DE2317337A1

DE2317337A1 - Vorrichtung fuer die zuteilung von fluessigkeit an eine zerstaeuberduese o. dgl

Info

Publication number: DE2317337A1
Application number: DE2317337A
Authority: DE
Inventors: David Aronson
Original assignee: COMPUMP SYSTEMS Inc
Current assignee: COMPUMP SYSTEMS Inc
Priority date: 1972-04-06
Filing date: 1973-04-03
Publication date: 1973-11-22
Also published as: CA992428A; DE2317337C3; GB1432974A; JPS5442093B2; JPS4919433A; DE2317337B2; US3824040A

Description

PATENTANWÄLTE

BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68 8 MÜNCHEN 22 ". WIDENMAYERSTRASSE 48

BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-H. WEY

Berlin, den 3. April 1973

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COMPUMP SYSTEMS INC.
- N.J. (Ver.St.A.)

Vorrichtung für die Zuteilung von Flüssigkeit an

eine Zerstäuberdüse o. dgl.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Zuteilung von Flüssigkeit an eine Zerstäuberdüse, in der sie durch ein unter Druck stehendes Gas zerstäubt wird. Sine Anwendung dieser Vorrichtung erfolgt bei den sog. Niederdruck-Orbrennern für die Beheizung von Wohn- und gewerblichen Bauten. Seiner Zeit waren solche Ölbrenner in allgemeiner Anwendung. Wegen ihrer Kompliziertheit, die mit der Notwendigkeit der Verwendung sowohl eines Luftkompressors als auch einer Ölpumpe und von schwimmergesteuerten Flüssigkeitsstand-Überwachungseinrichtungen zusammenhing, verschwanden solche Brenner vom Markt und wurden durch die Hochdruckbrenner ersetzt, die nur eine Ölpumpe benötigen und keinen Luftkompressor und keine Flüssigkeitsstand-Überwachung.

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Trotz seiner Einfachheit erwies sich der Hochdruckbrenner nicht als völlig befriedigend. Die Zerstäuberdüse erforderte außerordentlich feine Durchflußkanäle, um die notwendige, hohe Geschwindigkeit zwecks Bildung eines brauchbaren Sprühmusters feiner Tröpfchen zu erzeugen. Die Durchflußkanäle unterlagen im Lauf der Zeit dem Verschleiß und verursachten infolge von Unregelmäßigkeiten in dem Sprühmuster eine schlechte Verbrennung. Ferner mußten zur Vermeidung von Verstopfungen in den Düsenkanälen außerordentlich feine Siebe in den Ölzufluß zur Pumpe eingebaut werden. Dies machte eine periodische Instandhaltung erforderlich, da sich dort in dem Zuflußöl als Verunreinigungen enthaltene Feststoffe absetzten.

Die Vorteile der Niederdruckbrenner hinsichtlich Zuverlässigkeit und sauberer Verbrennung führten deshalb zu Versuchen, ein einfaches Aggregat vorzusehen, das die benötigte Preßluft liefern, das Öl pumpen und den Ölzufluß zu dem Brenner dosieren sollte. Eine Kombination für das Luftkomprimieren und Ölpumpen ist in der US-PS 3 565 550 (Bellmer) beschrieben. Diese unterscheidet sich vom Stand der Technik durch die Verwendung von Schutzringen zur Verhütung einer Verunreinigung des Luftstroms durch Öl und des Ölstroms durch Luft. Diese Kompressor-Pumpen-Kombination vermied die Verwendung eines getrennten Luftverdiehters und einer getrennten Ölpumpe, erforderte jedoch die Behandlung eines Abflußstroms, der ein Gemisch aus Luft und Öl enthielt. Dieses System, das mit anderen Systemen einen mit einer Pumpe kombinierten Verdichter benutzte, erforderte Einrichtungen für die Trennung von Luft und Öl. Solche Einrichtungen umfaßten im allgemeinen einen Behälter oder ein Gefäß mit einem oberen Teil, in dem Öl aus der Luft fällt, und einen unteren Teil, in dem Luft aus einem Ölsumpf aufsteigt, um in den Lüftraum hinein abgeschieden zu werden. Es ergab sich also ein ölfreier, oben abzuzie-

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hender Luftstrom und ein im -wesentlichen luftfreier, unten abzuziehender Ölstrom. Um den Ölstrom so zu steuern, daß ein Flüssigkeitsniveau in dem Separator aufrechterhalten wird, verwendete man in diesen Anlagen eine Schwimmerventil-Steuerung, die einen Schwimmer, ein Betätigungsgestänge und eine variable Durchflußdrossel umfaßte. Eine solche Flüssigkeitsniveauüberwachung mittels einer Schwimmermechanismus hat eine Anzahl von Nachteilen. Der Mechanismus unterliegt Störungen infolge Überschwemmens des Schwimmers oder des Hängenbleibens an den Gelenken oder in dem Gestänge. Zusätzlich bedingt der Schwimmer selbst einen gewissen Minimalraumbedarf, der in einer kleinen Anlage stört» Die Steuerung ist für solche Anlagen, bei denen man sich auf ein in engen Grenzen gesteuertes Flüssigkeitsniveau verlassen muß, nicht ausreichend weich und gleichmäßig. Der Schwimmer neigt zum Tanzen und zur Erzeugung von Änderungen des Ölniveaus.

Srfindungsgemäß wurde eine Vorrichtung für die Steuerung eines Flüssigkeitsniveaus in einem Gefäß oder Behälter durch Regelung des Flüssigkeitszuflusses zu der Vorrichtung entwickelt, die die Verwendung eines Schwimmers entbehrlich macht. Der Flüssigkeitsstand-Fühlermechanismus nach der Erfindung verwertet die Strömungsdruckabfallcharakteristiken eines zweiphasigen Fluids, das aus einer Flüssigkeit und einem Gas, die innig miteinander vermischt sind, besteht. Wenn man ein solches Fluid bei im wesentlichen konstanter Gesamtvolumengeschwindigkeit durch eine Drossel fließen läßt, ist der Druckabfall abhängig von den relativen Anteilen von Flüssigkeit und Gas oder in anderen Worten von der mittleren Dichte des zweiphasigen Gemische. Ein solches Zweiphasengemisch entsteht, wenn Flüssigkeit in ein Ausflußrohr gezogen wird, das in geeigneter Weise in einem Behälter in

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der dem aufreclitzuerlialtenden Flüssigkeitsstand entspre-, chenden Hohe angeordnet ist. wenn eine Pumpe oder sonstige Einrichtung für die Zufuhr der Flüssigkeit und des Gases in das Ausflußrohr verwendet wird, kann der relative Anteil an Flüssigkeit und Gas veranlaßt werden, ein Drucksignal zu erzeugen, das seinerseits zum Regulieren des Zustroms neuer Flüssigkeit in die Vorrichtung und somit^ zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsstandes benutzbar ist. Sollte der Flüssigkeitsstand beginnen zu fallen, so nimmt der Flüssigkeitsanteil in dem Ausfluß ab,· und umgekehrt, sollte er zu steigen beginnen, so nimmt der Flüssigkeitsanteil in dem Ausfluß zu. Diese Veränderungen der Anteile σοη Flüssigkeit und Gas erzeugen große Änderungen des Drucks des Fluids, wenn man den sich ergebenden Zweiphasenstrom durch eine Drossel fließen laßt. Diese Druckänderung wird benutzt, um den Zustrom frischer Flüssigkeit in die Vorrichtung zu regeln und den Flüssigkeitsstand aufrechtzuerhalten, und zwar alles ohne Verwendung eines Schwimmers oder einer vergleichbaren Einrichtung.

