der Eintrittsbohrung 3 und die einen Auslass des Druckhalte- und Regelventils bildet. Das Ventilgehäuse 1 hat eine Unterseite 4, die ebenso wie die Oberseite 2 als plane Fläche ausgebildet ist und damit beim Einbau des Druckhalte- und Regelventil als Dichtflächen gegenüber Anschlussbauteilen genutzt werden kann. According to 1 the pressure holding and control valve according to the invention has a cylindrical, metallic valve housing 1 with a top 2 in which there is a central entrance hole 3 is located with a diameter d1. The valve housing 1 includes an internal bore 5 whose diameter d2 is greater than the diameter of the inlet bore 3 and which forms an outlet of the pressure holding and regulating valve. The valve housing 1 has a base 4 that as well as the top 2 is designed as a flat surface and thus can be used when installing the pressure holding and control valve as sealing surfaces against connection components.

In dem Ventilgehäuse 1 befindet sich zwischen der Innenbohrung 5 und der Eintrittsbohrung 3 eine zylindrische, plane, Innen-Dichtfläche 6 als Übergang zwischen der Innenbohrung 5 und der Eintrittsbohrung 3. Eine frei bewegliche, kreisförmige Dichtungsscheibe 7 aus einem Elastomer ist zwischen einem Verschließkolben 8 und der Dichtfläche 6 angeordnet. Wie 1 zeigt, ist der Durchmesser d3 eines zylindrischen Oberteils 9 des Verschließkolbens 8 kleiner als der Durchmesser der Innenbohrung 5 aber größer als der Durchmesser der Eintrittsbohrung 3.In the valve housing 1 is located between the inner bore 5 and the entry hole 3 a cylindrical, flat, inner sealing surface 6 as a transition between the inner bore 5 and the entry hole 3 , A freely movable, circular sealing washer 7 made of an elastomer is between a capping piston 8th and the sealing surface 6 arranged. As 1 shows is the diameter d3 of a cylindrical shell 9 of the closing piston 8th smaller than the diameter of the inner bore 5 but larger than the diameter of the inlet bore 3 ,

Die Dichtungsscheibe 7 hat einen Durchmesser d3, der größer ist als der Durchmesser der Eintrittsbohrung plus der radialen Erstreckung der Dichtfläche 6. Außerdem ist der Durchmesser d3 der Dichtungsscheibe 7 kleiner als der Durchmesser d4 des Oberteils 9 des Verschließkolbens 8. Die Dichtungsscheibe 7 verschließt damit die Eintrittsbohrung 3 unabhängig von der seitlichen Lage der Dichtungsscheibe 7, wenn der Verschließkolben 8 die Dichtungsscheibe 7 gegen die Dichtfläche 6 drückt. Der Verschließkolben 8 hat abgerundete Randkanten 10. Ein zylindrischer Unterteil 11 des Verschließkolbens 8 hat einen kleineren Durchmesser d4 als der Innendurchmesser einer Druckfeder 12, die den Verschließkolben 8 über die Dichtungsscheibe 7 gegen die Dichtfläche 6 drückt. The sealing washer 7 has a diameter d3, which is greater than the diameter of the inlet bore plus the radial extent of the sealing surface 6 , In addition, the diameter d3 of the sealing washer 7 smaller than the diameter d4 of the upper part 9 of the closing piston 8th , The sealing washer 7 thus closes the inlet bore 3 regardless of the lateral position of the sealing washer 7 when the capping piston 8th the sealing washer 7 against the sealing surface 6 suppressed. The closing piston 8th has rounded edges 10 , A cylindrical base 11 of the closing piston 8th has a smaller diameter d4 than the inner diameter of a compression spring 12 that the capping piston 8th over the sealing washer 7 against the sealing surface 6 suppressed.

Die Druckfeder 12 hat zwischen den Windungen freie Durchtrittspalte. Der Außendurchmesser der Druckfeder 12 ist kleiner als der Durchmesser d2 der Innenbohrung 5. Die Druckfeder 12 wird durch einen oder mehrere Spannringe 13 vorgespannt. Die Spannringe 13 sitzen mit Passung h6 in der Innenbohrung 5, die eine Passung H7 hat. Ein Seegering 14, welcher in eine Nut 15 eingeklemmt ist, hält die Spannringe 13 durch Stauchung gegen die Druckfeder 12 gedrückt. Im Einbauzustand übt die Druckfeder 12 durch Vorspannung mittels des Verschließkolbens 8 eine Kraft auf die Dichtungsscheibe 7 aus, wodurch die Eintrittsbohrung 3 flüssigkeitsdicht verschlossen wird. The compression spring 12 has between the turns free passage column. The outer diameter of the compression spring 12 is smaller than the diameter d2 of the inner bore 5 , The compression spring 12 is made by one or more clamping rings 13 biased. The clamping rings 13 sit with fit h6 in the inner bore 5 which has a H7 fit. A seagull 14 which is in a groove 15 is trapped, holding the clamping rings 13 by compression against the compression spring 12 pressed. When installed, the compression spring exercises 12 by prestressing by means of the closing piston 8th a force on the sealing washer 7 out, reducing the entry hole 3 is sealed liquid-tight.

