DE2342112C2 - Brennölförderanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennölfcrderanlage mit einer Magnetpumpe, deren das Pumpenelement, z. B. einen Kolben, treibender Anker Teil eines elastischen Schwingsystems ist, das durch periodische

ίο Erregerstromimpulse, z.B. über einen Einweggleichrichter zugeführten Wechselstrom, angeregt wird, und mit einem den Förderdruck festlegenden Druckregler.

Brennölförderanlagen weisen in der Regel kontinuierlich arbeitende Verdrängerpumpen, z. B. Zahnrad-

pumpen, auf. Zur Druckregelung dient ein Ventil in einer unmittelbar hinter der Pumpe abzweigenden Rücklaufleitung, das mit steigendem Druck öffnet und das Oberschußöl entweder an die Saugseite der Pumpe oder in den Tank zurückleitet Diese DruckregeJvor-

richtung kann auf einen bestimmten, für die ausgewählte Düse passenden Druck eingestellt werden, so daß ein Pumpentyp auch für verschiedene Gesamtanordnungen brauchbar ist Der Düse ist noch ein Abschneideventil vorgeschaltet das schließt, sobald ein vorgegebener

Förderdruck unterschritten wird.

Des weheren sind Magnetpumpen bekannt deren Anker Teil eines elastischen Schwingsystems ist, das durch über einen Einweggleichrichter zugeführten Wechselstrom angeregt wird.

Unter den vielen Anwendungsmöglichkeiten dieser Pumpe ist auch die Förderung von Brennöl erwähnt. Zur Druckregelung besitzt die Magnetpumpe ein sich mit steigendem Druck öfinendes Ventil in einem die Druckseite unmittelbar mit der Saugseite verbindenden Kanal. Die intermittierende Förderbewegung führt zu entsprechenden Druckpulsationen im Fördersystem, die sowohl für die Flammenbildung als auch aus Geräuschgründen nachteilig sind. Der 50 mal pro Sekunde über den vollen Hub hin und her bewegte Kolben erleidet eine entsprechende Abnutzung, was die Lebensdauer verkürzt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennölförderanlage der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die nachteiligen Folgen der intermittierenden Arbeitsweise ganz oder teilweise behoben sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckregler als Drosselorgan in der Förderleitung ausgebildet ist.

Bei dieser Konstruktion stellt sich der Hub des Schwingsystems selbsttätig so ein, daß lediglich die von der Düse benötigte ölmenge gefördert wird. Steigt der Hub, so wächst der Druck vor der Drosselstelle, was zu einer entsprechenden Schwingungskämpfung führt Da

sich der Kolben in der Regel nur über einen Bruchteil seines Maximalhubes bewegt, ergibt sich eine geringere Abnutzung und eine höhere Lebensdauer. Die Druckpulsationen im Fördersystem und deren Folgen sind kleiner. Die Rückführung von Überschußöl zur Saugseite entfällt, was sich leistungsmindernd auswirkt

Mit besonderem Vorteil ist das Drosselorgan von einem nachgeschalteten Druckregel-Stellglied gesteuert, das in Schließrichtung vom reduzierten Förderdruck und in Öffnungsrichtung von einer einsteilbaren Sollwertfeder belastet ist. Wird der mittels der Sollwertfeder eingestellte reduzierte Förderdruck zu hoch, so erhöht das Drosselorgan selbsttätig den Drosselwiderstand.

Insbesondere kaiin das Druckregel-Stellglied eine durch eine Stützplatte abgestützte Membran aufweisen, die den Förderraum vom Sollwerfederraum abdichtet Dies ergibt den weiteren Vorteil, daß cSe Sollwertfeder völlig außerhalb des Fördersystems liegt und daher leicht zugänglich ist

Eine andere Lösung der Aufgabe, die auch gleichzeitig mit der ersten Lösung angewendet werden kann, besteht darin, daß der Magnetpumpe ein Speicherraum nachgeschaltet ist, der eine elastisch rückfedernde \o Wand hat Dieser Speicherraum nimmt während des Druckhubes öl auf und gibt es während des Saughubes wieder ab. Infolgedessen herrscht in dem dem Speicherraum nachgeschalteten Teil des Fördersystems ein etwa gleichbleibender Druck mit höchstens unbedeutenden Pulsationen.