Die Erfindung ist somit in einzigartiger "Weise dazu geeignet, in einer Anlage verwirklicht zu werden, die eine Pumpe und einen Verdichter in der in der US-PS 3 565 550 oder in der schwebenden US-PA 161 166 beschriebenen Art umfaßt. Bei einer solchen Verwirklichung enthält die Anlage eine Primär-Pumpeinrichtung für das Herauspumpen der Flüssigkeit aus einer Lieferquelle, eine Umlauf-Pumpeinrichtung zum Pumpen von angesammeltem Ausströmfluid, eine Einrichtung für die Kombination des Fluidausgangs der Primär-Pumpeinrichtung und der Umlauf-Pumpeinrichtung in einen kombinierten Ausgangsfluidstrom, eine Einrichtung für die Drosselung des kombinierten Ausgangsfluidstroms, durch die Druckänderungen in diesem abgefühlt werden können, und eine auf Fluid-

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druck ansprechende Steuereinrichtung, die auf diese Druckänderungen zwecks Regelung des in die Primär-Pumpeinrichtung eintretenden Fluidstroms anspricht.

Ferner ist gemäß der Erfindung eine Anlage für die Abgabe von Preßluft und von einer gesteuerten Brennölmenge an eine Zerstäuberdüse zwecks Lieferung eines für die Verbrennung in einer Ölfeuerung geeigneten Sprühnebels fein zerstäubten Öls vorgesehen.

Bei der oben beschriebenen Anlage können die Primär-Pumpeinrichtung und die Umlauf-Pumpeinrichtung zwei getrennte und verschiedene Pumpen umfassen, deren Ausgang zur Bildung eines gemeinsamen FluidausgangsStroms kombiniert werden. Ss wird jedoch vorgezogen, daß die Primär-Pumpeinrichtung und die Umlauf-Pumpeinrichtung, obwohl sie unabhängige Einlaßleitungen haben, tatsächlich gemeinsame Teile verwenden, wobei der primäre Pumpvorgang in der Anfangsphase des Pumpenlaufs und der Umlauf-Pumpvorgang in der anschließenden Arbeitsphase der Pumpe stattfindet, während der kombinierte Abfluß in den gemeinsamen Pumpenteilen erfolgt.

Das Pumpen von Flüssigkeit und das Verdichten von Gas erfolgt in der umlaufenden Haschine von der in der US-PS 3 565 550 oder US-PA 161 I66 vom 9.7.71 beschriebenen Bauart. Diese Vorrichtung umfaßt einen Kreiselverdichter und eine Pumpe mit einem eine Pumpenkammer aufweisenden Zylinder, die einen mit Schlitzen versehenen, auf einer exzentrisch in der Pumpenkammer angeordneten Welle drehbar gelagerten Rotor aufweist und Flügel, die so bemessen sind, daß sie gleitend mit den Schlitzen in dem Rotor bei Umlauf der Welle in Eingriff gelangen. Vorzugsweise wird der äußere Raum zwischen dem Rotor und der zylindrischen Pumpenkammer für das Verdichten eines Gases benutzt, und die rechteckigen, zwischen den Innenradien der Flügel und dem geschlos-

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senen Teil des Schlitzes ausgebildeten öffnungen dienen als die Flüssigkeitspumpenteile.

Für solche. Anwendungen, bei denen eine Lieferung von verdichtetem Gas nicht benötigt wird, jedoch ein Flüssigkeitsstand in einem Behälter durch Steuerung des Flüssigkeitszuflusses in diesen aufrechtzuerhalten, ist, kann der äußere Raum zwischen dem Rotor und der zylindrischen Pumpenkammer zum Pumpen von Flüssigkeit entweder als Primär-Pumpeinrichtung oder Umlauf-Pumpeinrichtung verwendet werden.

Die Flüssigkeit-Gas-Trennungseinrichtung wird benötigt, wenn Luft durch eine getrennte Leitung einem Luftverdichter zugeführt wird oder als von einer Flüssigkeit mitgeführte Luft, wie dies in einer Anlage der Fall sein kann, deren Frischflüssigkeitszuführquelle auf einem Niveau beträchtlich unterhalb des der Pumpe angeordnet ist, so daß Luft als beabsichtigte oder unbeabsichtigte Einsickerung eintritt. Die einsickernde Luft wird von unteratmosphärischem Druck auf den von der Pumpe abgegebenen Öldruck verdichtet.

Die Flüssigkeit-Gas-Trennvorrichtung umfaßt einen oberen Teil für die Trennung von Flüssigkeit und Gas und einen unteren Teil, der einen Flüssigkeitsabsetzbehälter'.umfaßt, welcher Auslaßleitungsmittel für angesammelte Flüssigkeit einschließt, die auf einem vorbestimmten Niveau in dem Behälter angeordnet sind und mit der Umlauf-Pumpeinrichtung 'in Verbindung stehen. Die Auslaßleitungseinrichtung für die angesammelte Flüssigkeit umfaßt ein Ausflußrohr mit einer Einlaßöffnung auf dem in dem Flüssigkeitsabsetzbehälter aufrechtzuerhaltenden Niveau und eine Umlaufleitung, die das Ausflußrohr mit der Umlauf-Pumpeinrichtung verbindet.»

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Die Abfuhrleitung für die angesammelte Flüssigkeit umfaßt ein Ausflußrohr mit einer Einlaßöffnung auf dem in dem Flüssigkeitsabsetzbehälter einzuhaltenden Niveau und eine Umlaufleitung, die das Ausflußrohr mit der Umlaufpumpe verbindet. Anstelle eines einzigen Ausflux3rohrs kann eine Mehrzahl von Rohren vorgesehen werden, deren jeweilige Öffnungen in dem Flüssigkeitsbehälter auf verschiedenen Niveaus liegen, um den Abfluß von derjenigen öffnung zu steuern, die das jeweils gewünschte, entsprechende Hiveaü hat. Die Ausflußrohre können unter einem winkel gegenüber der B"lüssigkeitsoberfläche angeordnet sein, so daß je nach dem winkel die Flüssigkeit von der Oberfläche aus abwärts fließen, durch das Druckgefälle aufwärts gedrückt oder zur Seite abgezogen werden kann. Der Gleichgewichtsspiegel wird in Abhängigkeit von dem Winkel, unter dem das Ausflußrohr verläuft, leicht variieren.

Eine Steuerung des Zuflusses von frischer Flüssigkeit zu der Anlage läßt sich in derselben Weise wie bei Pumpanlagen bewirken, die nur mit einer einzigen Flüssigkeits- und keiner Gasphase arbeiten. Eine Hündung oder ähnliche Verengung im Pumpenabfluö verursacht eine Zunahme des Abflußdruckes, wenn die Strömungsmenge steigt. Eine Drosseleinrichtung in der Einlaßleitung der Pumpe, die auf den Abflußdruck entspricht, kann dann zur Beschränkung der Einlaßströmung dienen, um einen Abflußdruck aufrechtzuerhalten, der einem gewünschten Abflußstrom oder -druck entspricht. Abweichend läßt sich ein Entlastungsventil in der Abflußleitung verwenden, um Flüssigkeit zurück zum Einlaß oder auf die Saugseite der Pumpe umzuleiten. Das letztere Verfahren stellt eine einfache Methode zur Steuerung des Flüssigkeitsstands in dem Behälter dar und arbeitet mit beträchtlicher Präzision mit dem Zweiphasen-Stromgemisch, und zwar wegen der Empfindlich-