Die Spannkraft der Druckfeder 12 berechnet sich zur Federkonstante mal Stauchung in mm nach nachstehender Formel I:

The clamping force of the compression spring 12 calculated to the spring constant times compression in mm according to formula I below:

Wie ersichtlich ist, gibt es verschiedene freie Variablen, um die gewünschte Federspannung zu erreichen. Der hydraulische Druck der bei der Eintrittsbohrung 3 zufließenden Flüssigkeit bewirkt, dass sich die Dichtungsscheibe 7 von der planen inneren Dichtfläche 6 gegen die Federkraft der Druckfeder 12 abhebt und der bei der Eintrittsbohrung 3 eintretende Flüssigkeitsstrom am Verschließkolben 8 vorbei, durch einen Spalt 16 zwischen dem Oberteil des Verschließkolbens 8 und der Innenbohrung 5 und zwischen den Windungen der Druckfeder 12 in die Innenbohrung 5 fließen kann. As can be seen, there are several free variables to achieve the desired spring tension. The hydraulic pressure of the inlet bore 3 Influent liquid causes the gasket 7 from the plane inner sealing surface 6 against the spring force of the compression spring 12 takes off and the at the entrance hole 3 entering liquid flow at the closing piston 8th over, through a gap 16 between the top of the capping piston 8th and the inner bore 5 and between the turns of the compression spring 12 into the inner bore 5 can flow.

Vorzugsweise hat der Spalt 16 eine Querschnittsfläche, welche der Querschnittsfläche der Eintrittsbohrung 3 entspricht. Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Druckhalte- und Regelventils bewegt sich nur die Feder 12 und der Verschließkolben 8. Die Dichtungsscheibe 7 bleibt dabei zwischen dem Verschließkolben 8 und der Dichtfläche 6. Preferably, the gap has 16 a cross-sectional area which is the cross-sectional area of the inlet bore 3 equivalent. During operation of the pressure holding and control valve according to the invention, only the spring moves 12 and the closing piston 8th , The sealing washer 7 it remains between the Verschließkolben 8th and the sealing surface 6 ,

Die Druckfeder 12, der Verschließkolben 8 und die Dichtungsscheibe 7 können sich in der Austrittsbohrung 5 radial bewegen und ordnen sich, wie Versuche zeigen, im freien Spiel zentrisch in der Innenbohrung 5 ein. Daher kann das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil vorteilhaft auf Seeschiffen eingesetzt werden, wo durch den Wellengang die Ordinatenachse eine Taumelbewegung durchführt.The compression spring 12 , the closing piston 8th and the sealing washer 7 can get in the exit hole 5 move radially and arrange themselves, as experiments show, in free play centric in the inner bore 5 one. Therefore, the pressure holding and regulating valve according to the invention can advantageously be used on seagoing vessels, where the ordinate axis performs a tumbling motion due to the swell.

Das Druckhalte- und Regelventil gemäß kann, wie in 2 gezeigt ist, zwischen zwei DIN Flanschen 17, 17´ unter Verwendung von Flachdichtungen 18, 18´ eingebaut werden. Wenn die Flansche 17, 17´ Teile von zwei Absperrventilen sind, lässt sich bei laufendem Betrieb durch Zusperren beider Ventile oberhalb und unterhalb des Druckhalte- und Regelventils von 1 und Lösen von Schraubbolzen 19 das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil leicht ausbauen. Das ausgebaute Druckhalte- und Regelventil wird durch Ausspannen des Seegerings 14 zerlegt und eine andere Druckfeder 12 oder ein zusätzlicher Spannring 13 kann in kurzer Zeit ausgewechselt werden. The pressure holding and control valve according to, as in 2 shown is between two DIN flanges 17 . 17' using flat gaskets 18 . 18' to be built in. If the flanges 17 . 17' Parts of two shut-off valves are, during operation, by locking both valves above and below the pressure holding and control valve of 1 and loosening bolts 19 easily remove the pressure maintenance and control valve according to the invention. The developed pressure maintenance and control valve is by relaxing the Seegerings 14 disassembled and another compression spring 12 or an additional clamping ring 13 can be replaced in a short time.