Vorzugsweise ist der Speicherraum dem Druckregler vorgeschaltet Am Druckregler herrscht daher ein bereits beruhigter Druck, der eine sehr genaue Druckeinstellung erlaubt :io

Des weiteren kann die elastisch rückfedernde Wand den Speicherraum von einem mit der Saugicitung verbundenen Ansaugraum trennen. Dies ergibt den Effekt, daß in der Saugleitung ein annähernd gleichförmiger Saugdruck herrscht so daß Schläge und Stöße in der Saugleitung verhindert werden.

In der praktischen Ausführung kann die elastisch rückfedernde Wand durch eine von einer Speicherfeder belastete, durch eine Stützplatte abgestützte Membran gebildet sein.

Eine dritte Lösung der gestellten Aufgabe, die auch zusammen mit den beiden anderen angewendet werden kann, besteht erfindungsgemäß darin, daß dem Druckregler ein Abschneideventil nachgeschaltet ist, das unter Zwischenschaltung einer Schnappfeder von einem Abschneide-Stellglied betätigbar ist, dessen Lage vom Förderdruck abhängt

Dieses Abschneideventil hat eine Schalt-Hysterese. Das bedeutet, daß das Offnen des Abschneideventils bei einem größeren Druck erfolgt als das Schließen. Diese Hysterese kann ohne weiteres so bemessen sein, daß sie größer ist als die infolge der Druckpulsationen zu erwartenden Druckunterschiede. Gegenüber einem Abschneideventil mit einem festen Ansprechwert besteht daher keine Gefahr, daß das Abschneideventil fortwährend öffnet und schließt weil dieser Ansprechwert wegen der Druckpulsationen fortwährend über- und unterschritten wird. Auch ergibt sich infolge der Schnappfeder eine sehr einfache Bauform.

Eine erhebliche konstruktive Vereinfachung wird erreicht wenn das Abschneide-Stellglied mit der elastisch rückfedernden Wand des Speicherraums verbunden ist. Diese Wand schwankt um eine vom Mitteldruck abhängige Mittellage. Trotz dieser Schwankungen kann die Wand zur Steuerung des Abschneideventils verwendet werden, weil dieses gegenüber den Schwankungen wegen der Schnappfeder unempfindlich ist.

Konstruktiv empfiehlt es sich, wenn das Abschneideventil ein durch eine Schließfeder belastetes Verschlußstück aufweist und wenn das Abschneide-Stellglied, die <" Schnappfeder und ein auf das Verschlußstück wirkender Betätigungshebel ein dreiteiliges Schnappsystem bilden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Anlage.

Eine Magnetpumpe 1 weist eine Erregerwicklung 2 auf, die über einen Schalter 3 und einen Einweggleichrichter 4 von einem normalen Wechselstromnetz 5, beispielsweise mit 220 V und 50 Hz, gespeist wird. Ein zylindrischer Anker 6 ist über einen Stift 7 mit einem Pumpenkolben 8 verbunden. Auf den Stift 7 drücken eine obere Druckfeder 9 und eine untere Druckfeder 10, die sich beide an gehäusefesisn Rächen abstützen. Wenn der Strom eingeschaltet wird, ergibt sich 50 mal in der Sekunde ein Stromimpuls, durch den der Anker 6 nach unten gezogen wird. Dies führt zu einer periodischen Schwingung des aus den Teilen 6 bis 10 bestehenden elastischen Schwingsystems.

Der Pumpkolben arbeitet in einem Pumpzylinder 11. der über ein Saugventil 12 mit der Saugleitung 13 und über ein Druckventil 14 mit der Förderleitung 15 verbunden ist Ein Stichkanal 16 verbindet die Saugleitung 13 mit dem Innenraum 17 der Magnetpumpe.

In die Förderleitung 15 ist ein Druckregler eingeschaltet Er besitzt ein Gehäuse 18 mit einem Drosselorgan 19, dessen Verschlußstück 20 von einem Druckregel-Stellglied 21 gesteuert ist. Dieses weist eine Membran 22 mit einer Abstützplatte 23 und einer zum Verschlußstück 20 führenden Verbindungsstange 24 auf. Die Membran 22 ist auf der Oberseite durch den Förderdruck, welcher durch das Drosselorgan 19 bereits reduziert ist. und auf der Unterseite durch eine Sollwertfeder 25 belastet. Diese Feder und mit ihr der gewünschte Druck ist durch eine Stellschraube 26 einstellbar. Feder und Schraube befinden sich in in einem durch die Membran 22 vom Fördersystem abgetrennten Raum, so daß keine weiteren Dichtmittel vorzusehen sind.