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keit der mittleren Dichte dieses Gemischs für den Flüssigkeitsstand über dem Überflußrohr. Wenn der Spiegel der angesammelten Flüssigkeit über den obersten Teil des Überflußrohres steigt, wird weniger Gas von der in Rückumlauf gebrachten Flüssigkeit mitgenommen« Es tritt dann folgender Ablauf von Vorgängen ein: (1) die Dichte und der Druck der in Rückumlauf gebrachten Flüssigkeit in der Mündung in dem Pumpenabflußkreis ist höher; (2) das Entlastungsventil öffnet sich; und (3) ein größerer Prozentsatz des Ausgangs der Pumpe wird zu dem Primär-Einlaß zurückgelenkt. Da der Gesamt-Primär-Einlaß-Volumenstrom im wesentlichen konstant ist, vermindert die an den Primär-Einlaß zurückgeführte Fluidmenge denFrischflüssigkeitszufluß zu der Primärpumpe um diesen Betrag und führt also zu einer Spiegelsenkung der Flüssigkeit in dem Behälter, wenn Flüssigkeit von dem Behälter für die eigentlichen Verfahrenszwecke abgezogen wird. Wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter fällt, wird mehr Gas von der zurückfließenden Flüssigkeit mitgeführt, wodurch die mittlere Dichte abnimmt und der Druck vermindert wird, so daß das Entlastungsventil geschlossen und eine Verminderung des Volumens des abgelenkten Fluids veranlaßt wird, was zu einer Zunahme des Zustroms frischer Flüssigkeit führt und so zur Herbeiführung eines Gleichgewichts zwischen dem Zustrom frischer Flüssigkeit und dem Abstrom von Flüssigkeit aus der Anlage für die Prozesszwecke. ·

Die Erfindung ebenso wie ihre Vorteile werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung ersichtlich gemacht. In der letzteren zeigen:

Fig. 1 eine halbschematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Regeln des Fluidausgangs einer Pumpe;

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Fig. 2 eine halbschematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Teil Regeleinrichtung für den Zufluß frischen Öls zu der Pumpe und des Fluidstroms zu der Einlaßleitung sich außerhalb der Pumpe, befindet;

Fig. 3 eine halbschematische Darstellung einer Vorrichtung ähnlich der in Fig. 1 dargestellten, jedoch unter Verwendung unabhängiger Elemente für das Primär-Pumpen und das Wiederumlauf-Pumpen sowie mit einem kombinierten Abflußstrom;

Fig. 4 eine halbschematische Darstellung der Steuerung einer wie in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung, jedoch mit unabhängigen Abflußströmen, von denen jeder seine eigene Begrenzung und sein eigenes Entlastungskugelventil hat;

Fig. 5 bis 7 halbschematische Darstellungen von Teilen verschiedener Ausführungsformen von Vorrichtungen für die Regelung des Fluidstands für den Ausgang einer Pumpe gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung für die Steuerung des Flüssigkeitsstands von Öl in einem Luft-Öl-Separator einer Pumpen-Verdichter-Einheit nach der Erfindung, die besonders für die Lieferung von Zerstäubungsluft und Öl an eine Ölbrenneranlage geeignet ist. Diese Vorrichtung umfaßt eine Pumpen-Verdichter-Einheit 10, die eine Öleinlaßleitung 12, eine Lufteinlaßleitung 14, eine Lufteinlaßöffnung 15, eine Öl-plus-Luft-Auslaßleitung 16 und eine Luftauslaßöffnung 18 hat. Die Lufteinlaßleitung 14 ist mit der Luftzufuhrquelle 20 verbunden und kann einen (nicht dargestellten) Luftfilter aufweisen. Die Öleinlaßleitung 12 ist mit dem Ölzufuhr- und Vorratsbehälter 26 über die Ölleitung 28 verbunden, die eine

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Ölfiltereinrichtung 30 und ein Einwegprüfventil 22 enthält. Die Auslaßleitung 16 für Öl und Luft steht mit einen Flüssigkeit-Gas-Separator 34 in Verbindung. Die Leitung 36 für ölfreie Luft und die Leitung 38 für luftfreies Öl führen von dem Flüssigkeits-Gas-Separator 34 zu der LuftÖlzerstäubungseinrichtung140.

Die Pumpen-Verdichter-Einheit 10 umfaßt einen Pumpen-Verdichter-Körper 50 mit einer darin ausgebildeten zylindrischen Verdichtungskammer 52, eine erste Endplatte (nicht dargestellt) mit einer die drehbare Welle 58 aufnehmenden, hindurchgehenden Bohrung darin und eine zweite Verschlußoder Stirnplatte (nicht dargestellt), die wirkungsmäßig mit dem anderen Ende des Körpers 50 verbunden ist. Die Welle 58 erstreckt sich von einem Antrieb, z.B. einem Elektromotor, durch die Bohrung in der ersten Endplatte und in die zylindrische Kammer 52, die in dem Körper 50 ausgebildet ist, und ein mit Schlitzen versehener Rotor 64 mit einer Innenbohrung 56 ist um die Welle 58 herum zum Umlauf mit ihr in der Kammer 52 angeordnet. Die Welle 58 und der darauf angebrachte Rotor 64 sind exzentrisch zu der zylindrischen Kammer 52 angeordnet, die einen größeren Durchmesser als der Rotor 64 hat.

Verdichtung von Luft wird innerhalb des Raumes zwischen der zylindrischen Kammer 52 und dem Rotor 64 bewirkt, der an seinen Enden durch die erste und die zweite Endplatte inicht dargestellt) verschlossen ist. Das Pumpen des Öls wird in dem von den Schlitzen 72 des geschlitzten Rotors 64 gebildeten Raum bewirkt, wie anschließend beschrieben wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat der Rotor 64 eine Mehrzahl auseinanderliegend angeordneter Schlitze 72, die darin so ausgebildet und bemessen sind, daß sie Flüssigkeitsbewegungs-

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mittel oder Schaufeln 74 darin vergleitbar aufzunehmen vermögen. Wie erwähnt, ist die horizontale Achse der Welle 58 in vertikaler Richtung gegenüber der horizontalen Achse des Körpers 50 und der Kammer 52 versetzt, so daß der Rotor 64 exzentrisch gegenüber der Verdichter-Kammer 52 umzulaufen vermag. Die Innenflächen oder Wände 76 der Kammer 52 wirken also als Nockenfläche auf die Drehung des Rotors und drücken während einer Drehung um 180° die Schaufeln in die Schlitze 72. Während der anderen 180° des Umlaufs werden die Schaufeln 74 infolge der Zentrifugalkraft aus den Schlitzen 72 herausgetrieben, die an ihren hinteren Teilen als Pumpenkammern für die zu pumpende Flüssigkeit wirken, wie anschließend im einzelnen beschrieben wird.

In einer der Endplatten sind zwei gekrümmte Nuten 84 und 92 und in derselben oder der anderen Endplatte sind drei gekrümmte Nuten 90, 98 und 99 ausgebildet. Die gekrümmten Nuten 84 und 92 dienen zur Luftverdichtung durch die Verdichter-Pumpen-Einheit und die Nuten 90, 98 und 99 für das Ölpumpen-

Die Einheit nach Fig. 1 umfaßt eine Primär-Pumpen-Einrichtung zum Pumpen von Fluid von der Ölzufuhr und enthält eine Öleinlaßleitung 40 der Öleinlaßöffnung 42, die mit· der gekrümmten Nut 90 und den Schaufeln 74 in Verbindung steht, die noch weiter zu erörtern sind, sowie eine Rückumlauf -Pump-Einrichtung , die einen Einlaß 44 für angesammeltes, kombiniertes Fluid und eine Rückumlauf-Einlaßleitung 46 enthält und eine Rückumlaufeinlaßöffnung 48»,- die mit der gekrümmten Nut 98 und den Schaufeln 74 in Verbindung steht. Eine gemeinsame Abfluß-Nut 99 steht mit der Öffnung 100 in Verbindung. Die Mittel für das Kombinieren des Fluidausgangs der Primär-Pump-Einrichtung und der Rückumlauf-

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Pump-Einrichtung zu einem kombinierten Fluidauslaß-Strom umfassen die Nut 99, die Auslaßöffnung 100 ebenso wie die Leitung 102, die mit der Auslaßöffnung 100 in Verbindung steht.