Die Dosiereinrichtung umfasst einen Vorratsbehälter 20 für eine Förderflüssigkeit 21, z.B. Acroleinacetal. Der Flüssigkeitstand in dem Vorratsbehälter 20 kann niedrig sein, wie bei 22 gezeigt, oder hoch sein, wie bei 23 gezeigt. Am Boden des Vorratsbehälters 20 ist eine Saugleitung 24 angebracht, die zu einer Verdrängungspumpe 26 als Dosierpumpe führt. Die Verdrängungspumpe 26 ist über eine mechanische Kupplung 27 mit einem Pressluftmotor 28 verbunden. Der Pressluftmotor 28 ist an eine Pressluftleitung 29 angeschlossen und hat einen Abluftstutzen 31.The metering device comprises a reservoir 20 for a pumped liquid 21 , eg acrolein acetal. The fluid level in the reservoir 20 can be low, as with 22 shown, or be high, as at 23 shown. At the bottom of the storage tank 20 is a suction line 24 attached to a positive displacement pump 26 as dosing pump leads. The displacement pump 26 is via a mechanical clutch 27 with a compressed air motor 28 connected. The compressed air motor 28 is connected to a compressed air line 29 connected and has an exhaust port 31 ,

Eine Druckleitung 33 führt direkt über einen Flansch 17 zur Eintrittsbohrung 2 des Druckhalte- und Regelventils 36, dessen Innenbohrung 5 an einem Flansch 17´ einer Dosierleitung 39 mündet. Durch ein geöffnetes Absperrventil 40 gelangt das mittels Verdrängungspumpe 26 gepumpte Medium, Acroleinacetal, z.B. in die Vakuumrohrleitung 59.A pressure line 33 leads directly over a flange 17 to the entrance hole 2 the pressure maintenance and control valve 36 whose inner bore 5 on a flange 17' a dosing line 39 empties. Through an open shut-off valve 40 gets that by means of displacement pump 26 pumped medium, acrolein acetal, eg in the vacuum pipeline 59 ,

Die Verdrängungspumpe 26 hatte eine Förderleistung von 27 Liter pro Stunde bei 128 Hüben pro Minute. In der Vakuumrohrleitung 59 herrschte ein Vakuum von –9,5 mWS (Meter Wassersäule). Bei dieser Förderleistung von 27 Litern pro Stunde zeigte das Manometer in der Druckleitung 33 einen Druck von 25 mWS an. Der Pressluftdruck in der Pressluftleitung 25 war 77 kPa.The displacement pump 26 had a capacity of 27 liters per hour at 128 strokes per minute. In the vacuum pipeline 59 There was a vacuum of -9.5 mWS (meters of water). At this flow rate of 27 liters per hour showed the pressure gauge in the pressure line 33 a pressure of 25 mWS. The compressed air pressure in the compressed air line 25 was 77 kPa.

Bekanntlich ist das Drehmoment von Pressluftmotoren wegen des unvermeidlichen Schlupfes bei niedrigen Pressluftdrücken von unter 2 Bar nichtlinear zum Pressluftdruck. Es sind daher zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um die erwünschte Linearität zwischen dem Pressluftdruck und der Hubzahl der Verdrängungspumpe herzustellen. As is known, the torque of compressed air motors is non-linear to the compressed air pressure because of the inevitable slip at low pressures of less than 2 bar. Additional measures are therefore required to establish the desired linearity between the compressed air pressure and the stroke rate of the positive displacement pump.

Versuche haben gezeigt, dass bei dem Druckhalte- und Regelventil nach 1 der Zusammenhang zwischen dem hydrostatischen Druck an der Eintrittsbohrung 3 und die Durchflussleistung durch das Druckhalte- und Regelventil das Verhältnis zweier Drücke gleich der dritten Wurzel aus dem Verhältnis der jeweiligen beiden Volumenströme ist.Experiments have shown that in the pressure holding and control valve after 1 the relationship between the hydrostatic pressure at the inlet bore 3 and the flow rate through the pressure hold and control valve is the ratio of two pressures equal to the third root of the ratio of the respective two volume flows.