Vom Druckregler führt ein Leitungsabschnitt 27 zum Abschneideventil 28, dessen Verschlußstück 29 durch eine Schließfeder 30 belastet ist. Das Verschlußstück wird durch einen Betätigungshebel 3t geöffnet, der zusammen mit einer Schnappfeder 32 und einem Abschneide-Stellglied 33 ein dreiteiliges Schnappsystem bildet. Diese Teile sind in einem Raum 34 eines Gehäu ses 35 untergebracht. Von diesem Raum führt ein weiterer Leitungsabschnitt 36 zur Düse 37.

Von der Förderleitung 15 führt ein Leitungabschnitt 38 zu einem Speicherraum 39, der durch eine elastisch rückfedernde Wand 40 begrenzt ist Diese Wand wird durch eine Membran 41, abgestützt durch eine Stützplatte 42 und eine Feder 43 gebildet Unterhalb der Wand 40 ergibt sich ein Ansaugraum 44, der über einen Leitungsabschnitt 45 mit der Saugleitung 13 verbunden ist Mit der Stützplatte 42 ist außerdem das Abschneide-Stellglied 33 verbunden. Es ist unter Zuhilfenahme einer Dichtung 46 aus dem Ansaugraum 44 herausgeführt

Bei dieser Anlage ergibt sich die folgende Funktionsweise. In jeder Periode des Schwingsystems führt der Pumpenkolben 8 einen Saughub und einen Druckhub aus. Während des Saughubs erfolgt keine Förderung. Während des Druckhubs wird eine bestimmte Menge Q gefördert, die zur Hälfte über das Drosselorgan 19 und das Abschneideventil 28 zur Düse 37 gelangt. Die andere Hälfte wird in den Speicherraum 39 geführt, wobei die Wand 40 unter Zusammendrückung der Feder 43 ausweicht. Die so gespeicherte potentielle Energie dient dazu, während des nächsten Saughubes öl über das Drosselorgan 20 zur Düse 37 zu leiten. Daher ergibt sich trotz der intermittierenden Förderung eine weitgehend konstante Düsenaustrittsmenge.

Da der Pumpenkolben 8 während des Saughubes öl

aus dem Raum 17 verdrängt, erfolgt das Nachfüllen des Pumpzylinders 11 hauptsächlich durch öl aus dem Raum 17. Die Saugwirkung des Kolbens 8 ist daher darauf beschränkt, daß während des Druckhubes öl in den Raum 17 gesaugt wird. Durch die Anwendung des Ansaugraums 44 ergibt sich auch während des Saughubes des Kolbens 8, wenn sich nämlich der Speicherraum 39 verkleinert, eine Saugwirkung. Demnach strömt sowohl während des Druckhubes als auch während des Saughubes des Kolbens 8 öl in einer Richtung durch die Saugleitung 13. Es stellt sich eine annähernd kontinuierliche mittlere Strömung ein, die sich wenig durch Stöße und Schläge bemerkbar macht.

Das Druckregelventil arbeitet in der Weise, daß bei steigendem Förderdruck die Membran 22 gegen die Kraft der Feder 25 nach unten gedruckt und dadurch der Drosselquerschnitt verkleinert wird. Demzufolge wird der Drosselwiderstand größen Der Druck im Leitungsabschnitt 27 ist daher annähernd konstant. Unter diesem Druck wird aus der Düse 37 eine vorbestimmte ölmenge abgegeben. Wenn der Pumpenkolben 8 größere Hübe durchführt als dieser Menge entspricht, steigt der Druck in der Förderleitung 15. Diese Drucksteigerung wirkt sich dämpfend auf das Schwingsystem aus, so daß die Hübe automatisch auf den erforderlichen Wert begrenzt werden.