Die Mittel für das Drosseln des kombinierten Stroms in der Weise, daß Veränderungen der mittleren Dichte, die entsprechende Druckänderungen in dem kombinierten Fluidausgangsstrom erzeugen, zur Strömungssteuerung benutzt werden können, enthalten eine Fluid-Drossel-Mündung 106. Die fluiddruckabhängigen Steuermittel umfassen das Kugelventil 108 mit dem Ventilsitz 110 und der federbeaufschlagten Kugel 112, Die ableitende Umführungsleitung ist mit 104 bezeichnet. Die Leitung 102 kann auch ein Sicherheits-Entlastungsventil 114 enthalten, das im Fall eines Hängenbleibens des Kugelventils 108 in der geschlossenen Stellung wirksam wird.

Der Gasverdichterkreis umfaßt die Gaseinlaßnut 84, die au-sser ihrer Verbindung mit der Gaseinlaßöffnung 15 auch mit der Gas-Verdichter-Kammer 52 in Verbindung steht, so daß bei Umlauf des Rotors 64 und beim Überlaufen der Schaufeln 74 über die Gaseinlaßöffnung 15 Gas in die Nut 84 gesaugt und bei etwa 180° Rotorumdrehung in die Verdichter-Kammer 52 gelenkt wird. Darauf, wenn es zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaufeln, die ein, sich verminderndes Volumen begrenzen, eingeschlossen ist, wird das Gas verdichtet und an die Gasauslaß-Nut 92 (die auch mit der Pumpen-Kammer 52 in Verbindung steht) abgegeben und so durch die Gasauslaßöffnung 18 abgeführt. Die für die Gasverdichtung beschriebenen und dargestellten Anordnungen beruhen auf der Verwendung von einer Mehrzahl von zwei Schaufeln. Für höhere Verdichtungsverhältnisse ist die bevorzugte Schaufelzahl größer. Bei zunehmender Schaufelzahl wird der Winkel, während dessen Ansaugung erfolgt, verkleinert, so daß die Länge der Ein-

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laß-Nut 84 vergrößert werden muß. Die Länge der Auslaß-Nut 92 kann so eingestellt werden, daß sie das optimale, eingebaute Verdichtungsverhältnis ergibt, wie aus den Lehren des Drehschieberverdichterbaus hervorgeht·. Diese Konstruktion wird durch die Hinzfügung des Flüssigkeitspumpkreises nicht wesentlich beeinflußt. Wenn jedoch der oben als Gasverdichtungskreislauf beschriebene äußere Kreislauf für das Pumpen von Flüssigkeit benutzt wird, müssen die Prinzipien des Drehschieber-Flüssigkeitspumpenbaus angewandt werden. Mischungen von Gas und Flüssigkeit können in dem äußeren Kreislauf behandelt werden. Die relativen Anteile der beiden Phasen beeinflussen das Ausmaß des eingebauten Verdichtungsverhältnisses.

Der Flüssigkeits-Gas-Separator 34 nach Fig. 1 stellt eine Ausführungsform dar, bei der die Ausgänge des Gas-Verdichterkreislaufs und des Flüssigkeits-Pumpkreislaufs kombiniert werden. Der Separator 34 umfaßt einen oberen Teil 116 und einen unteren Teil 118, der einen ölbehälter 120 mit einem Abflußrohr 122 enthält, das mit dem Rückumlaufeinlaß 44 für das Rückumlauf pumpen über die Rückumlaufleitung 124 verbunden ist. Das Rohr 126, das die unter dem Spiegel liegende Drosselöffnung 127 enthält, verbindet den Behälter mit der Ölleitung 38.

Es folgt eine Beschreibung der Wirkungsweise der oben beschriebenen, in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Diese Beschreibung geht von der Verdichtung von Luft und dem Pumpen von Öl aus, wie dies für die Anwendung bei Ölbrennern erforderlich ist. Andere Gase und andere Flüssigkeiten könnten in ganz derselben Weise behandelt werden.

Luft von der Luftzufuhr 20 tritt in die Leitung 14 ein, die mit einem geeigneten Filter versehen sein kann. Sie wird durch

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die Lufteinlaßöffnung 15 in die Lufteinlaß-Nut 84 gesogen und der Kammer 52 zugeführt. Wenn der Rotor 64 fortfährt sich zu drehen, wird ein sich allmählich erweiternder Raum durch die Wirkung der gleitenden Schaufeln 74 gebildet, die sich infolge der Zentrifugalkraft herausbewegen und die Wand 76 der Kammer 52 berühren. Wenn sich dieses Ansaugvolumen vergrößert, fließt weiter Luft durch die Lufteinlaßöffnung 15 in die Lufteinlaß-Nut 84. Wenn die Schaufeln 74 die Stelle des maximalen, von ihnen eingeschlossenen Volumens durchlaufen, bewegt die weitere Drehung das eingeschlossene Volumen in Bereiche geringeren Volumens und steigert den Druck der Luft, wobei schließlich die verdichtete Luft der Abgabe-Nut 92 zugeführt wird. Die Lage und die Abmessungen der Nuten 84 und 92 können ebenso wie die Anzahl der Schaufeln variieren, wie bereits erwähnt, um das gewünschte, eingebaute Verdichtungsverhältnis zu ergeben.

Die Luft strömt von der Abgabe-Nut 92 in die Abgabe-Öffnung 18 und dann zusammen mit dem Öl in den oberen Teil des Gas-Flüssigkeits-Separators 34.

Öl aus dem Ölbehälter 26 wird über die Leitung 28, den Ölfilter 30, das Rückschlagventil 22, die Öleinlaßleitung 12, die Öleinlaßleitung 40, die Öleinlaßöffnung 42, die Öleinlaß-Nut 90 der Primär-Pumpeinrichtung und schließlich in die Hohlräume 130 geführt, die in dem Rotor 64 durch die Auswärtsbewegung der Schaufeln 74 in den Schlitzen 72 gebildet werden. Bei der weiteren Drehung wird der durch die Bewegung der Schaufel in dem Schlitz gebildete Hohlraum so bewegt, daß er mit der Sekundär-Rückumlauf-Nut 98 in Verbindung gelangt. Wenn die Schaufel fortfährt, sich radial nach außen zu bewegen, nimmt das Volumen des Hohlraums 130 zu, was den Druck vermindert und den Raum auch befähigt, die Luft und das Öl aufzunehmen, die als Rückumlauf fluid von dem Ausflußrohr