Wenn H/Ho [mWS/1mWS] den hydrostatischen Druck in dimensionsloser Form und Q/Qo [m³/h/1m³/h] die hydraulische Durchflussleistung in dimensionsloser Form bezeichnet, gilt folgende Formel für das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil: {H/Ho} = {C1·(Q/Qo)}^0,333 FORMEL II wobei gilt:

H: = Hydraulischer Druck
Ho: = 1 mWS
C1: = Konstante für das Druckhalte- und Regelventil
Q: = Hydraulische Durchflussleistung
Qo: = 1 m³/h

If H / Ho [mWS / 1mWS] denotes the hydrostatic pressure in dimensionless form and Q / Qo [m ³ / h / 1m ³ / h] the hydraulic flow rate in dimensionless form, the following formula applies to the pressure holding and regulating valve according to the invention:

{H / Ho} = {C1 · (Q / Qo)} ^0.333 FORMULA II

where:

H: = Hydraulic pressure
Ho: = 1 mWS
C1: = Constant for the pressure maintenance and control valve
Q: = Hydraulic flow rate
Qo: = 1 m ³ / h

Durch den Einsatz dieses Druckhalte- und Regelventils wird die erwünschte Linearität zwischen dem Pressluftdruck an dem Pressluftmotor 28 und der Hubzahl der Verdrängungspumpe 26 hergestellt. Zum Nachweis dafür wurde der Pressluftmotor 28 der Dosiereinrichtung gemäß 3 mit verschieden Pressluftdrücken beaufschlagt und die dazugehörige Hubzahl der Verdrängungspumpe 26 gemessen. Die Ergebnisse sind in der grafischen Darstellung in 4 dargestellt. Die Ordinate bezeichnet die Hübe pro Minute der Verdrängungspumpe 26, und die Abszisse bezeichnet den Pressluftdruck an dem Pressluftmotor 28. Wie aus 4 ersichtlich ist, liefert der Einsatz des Druckhalte- und Regelventils 36 nach 1 eine lineare Hub/Druckkurve, so das die Regelung der Hubfrequenz mittels Pressluftsteuerung ein vollwertiger, gefahrloser Ersatz für den elektrischen Frequenzumrichter darstellt.Through the use of this pressure holding and control valve, the desired linearity between the compressed air pressure on the compressed air motor 28 and the number of strokes of the displacement pump 26 produced. Proof of this was the compressed air motor 28 the metering device according to 3 acted upon with different compressed air pressures and the associated number of strokes of the displacement pump 26 measured. The results are shown in the graph in 4 shown. The ordinate denotes the strokes per minute of the displacement pump 26 and the abscissa denotes the compressed air pressure on the compressed air motor 28 , How out 4 can be seen provides the use of the pressure holding and control valve 36 to 1 a linear stroke / pressure curve, so that the control of the stroke frequency by means of compressed air control is a complete, safe replacement for the electric frequency converter.

Bei den Versuchen wurde folgendes Druckhalte- und Regelventil gemäß 1 verwendet, das durch folgende Parameter definiert war: Ventilgehäuse 1: Werkstoff Nr. 1.2424, Außendurchmesser 27 mm, Höhe = 32 mm, Eintrittsbohrung 3: Durchmesser = 8 mm Innenbohrung 5: Durchmesser = 19 mm Verschließkolben 8: Werkstoff Nr. 1.2424, Durchmesser Oberteil 17,2 Dichtungsscheibe 7: Viton; Außendurchmesser 16mm; Höhe der Platte 2mm Feder 12: Werkstoffnummer 1.2330 Außendurchmesser 17,25 mm, Drahtstärke 1,25 mm Spannringe 13: Werkstoff Nr. 1.2424, 3 Stück, Höhe je 2 mm Flansche 17: Werkstoff Nr. 1.2771, beidseitig DN 15 In the tests, the following pressure maintenance and control valve was according to 1 that was defined by the following parameters: valve housing 1 : Material no. 1.2424, outer diameter 27 mm, height = 32 mm, inlet bore 3 : Diameter = 8 mm internal bore 5 : Diameter = 19 mm Verschließkolben 8th : Material no. 1.2424, diameter upper part 17.2 sealing washer 7 : Viton; Outer diameter 16mm; Height of the plate 2mm feather 12 : Material number 1.2330 outer diameter 17.25 mm, wire thickness 1.25 mm Retainers 13 : Material no. 1.2424, 3 pieces, height 2 mm each flanges 17 : Material No. 1.2771, both sides DN 15