Das Abschneideventil 28 ist geschlossen, bis im Speicherraum 39 ein solcher Förderdruck herrscht, daß das Stellglied 33 so weit nach unten verlagert ist, daß das dreiteilige Schnappsystem, bestehend aus dem Betätigungshebel 31, der Schnappfeder 32 und dem Stellglied 33 in die andere Endlage umschnappt, wodurch das Verschlußstück 29 angehoben wird. Es schadet nichts, wenn in dieser Stellung die Stützplatte 42 periodisch um einen vorgegebenen Wert hin und her bewegt wird, ίο weil das Schnappsystem erst zurückschnappt; wenn ein vorgegebener unterer Grenzwert des Drucks unterschritten wird. Beispielsweise geht das Abschneideventil bei 7 atü in die Öffnungsstellung und bei 4 atü in die Schließstellung.

is Bei dem Einschalten der Magnetpumpe ist das Drosselorgan 19 voll offen und das Abschneideventil 28 geschlossen. Nach kurzer Zeit steigt der Förderdruck an. Das Drosselorgan 19 schließt und der Druck im Speicherraum 39 wächst allmählich an. Sobald dieser den ίο oberen Abschneide-Grenzwert erreicht hat, öffnet das Abschneideventil 28, das Drosselorgan 19 beginnt seine Druckregelfunktion und der Normalbetrieb ist erreicht Sobald die Pumpe abgeschaltet wird und dementsprechend der Förderdruck sinkt, schließt das Abschneideventil 28, sobald ein unterer Abschneide-Grenzwert unterschritten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Brennölförderanlage mit einer Magnetpumpe, deren das Pumpenelement, z. B. einen Kolben, treibender Anker Teil eines elastischen Schwingsystems ist, das durch periodische Erregerstromimpulse, z. B. über einen Einweggleichrichter zugeführten Wechselstrom, angeregt wird, und mit einem den Förderdruck festlegenden Druckregler, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler als Drosselorgan (19) in der Förderleitung (15) ausgebildet ist

Z Brennölförderanlage nach Anbruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prosseiorgan (19) von einem nachgeschalteten Druckregel-Stellglied (21) gesteuert ist. das in Schließrichtung vom reduzierten Förderdruck und in öffnungsrichiung von einer einstellbaren Sollwertfeder (25) belastet ist.

3. Brennölförderanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregel-Stellglied (21) eine durch eine Stützplatte (23) abgestützte Membran (22) aufweist, die den Förderraum vom Sollwertfederraum abdichtet

4. Brennölförderanlage mit einer Magnetpumpe, deren das Pumpenelement, z. B. einen Kolben, treibender Anker Teil eines elastischen Schwingsystems ist, das durch periodische Erregerstromimpulse, z. B. über einen Einweggleichrichter zugeführten Wechselstrom, angeregt wird, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetpumpe ein Speicherraum (39) nachgeschaltet ist, der eine elastisch rückfedemde Wand (40) hat.

5. Brennölförderanlage nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (39) dem Druckregler vorgeschaltet ist.

6. Brennölförderanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch rückfedernde Wand (40) den Speienerraum (39) von einem mit der Saugleitung (13) verbundenen Ansaugraum (44) trennt.

7. Brennölförderanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch rückfedemde Wand (40) durch eine von einer Speicherfeder (43) belastete, durch eine Stützplatte (42) abgestützte Membran (41) gebildet ist.

8. Brennölförderanlage mit einer Magnetpumpe, deren das Pumpenelement, z. B. einen Kolben, treibender Anker Teil eines elastischen Schwingsystems ist, das durch periodische Erregerstromimpulse, z. B. über einen Einweggleichrichter zugeführten Wechselstrom, angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschneideventil (28) vorgesehen ist, das unter Zwischenschaltung einer Schnappfeder (32) von einem Abschneide-Stellglied (33) betätigbar ist, dessen Lage vom Förderdruck abhängt.

9. Brennölförderanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschneide-Stellglied (33) mit der elastisch rückfedernden Wand (40) des Speicherraums (39) verbunden ist.

10. Brennölförderanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschneideventil (28) ein durch eine Schließfeder (30) belastetes Verschlußstück (29) aufweist und daß das Abschneide-Stellglied (33), die Schnappfeder (32) und ein auf das Verschlußstück wirkender Betätigungshebel (31) ein dreiteiliges Schnappsystem bilden.