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durch die Leitungen 124, 44, 46 und die Öffnung 48 in die Wiederumlauf-Nut 98 eintritt. Wenn die Drehung fortgesetzt wird, wird die Verbindung zwischen der Nut 98 und dem Hohlraum 130 beendet. Die Schaufeln überqueren die obere Mittelstellung, und das Volumen des Hohlraums beginnt abzunehmen, so daß kombiniertes Öl und Luft von dem Primär-Einlaß und von dem Sekundär-(Wiederumlauf)-Einlaß in die gemeinsame Auslaß-Nut 99 und heraus durch die Öffnung 100 abgeführt werden. Das Zweiphasengemisch wird dann über die Leitung 102 und die Mündung 106 abgeführt, um den von der Verdichterkammer 52 über die Auslaßnut 92 abgeführten Hauptluftstrom zu treffen. Diese Gesamtabfuhr von Luft und Öl erfolgt dann durch die Auslaßleitung 16 zu dem Gas-Flüssigkeits-Separator 34. Öl tropft in den unteren Teil, der als der Flüssigkeitsbehälterteil 118 bezeichnet ist, während Luft in und durch die Kammer 116 strömt, indem sie das Öl durch Schwerkraft absetzen läßt. Wenn im Interesse maximaler Beseitigung von mitgenommenem öl notwendig, kann der Absetzvorgang durch Einschluß von Netzwerk oder anderen Trennmitteln für mitgenommenes Öl in dem Raum 116 unterstützt werden. In dem Behälter 120 strömt, wenn der Flüssigkeitsspiegel 129 über das Ausflußrohr 122 steigt, Öl plus Luft (wobei die Luftmenge von dem Ölspiegel über dem obersten Teil des Rohrs abhängt) durch das Ausflußrohr über den Rückumlaufkreislauf, der oben beschrieben wurde, um mit dem Primärstrom kombiniert zu werden, der durch die vorhergehende Bewegung der Schaufeln in den Schlitzen angesogen wurde. Wenn die mittlere Dichte dieses kombinierten Stromes infolge eines zunehmenden ölanteils, der mit dem in dem Behälter 120 gestiegenen ölspiegel zusammenhängt, steigt, veranlaßt der Abflußstrom, der durch die Mündung 106 fließt, ein Steigen des Abflußdrucks, derdas Kugelventil 108 öffnet, indem der Druck die Kugel 112 von dem Ventilsitz 110 abhebt. Infolge des Öffnens des Ven-

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tils 108 wird ein Teil des kombinierten Auslaßstroms der Leitung 102 zurück über die Leitung 104 in die Einlaßöffnung 42 der Primär-Pumpeinrichtung zurückgeführt, indem so die von dem Behälter 26 abgesaugte Ölmenge um ein entsprechendes Volumen vermindert wird. Jedoch "sind die entsprechenden Volumina nicht identisch, da die Luft jenseits des Kugelventils 108 unter einem höheren Druck steht als der Primär-Ansaugdruck und deshalb ein größeres Volumen einnimmt, wenn sie in den Ansaugteil eintritt, als sie bei der Abgabe hatte. Die Vorrichtung regelt sich automatisch ein, so daß trotz der Volumenanderungen Gleichgewicht erreicht wird. Trotzdem muß bei der .Konstruktion der Vorrichtung darauf geachtet werden, daß das Volumen der mit Öl bei dem Sekundär-Rückumlauf angesaugten Luft beschränkt wird, so daß ein vorzeitiges Öffnen des Ventils 108 vermieden wird, da dies den Zufluß von Öl aus der Primär-Quelle unterbrechen würde, selbst wenn der Ölspiegel in dem Behälter 120 unter dem Ausflußrohr liegt»

Während des normalen Betriebs tritt immer ein gewisser Anteil von Luft mit Öl in die Primär-Saugseite ein, was auf dem von der Abgabe abgetrennten Fluß beruht. Dieser Anteil kommt zu der Luft hinzu, die mit dem Sekundärstrom eintritt. Die doppelten Luftquellen führen zu einer glatten Arbeitsweise und gestatten die Verwendung des Kugelventils trotz seiner groben Charakteristiken als Durchflußsteuerorgan. Andere Arten von Ventilen sind auch geeignet. Ferner kann der Einlaß gedrosselt werden anstelle seiner Begrenzung mittels des abgezweigten Stromes.

Der Ölzufluß zu der Luftzerstäubungsdüse 40 wird mittels der unter dem Spiegel liegenden Drosselöffnung 127 in dem Rohr 126 gesteuert, so daß die Durchflußmenge im wesentlichen unabhängig von den Druckbedingungen ist, die in der Düse

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hinsichtlich der Zone herrschen, wo die Luft-Und 01-Ströine zusammentreffen. Das Rohr 126 ist oben in einer Fläche offen, wo die Luft ölfrei ist, so daß alles Öl, das zu der Düse gelangt, auf das beschränkt ist, das durch die Mündung 127 strömt. Der Höhenunterschied zwischen der freien Oberfläche 129 der Flüssigkeit und der Mündung 127 liefert die Kraft, die die Flüssigkeit durch die Mündung treibt ohne Rücksicht auf den Gesamtdruck in dem Separator 34 oder den Druck in der Düse"f4O. Das Verbindungsrohr 38 fördert ein Gemisch von Öl und Luft zu der Düse. Um den Anteil der Luft kleinzuhalten, wird der Durchmesser des Rohrs 38 kleingehalten. Der Ölstrom kann durch Veränderung der relativen Lagen der Mündung 127 und der Einlaßöffnung des Ausflußrohrs 122 verändert werden.

Verminderte Strömungen können mittels eines (nicht dargestellten) Drosselventils in der Verbindungsleitung 38 erhalten werden. Die unter dem Spiegel liegende Drosselöffnung 127 begrenzt den maximalen Durchfluß auf den Konstruktionswert ohne Rücksicht auf die Einstellung des Drosselventils.

während auf einen Flüssigkeitsspiegel bezuggenommen wurde, braucht für gewisse Betriebsweisen der Vorrichtung keine definierte Demarkationslinie zwischen den Flüssigkeits- und Gasräumen zu bestehen. Wenn die Querschnittsfläche des Behälters 120 klein ist, kann die Verweilzeit des eintretenden Zweiphasengemischs zu kurz werden, um eine mehr als teilweise Trennung von Flüssigkeit und Gas zu erlauben. Infolgedessen gibt es dann keine definierte Zwischenfläche, und der Abfluß in das Abflußrohr 122 ist zweiphasig. Eine befriedigende Arbeitsweise läßt sich auch so erzielen, da die Vorrichtung nicht unterscheidet, ob das Zweiphasengemisch in das Kohr bereits als solches eintrat oder als getrennte Ströme von

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Flüssigkeit und Gas, die dann zur Bildung eines Zweiphasengemischs innerhalb des Rohrs 122 vereinigt wurden.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Vorrichtung ist im wesentlichen dieselbe wie die in Fig. 1 dargestellte mit der Ausnahme, daß die Umführungs-Leitung 104 jetzt außerhalb der Pumpe und in Verbindung mit dem Steuer-Ventil 106 und dem "Abzweig"-Öleinlaß 200 angeordnet ist, der mit der Leitung 202 in Verbindung steht, welche ihrerseits an die Einlaßöffnung 92 der Nut 90 der Primär-Pumpeinrichtung angeschlossen ist. Bei dieser Ausführungsform steht die Leitung 102 mit der Fluid-Begrenzungs-Mündung 106 und dem Steuerventil 108 in Verbindung.

Die Wirkungsweise der in Fig. 2 veranschaulichten Vorrichtung ist dieselbe wie für Fig. 1 beschrieben, abgesehen davon, daß die Menge des abgeleiteten Öls durch das Kugelventil 108 über die äußere Umführungs-Leitung io4 geregelt wird.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist im wesentlichen dieselbe wie die oben beschriebenen Ausführungsformen mit folgenden Ausnahmen. Bei der in Fig_o 3 veranschaulichten Ausführungsform befinden sich die Nuten 90 und 98 für die Primär- bzw. die Rückumlauf-Pumpvorgänge auf verschiedenen Radien in der Endplatte der Pumpe. Ferner sind eine getrennte Abfluß-Nut 300 und -Öffnung 302 für den Ausgang der Primär-Pumpeinrichtung vorgesehen und eine getrennte Abfluß-Nut 306 und -Öffnung 308 für den Ausgang der Rückumlauf-Pumpeinrichtung. Ferner haben die Schaufeln A und B und die zugehörigen Schlitze in dem Rotor unterschiedliche Längen, so daß die Schaufeln A und ihre zugehörigen Schlitze nur von Nut 98 bis Nut 306 pumpen und die Schaufeln B und ihre zugehörigen Schlitze nur von Nut 90 bis Nut 300. Zusätzlich sind'die Mittel für die Drosselung des kombinierten Stroms (Mündung 106), die auf den Fluiddruck ansprechende Steuereinrichtung (Kugel-

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ventil 108) und die Umführungsleitung 104 außerhalb der
Pumpe angeordnet. Die Abfluß-Öffnung 302 für die Primär-Pumpeinrichtung ist über die Leitung 310 mit der gemeinsamen Leitung 312 und die Abfluß-Öffnung 308 für die Rückumlauf-Pumpeinrichtung über die Leitung 314 ebenfalls mit der gemeinsamen Leitung 312 verbunden. Die Fluid-Drossel-Mündung 106 ist in der Leitung 312 untergebracht, und die Um- ■ führungsleitung 104 verbindet "die gemeinsame Leitung 312
mit der Öleinlaß-Leitung 40. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform (Fig. 3) ist dieselbe wie die der oben beschriebenen Ausführungsformen.