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Ventilgehäuse valve housing
22: Oberseite top
33: Eintrittsbohrung inlet bore
44: Unterseite bottom
55: Innenbohrung internal bore
66: Innen-Dichtfläche Inside sealing surface
77: Dichtungsscheibe sealing washer
88th: Verschließkolben Verschließkolben
99: Oberteil Verschließkolben Top part closing piston
1010: Randkanten edges
1111: Unterteil Verschließkolben Lower part closing piston
1212: Druckfeder compression spring
1313: Spannring clamping ring
1414: Seegering circlip
1515: Nut für Seegering Groove for seagull
1616: Ringspalt annular gap
1717: Flansch flange
17´17': Flansch flange
1818: Flachdichtung gasket
18´18': Flachdichtung gasket
1919: Schraubbolzen bolts
19´19': Schraubbolzen bolts
2020: Vorratsbehälter reservoir
2121: Förderflüssigkeit pumped liquid
2222: Flüssigkeitsstand niedrig Liquid level low
2323: Flüssigkeitsstand hoch Liquid level high
2424: Saugleitung suction
2525: Strömungsrichtung Saugleitung Flow direction suction line
2626: Verdrängungspumpe displacement pump
2727: Mechanische Kupplung Mechanical coupling
2828: Pressluftmotor Air Motor
2929: Pressluftleitung Compressed air line
3030: Strömungsrichtung Pressluft Eintritt Flow direction compressed air inlet
3131: Abluftstutzen air vent
3232: Strömungsrichtung Abluft Flow direction exhaust air
3333: Druckleitung pressure line
3434: Strömungsrichtung Druckleitung Flow direction of the pressure line
3535: Druckhalte- und Regelventil Pressure maintenance and control valve
3636: Dosierleitung dosing
3737: Absperrventil shut-off valve
3838: Vakuum-Rohrleitung Vacuum pipe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2237373 A1 [0002, 0002]
DE 202011032903 U1 [0003, 0003, 0007]

Claims

Dosing device for dosing an easily combustible substance, in particular acrolein acetal, from a source or a disposal container for the substance into a vacuum line ( 38 ) by a pump, the pump power is controllable, characterized in that the pump by a compressed air motor ( 28 ) operated displacement pump ( 26 ), and that between the positive displacement pump ( 26 ) and the vacuum line ( 38 ) is arranged a pressure holding and control valve whose dimensionless head H / Ho [mWs / 1mWs] with the dimensionless flow rate Q / Qo [m ³ / h / 1m ³ / h] according to the formula: {H / Ho} = {C1 · (Q / Qo)} ^0.333 , where. H = Hydraulic pressure at the inlet of the pressure maintenance and control valve Ho = 1 mWS C1 = Constant for the pressure maintenance and control valve Q = Hydraulic flow rate Qo = 1 m ³ / h.

Dosing device according to claim 1, characterized in that the pressure holding and control valve ( 35 ) comprises: a cylindrical valve housing ( 1 ) with a top side ( 2 ), in which a central inlet bore ( 3 ) is provided with a diameter d1, and with a bottom ( 4 ), in which an internal bore ( 5 ) is provided, whose diameter d2 is greater than that of the diameter d1 of the inlet bore ( 3 ) and which forms an outlet of the pressure maintenance and control valve, a Verschließkolben ( 8th ) with a top ( 9 ) whose diameter d3 is smaller than the diameter d2 of the inner bore ( 5 ) and larger than the diameter d1 of the inlet bore ( 3 ), a freely movable, circular sealing disc ( 7 ) made of an elastomer between the Verschließkolben ( 8th ) and an inner sealing surface ( 6 ), which between the inner bore ( 5 ) and the inlet bore ( 3 ) on an inner side of the valve housing ( 1 ) is formed, and by a compression spring ( 12 ) in the inner bore ( 5 ) is supported and via the Verschließkolben ( 8th ) the sealing disc ( 7 ) against the inner sealing surface ( 6 ) presses.

Dosing device according to claim 2, characterized in that the sealing disc ( 7 ) has a diameter d3 which is greater than the diameter d1 of the inlet bore ( 3 ) plus the radial extent of the inner sealing surface ( 6 ), and which is smaller than the diameter d3 of an upper part ( 9 ) of the closure piston ( 8th ).

Dosing device according to claim 2, characterized in that a between the upper part ( 9 ) of the closure piston ( 8th ) and the inner bore ( 5 ) formed gap ( 16 ) has a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the inlet bore ( 3 ) corresponds.