Der Fluidausgang aus den Abfluß-Öffnungen 302 und 308 wird über die Leitungen 310 bzw. 314 in die gemeinsame Leitung und durch die fluiddrosselnde 'Mündung 106 und in die Umführungsleitung 104 geleitet. Je nach dem Fluiddruck, der in
der fluiddrosselnden Mündung 105 (je nach der Dichte, also je nach der im Rückumlauf befindlichen Luft, also je nach
dem Flüssigkeitsstand) ausgeübt wird, wird das Durchfluß-Steuerventil 108 veranlaßt zu öffnen oder zu schließen, so daß ein Teil des kombinierten Fluidausgangs in die Öleinlaßleitung 40 abgelenkt und hierdurch das in die Primär-Pumpeinrichtung fließende Frischöl reguliert wird.

Fig. 4 veranschaulicht abweichend ausgebildete Mittel für
die Regelung des Fluidspiegels in dem Separator 34 nach
Fig. 3. Die Leitungen, fluiddrosselnden Mündungen und Ventile, die in Fig. 4 dargestellt sind, werden anstelle der Leitungen 312 und 104, der fluiddrosselnden Mündung 106 und des
Ventils 110 verwendet. In Fig. 4 steht die Leitung 310, die von der Abfluß-Öffnung 302 der Primär-Pumpeinrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt, ausgeht, mit der Leitung 402 in Verbindung, und die Leitung 314 verbindet die Auslaß-Öffnung 308 der Rückumlauf-Pumpeinrichtung, wie in Fig. 3 dargestellt,

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mit der Leitung 404. Die tfeführungslsifengeh 402 und. 404 stehen mit der gemeinsamen Leitung 406 (die der Leitung: 16 in Fig, 1 bis 3 entspricht) und der Gieinlaßleitunjg 4ö Ia Verbindung, die an die Einlaßöffnung 42 der Primär-FifflLpelnrrichtung angeschlossen ist. Die Leitungen 402 und 4o4 enthalten fluiddrosselnde Mündungen 408 bzw. 41P .und Fluide steuerventile 412 bzw. 414.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsforni ist im wesentlichen dieselbe wie die der in Fig, 3 dargestellten Ausführungsform, Je nach den Fluiddrücken des Ausgangs der Prifflär^Pumpeinrichtung, der in der Leitung 310 fließt, und des Ausgangs der Rückumlauf-Pumpeinrichtung, der in der Leitung 314 fließt, können die Ventile 412 bzw, 4i4 geöffnet werden., wobei sie einen Teil der Ausgänge dieser Pumpeinrichtungen -zurück zu der Öleinlaß-Leitung 40 ableiten,

Fig. 5 zeigt eine schematisehe Darstellung eines Teils der Vorrichtung nach der Erfindung, wobei Dl von der -Ölquelle und dem Vorratsbehälter von einem Teil des Pumpen-Verdichters nach Fig. 1, der als der Verdichter bezeichnet wird, gepumpt wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wirkt der Verdichter teil als eine Saugpumpe, um Flüssigkeit plus Luft, die von der Flüssigkeit entweder beabsichtigt oder infolge unbeabsichtigten Einsickerns durch etwa fehierhafte Saugleitungen mitgeführt wird, zu pumpen. Der Pumpenteil, der die Wirkung der Schaufeln in den ihnen zugehörigen Schlitzen ausnutzt, wird für den Rückumlauf des Öls verwendet. Dieses System umfaßt eine Primär-Pumpeinrichtung, die eine erste kurvenförmige Nut 500 einschließt, welche mit der Öleinlaß-Öffnung 502 arbeitsmäßig verbunden ist, welch letztere mit der Ölzufuhr über die Leitung 40 in Verbindung steht, wobei die Nut 500 mit dem Pumpraum zwischen dem Rotor 64 (Fig. 1) und den Kammerwänden 76 (B¹Ig. 1.) verbunden ist. Die gekrümmte Auslaß-Nut 504 steht in Verbindung mit dem Pumpraum zwi-

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sehen dem Rotor und den Wänden der Pumpenkammer sowie mit der Auslaß-Öffnung 506.

Bei dieser Ausführungsform findet der Pumpvorgang in dem Raum zwischen dem Rotor und den Kammerwänden statt und ist im wesentlichen derselbe wie nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß in Fig. 1, wo ein Gas zum Fließen gebracht wird, eine Gelegenheit geboten wird zur Verminderung des Volumens des eingeschlossenen Gases, wenn es durch die Wirkung des Rotors und der von ihm geführten Schaufeln umgeführt wird. Eine solche Volumenverringerung, die unter der Bezeichnung eingebaute Verdichtung bekannt ist, ist bei einer Flüssigkeit nicht zulässig, da Flüssigkeiten im wesentlichen nichtkompressibel sind. Während der Zweck der Vorrichtung nach Fig. 5 in der Behandlung einer Flüssigkeit mit einem erheblichen Gaszusatz besteht, braucht ein solcher Gaszusatz nicht immer aufzutreten. Um demgemäß gegen Schäden Vorsorge zu treffen für den Fall, daß gasfreie Flüssigkeit in die Pumpe eintritt, muß die Ausführungsform nach Fig. 5 Vorsorge treffen, daß, sobald die Verbindung zwischen der Einlaß-Nut 500 und der Pumpenkammer beendet ist, eine Verbindung mit der Auslaß-Nut 504 hergestellt wird.

Ferner wird bei* dieser Ausführungsform die hin und hergehende Bewegung der Schaufeln für den Viiederumlauf des Öls benutzt. Es ist also eine Nut 508 vorgesehen sowie eine Wiederumlauf-Einlaß -Öffnung 510, die mit der Wiederumlauf-Leitung 124 in Verbindung steht, welche an das Ausflußrohr 122 des Separators 34 angeschlossen ist. Dieser Teil der Rückumlauf-Pump-Einrichtung ist betriebsmäßig mit der Abfluß-Nut 512 und der entsprechenden Abfluß-Öffnung 514 für den Rückumlauf-Pump-Ausgang verbunden. Die Rückumlauf-Abfluß-Öffnung 514 steht in Verbindung mit der gemeinsamen Leitung 312 über die Leitung 314, und die Primär-Pump-Einrichtung-Abfluß-Öffnung steht über die Leitung 310 mit der gemeinsamen Leitung 312

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in Verbindung. Die gemeinsame Leitung 312, die zu der Leitung 16 und dem Separator 34 führt, enthält eine fluiddrosselnde Mündung 106 und die Umführungsleitung 104, die das Durchflußsteuerventil 108 enthält. Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 5 ist im -wesentlichen dieselbe wie für die Ausführungsform, nach Fig. 1 beschrieben, wobei das Ventil 108 den abgezweigten Strom entsprechend der Dichte des in Rückumlauf gebrachten Öls regelt, die ihrerseits von dem in dem Behälter 120 angesammelten Flüssigkeitsspiegel abhängt, so daß der Ölzufluß zu .der Vorrichtung entsprechend der Zuflußgeschwindigkeit zu der Brennerdüse gesteuert wird.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist im wesentlichen dieselbe wie nach Fig. 5, abgesehen davon, daß sie umgekehrt ist. Das heißt, das Öl von der Ölzufuhr (das Primäröl) wird durch die Schaufelwirkung (d.h. über die Nuten 508 und 512 zur Leitung 314 nach Fig. 6) gepumpt, und das in Rückumlauf gebrachte Öl wird durch den Teil gepumpt, der vorher (nach Fig. 1) der Verdichter war (d.h. der Raum zwischen dem Rotor und den Wänden der Pumpenkammer), wobei die Wirkung eines kombinierten Verdichters und einer Ölpumpe erzielt wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 7 ist im wesentlichen dieselbe wie die nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß kombiniertes Ausgangsöl von der Abflußöffnung 100 durch die Leitung 700 in den Verdichter-Ansaugbereich geführt wird« Die Nut 84 steht mit dem Verdichterraum zwischen dem Rotor 64 und den Wänden der Pumpenkammer in Verbindung. Der kombinierte Fluid-Ausgangsstrom von der Wut 84 wird verdichtet und der Nut 92 nach Fig. 1 und der Aus laß-Öffnung 18 zugeleitet sowie weiter über die Leitung 16 zu dem Separator 34. Tatsächlich hat die besondere Ausführungsform nach Fig. 7 die Wirkung, eine zweistufige Pumpe vorzusehen.

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Die Ausführungsform nach Fig. 7 arbeitet wie folgt. Der Ausgang aus der Primär-Pump-Einrichtung und der R£ckumlauf-Pump-Einrichtung, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 "beschrieben -wurden, wird über die Wirkung der Schaufeln in die Abfluß-Nut 99 und die Abfluß-Auslaß-Öffnung 100 gepumpt. Kombiniertes Ausgangsfluid aus der Auslaß-Öffnung 100 fließt in die Leitung 700 und die Leitung 702, die mit der Umführungsleitung 104 in Verbindung steht} wenn der Fluiddruck des kombinierten Ausgangsfluids aus der Abfluß-Öffnung 100 unter einem vorbestimmten Wert liegt, ist er nicht befähigt, das Ventil 108 zu öffnen, und alles Öl fließt zurück zu der Einlaß-Öffnung 15 der Nut 84, um weiter gepumpt zu werden. Kombiniertes Fluid aus der Nut wird verdichtet und über die Nut 92 und die Auslaß-Öffnung 18 zu dem Separator 34 abgeführt, Wenn jedoch das kombinierte Auslaßfluid aus der Auslaß-Öffnung 100 einen höheren als den vorbestimmten Druck aufweist, öffnet sich das Steuerventil 110, so daß ein Teil des kombinierten Ausgangsfluids auf die Einlaßseite der Pumpe umgeleitet wird.

Wie bereits erwähnt, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung einen großen Fortschritt und eine beiiächtliche Verbesserung gegenüber Anlagen nach dem Stand der Technik, die für die Lieferung von in Luft zu zerstäubendem Öl bestimmt sind. Die Zerstäubung von Flüssigkeiten mit Hilfe von Gasstrahlen wird auf einem weiten Anwendungsgebiet benötigt, wie z.B. die Verteilung von landwirtschaftlichen Sprühmitteln, Insektiziden, Erzeugung von Nebel, Befeuchtung von Stäuben zwecks Niederschlagung usw. Die Erfindung bietet die Vereinfachung, daß sie ein umlaufendes Element aufweist, welches die drei Fluidpumpvorgänge bewirkt, das Verdichten des Gases, das Pumpen der Flüssigkeit aus einer Primär-Quel-Ie und den Rückumlauf von Flüssigkeit von einem Behälter

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zwecks Aufrechterhaltung des üpiegels darin und zur Steuerung des Zustroms von Flüssigkeit von der Primär—uuelle, · . wobei dies alles ohne Verwendung des konventionellen, schwimmerbetätigten ZufluB-Üteuer-Mechanismus erfolgt.

Bei Anwendung der Vorrichtung, ζ-.B,- für Ölbrenner., fördert die Unveränderlichkeit des Ölspiegels in dem Separator-Behälter die Qualität der Verbrennung dadurch., daß ein gleichmäßiger Ölstrom erzeugt wird, der seiher&eits eine gleichmäßige und glätte Flamme ergibt..

Die in der Zeichnung veranschaulichten Fluidbehandlungsvorrichtungen stellen bevorzugte Ausführungsforinen dar. Andere in die Erfindung eingeschlossene ÄusführungsfOrmen umfassen die folgenden: diejenigen, die .andere als die dargestellten Luft-Ül-3eparatoren und Zerstäubüngseinrichtungen verwenden j diejenigen, bei denen getrennte Pump'en für die Durchführung des Primär- und Rücklauf-Pumpvorgängs verwendet werden. Ferner kann der Antrieb öder der Motor, der für die Pumpenverdichtereinheit nach der lirfindung verwendet wird, gebraucht werden, um ein Verbrennuhgsluftgebläse entweder über eine verlängerte Antriebswelle oder einen Riemen- oder Ketten-Trieb anzutreiben.

Die Pumpen-Verdichter-Kombination läßt sich in einer Vorrichtung benutzen, in der abgesehen von dem Pumpen^Verdichter selbst ein umgepumptes Schmiermittel nicht benötigt wird. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß das Flüssigkeitsspiegelsteuer system in jedem Zusammenhang gebraucht werden kann, wo es wünschenswert ist, einen bestimmten Flüssigkeitsstand in einem Behälter aufrechtzuerhalten, der von einer anderen Uuelle beliefert und von dem Flüssigkeit" abgezogen wird.

Es ist ferner zu beachten, daß gewünschtenfälls die in der Mündung festgestellten Druckveränderungen (von den Dichte-

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Veränderungen infolge der Pegelstandänderungen der Flüssigkeit; herrührend) benutzt werden können, um eine geeignete Strömungssteuervorrichtung zu betätigen, die den Primärzufluß verändert und dadurch einen gewünschten Flüssigkeitsstand aufrechterhält. Dies unterscheidet sich etwas von den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen, bei denen die Druckänaerungen den Priinär-Zufluß indirekt durch die Zwischenwirkung zwischen dem Primär- und dem Rückumlauf-Fluß verändern.

Patentansprüche

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Claims

Patentanspr ü c h e

rl WVerf ahren zur Erzeugung eines geregelten Flüssigkeitsstroms, insbesondere zur Speisung eines Ölbrenner», g e k e η η zeichnetdurch die-Schritte der Zufuhr der Flüssigkeit unter Druck in einen Behälter in der Weise, daß darin mindestens ein vorbestimmter Flüssigkeitsstand aufrechterhalten wird, des Entfernens von Flüssigkeit aus dem Behälter, um den vorbestimmten Flüssigkeitsstand aufrechtzuerhalten, des Steuerns der Volumengeschwindigkeit, mit dem die Flüssigkeit dem Behälter zugeführt wird, in Übereinstimmung mit der Volumengeschwindigkeit, mit der Flüssigkeit aus dem Behälter zwecks im wesentlichen Konstanthaltung des Flüssigkeitsstands entnommen wird, und der Entnahme von Flüssigkeit aus dem Behälter an einem Punkt, der tiefer liegt als der Flüssigkeitsstand, in der Weise, daß die entnommene Flüssigkeit einen geregelten Strom aufweist.

2) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt, daß ein Gas unter Druck mit der dem Behälter zugeführten Flüssigkeit gemischt wird.

3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gek e .η η zeichnet, daß der Behälter geschlossen ist und daß Gas aus dem Behälter an einer Stelle über dem Flüssigkeitsspiegel und mit vorbestimmter Volumengeschwindigkeit entnommen wird.

4.) Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit einem Flüssigkeitsbehälter, aus dem die Flüssigkeit ständig entnehmbar ist, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Behälter (110) eine den Flüssigkeitsspiegel steuernde'Auslaßöffnung (122) und eine tiefer als dieselbe liegende Entnahmeöffnung (127) aufweist, daß eine Einrichtung mit einer

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druckabhängigen Durchflußsteuerung (106) für die Zufuhr von Flüssigkeit zu dem Behälter (113) zu seiner Füllung bis an die Auslaßöffnung (112) vorgesehen ist, eine Einrichtung für die Aufrechterhaltung einer Gasfüllung in dem übrigen Teil des Behälters, eine Einrichtung (124, 10o) für den Ausfluß von Flüssigkeit und Gas aus der Auslaßöffnung (112) und für die Erzeugung eines den relativen, in die Auslaßoffnung (112) eintretenden Flüssigkeits- und Gasmengen entsprechenden Druckes sowie eine Einrichtung zur Verbindung der letztgenannten Einrichtung mit der druckabhängigen üurcnflußsteuerung zur Veränderung der Flüssigkeitszuflußmenge zu dem Behälter.

5. Vorrichtung nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zufuhr von Flüssigkeit zu dem Behälter (118) eine Leitung (1ö) und ein mit dieser verbundenes Druckentlastungsventil (114) umfaßt» und daß die Einrichtung für den Ausfluß von Flüssigkeit und Gas aus der Auslaßöffnung (112) eine Pumpe (58, 72, 74) umfaßt, die einen Auslaß (100) -aufweist, und daß die letzterwähnte Einrichtung eine Leitung (102) aufweist, die den Auslaß (100) mit der Leitung (16) verbindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung eine Pumpe (90, 74, 130) umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (90, 74, 130) einen Einlaß (42) und einen Auslaß ( 100) aufweist, eine Einrichtung (12, 22, 30, 26), die den Einlaß (42) mit einer Flüssigkeitszufuhr (2j) verbindet, eine Einrichtung (102), die den Auslaß (100) :,nit dem Einlaß (1d) des Behälters (118) verbindet, eine Einrichtung (1O6) zum Drosseln des Flüssigkeitsstroms von der Pumpe, die die Erzeugung eines Flüssigkeitsdrucks in dem Auslaß ermöglicht, wobei die Einrichtung für den Ausfluß aus

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der Auslaßöffnung (112) eine Leitung (124) umfaßt, die die Ausflußöffnung (112) mit dem Einlaß (42) verbindet.

S. Vorrichtung nach Anspruch Y, dadurch, gekennzeichnet, daß der Einlaß der Pumpe einzelne Einlaßteile (90, 98) aufweist, die mit der Flüssigkeitszufuhr (12, 26) und der Ausflußöffnung (122) verbunden sind, sowie Mittel (42, 48), um nacheinander jedem Ein— laßteil (90, 98} Flüssigkeit zuzuführen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe Mittel (52, 74) für das Verdichten eines Gases und für die Zufuhr verdichteten Gases zu den Auslassen enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (118). geschlossen ist und einen Gasauslaß (36) aufweist, der mit ihm oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (129) in Verbindung steht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Drehschieberpumpe ist mit einem Hohlraum (52), mit einem zylindrischen Rotor (64), der exzentrisch in dem Hohlraum gelagert ist und eine Mehrzahl radialer Schlitze (72) aufweist, in denen Schieber oder Schaufeln (74) vergleit- . bar sind, und mit Gas- und Flüssigkeitseinlaß- und aus— laßmitteln, die mit dem Raum (52) zwischen dem Rotor (64) und der Hohlraumwand und dem Raum (130) zwischen den inneren Enden der Schaufeln (74) und den Böden der Schlitze (72) in Verbindung stehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gaseinlaß (15) und ein Gasauslaß (18) mit dem erstgenannten Raum (52) und ein Flüssigkeitseinlaß (42) und ein Flüssigkeitsauslaß (100) mit dem zweitgeriannten Raum (130) in Verbindung stehen.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (64) Schlitze (72) von mindestens zwei verschiedenen Tiefen aufweist, in denen Schaufeln (74) von mindestens zwei verschiedenen Tiefen gleiten, wobei ein Einlaß und ein Auslaß mit den Räumen zwischen den Schaufeln der einen Tiefe und den üöden der zugehörigen Schlitze und ein Einlaß und ein Auslaß mit den Räumen zwischen Schaufeln waa der anderen Tiefe und den Böden der zugehörigen Schlitze in Verbindung stehen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Ein- und Auslässe mit dem erstgenannten Raum (52) in Verbindung stehen und daß Flüssigkeits-Ein- und Auslässe mindestens gesonderte Einlasse und mindestens einen Auslaß aufweisen, die mit den zweitgenannten Räumen (130) in Verbindung stehen, und daß Flüssigkeit nacheinander den letzterwähnten Einlassen zugeführt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß die Pumpe (10) ein Druckentlastungsventil (114) aufweist, das mit dem Pumpenauslaß (100) in Verbindung steht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil

(114) den Pumpeneinlaß mit dem Pumpenauslaß verbindet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Pumpe zu pumpende ij'lüssigkeit dem Einlaß zugeführt wird, der mit dem erstgenannten Raum ('52) in Verbindung steht, und daß der Auslaß des erstgenannten Raums (52) mit dem Einlaß der zweitgenannten Räume (130) in Verbindung steht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß der zylindrische Holraum (52) der Pumpe (10) von einer ringförmigen Wand (50) und zwei Seitenwänden umschlossen ist und daß ein erster Einlaß und ein erster Auslaß mit dem ersterwähnten Raum (52) und mindestens zwei Einlasse jeweils mit den zweiterwähnten Räumen (130) und mindestens ein Auslaß mit den letzteren in Verbindung stehenσ

19. Vorrichtung nach Anspruch 18 ₉ dadurch g e kennzeichnetpdaß der Hohlraum ( 52) mindestens drei auseinanderliegende, gekrümmte Vertiefungen (90, 98, 99) in mindestens einer der Seitenwände umfaßt, die die Räume zwischen den Schaufeln (74) -■· und den Böden der Vertiefungen verbinden, wobei Mittel zur Verbindung jedes der zweiten Einlasse und zweiten Auslässe jeweils mit einer der Vertiefungen vorgesehen sind, .

20. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 18₉ dadurch gekennzeichnet, daß' mindestens zwei der" Vertiefungen (90_s 98,· 99) mit den Schlitzen (72) der einen Tiefe und mindestens zwei der Vertiefungen mit dem Schlitz der anderen Tiefe in Verbindung stehen und daß mit den Vertiefungen Einlaß- und Auslaßöffnungen (42, 48) verbunden sind,

21. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Flüssigkeit zu dem Behälter (HS) mit einer durchschnittlichen Volumengeschwindigkeit erfolgtj die gleich der Volumen-. geschwindigkeit aus der Entnahme- und. der Auslaßöffnung ist und daß eine auf den den relativen Flüssigkeits- und Gasmengen entsprechenden Druck ansprechende Einrichtung vorgesehen ist;, die den Flüssigkeitsdurchfluß durch die Vorrichtung so regelt, daß ein vorbestimmter Flüssigkeitsspiegel (129) in dem - Behälter (Hü) aufrechterhalten wird.

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