DE2439982A1

DE2439982A1 - Mischblock zum einlassen eines aus mindestens zwei komponenten bestehenden brenngases in einen brennraum

Info

Publication number: DE2439982A1
Application number: DE19742439982
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Leisner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-08-21
Filing date: 1974-08-21
Publication date: 1976-03-04
Also published as: FR2282602A1; IT1041868B; GB1525633A; FR2282602B3

Description

RÜ/Ht

Anlage zur Patent- und Gebrauchsmusteranmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Mischblock zum Einlassen eines aus mindestens zwei Komponenten bestehenden Brenngases in einen Brennraum

Die Erfindung betrifft einen Mischblock zum Einlassen eines aus mindestens zwei Komponenten bestehenden Brenngases in einen Brennraum, insbesondere den Brennraum einer Maschine zum thermischen Entgraten von Werkstücken, mit

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einem Gehäuse mit einer Bohrung, durch die ein über .'Wenigstens zwei ihr vorgeschaltete Ventile komponentenweise zuströmendes Brenngas bei gleichzeitiger Mischung der Komponenten in den Brennraum eingelassen wird, wobei die zwangsgesteuerten Ventile die Verbindung zwischen der Bohrung und den GasZuleitungen während des Brennvorganges gasdicht verschließen.

Bei den besonders in Bezug genommenen, bekannten Maschinen zum thermischen Entgraten wird als Brenngas regelmäßig ein Gemisch aus V/asserstoff und Sauerstoff verwendet. Dieses wird vom Vorrat in je einen Druckzylinder eingelassen, mittels dessen dann d'ie Gaskomponenten unter erheblicher Komprimierung über die Ventile in den Brennraum gepumpt werden, wobei ihre Vermischung in der Bohrung des Mischblockes stattfindet. Die Kompression der beiden Gaskomponenten ist dabei gleichgroß und entspricht gegen Ende der Füllung des Brennraumes dem Druck, der dort für den jeweils optimalen Brennvorgang erforderlich ist.

Während die geschilderte Art des Vorgehens für ein aus Wasserstoff und Sauerstoff zusammengesetztes Brenngas problemlos ist, treten doch erhebliche Schwierigkeiten auf, wenn man andere Brenngaskomponenten verwenden will, weil diese billiger sind, einfacher und in größeren Mengen zur Verfügung stehen oder im Hinblick auf die zu bearbeitenden Werkstücke eine günstigere Behandlung ermöglichen. So ist beispielsweise

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die Verwendung von Propan wegen seines niedrigen Siedepunktes oder von Acethylen wegen seiner Neigung, sich unter Druck zu zersetzen, "bisher praktisch unmöglich gewesen.

Ein weiteres Problem besteht im bekannten Falle darin, daß die unmittelbar an die Bohrung angeschlossenen Ventile bei jedem Brennvorgang erheblichen Druck- und Temperaturbeanspruchungen ausgesetzt sind, da an ihnen brennraumseitig während des Brennvorganges das Brenngasgemisch ansteht und mitabbrennt. Treten nun durch Verschmutzungen od. dgl. auch nur geringe Undichtigkeiten im Ventilsitz auf, so verstärken sich diese wegen der hohen Beanspruchung der Ventile sehr bald und führen dann zum Ausfall des Ventils.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit anzugeben, wie sich auch solche gegen höheren Druck hinsichtlich ihres gewünschten Zustandes empfindliche Gase verwenden lassen, was durch einfache Änderung bzw. Ergänzung des eingangs beschriebenen Mischblockes geschehen soll. Dabei soll gleichzeitig dafür gesorgt werden, daß die Ventile hinsichtlich ihrer Beanspruchung entlastet werden, so daß auch leichte an ihnen auftretende Verschmutzungen nicht mehr zunehmend einen Abbrand an den Ventilen verursachen und somit eine Beschädigung der Ventile herbeiführen können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

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bei mit unterschiedlichen Drücken zuströmenden Gaskomponenten in der Verbindung zwischen Ventil und Bohrung für die Komponente mit dem höheren Druck eine Düse angeordnet ist, daß sich an die Düsenöffnung mit geringem axialem Abstand eine sich konisch erweiternde und in die Gehäusebohrung mündende Bohrung koaxial an-" schließt, daß um den Düsenkopf ein Ringspalt ausgebildet ist und daß der Ringspalt an das Ventil für das Gas mit dem niedrigeren Druck angeschlossen ist.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen besteht-die Möglichkeit, nur eine der Gaskomponenten, in der Regel Sauerstoff, unter dem erforderlichen hohen Druck in die Bohrung und damit in den Brennraum zu leiten, während die andere Komponente dem um den Düsenkopf ausgebildeten Ringspalt unter wesentlich niedrigerem Druck, beispielsweise dem ihres Vorrates, zugeführt werden kann, da sie von der sich an der Düse ausbildenden Saugwirkung mitgerissen wird. Wesentlich ist es hierbei nur, darauf zu achten, daß einerseits das Gas mit dem höheren Druck den für den Brennraum erforderlichen Fülldruck garantiert, während der Partialdruck des Gases mit dem niedrigeren Druck, der meist wesentlich unter diesem Fülldruck liegt, den kritischen Wert nicht überschreiten darf.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist darüber hinaus eine erhebliche Entlastung der Einlaßventile für die

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Gaskomponenten erreicht, denn nunmehr steht an diesen brennraumseitig während des Brennvorganges nur noch die von ihnen vo-rher durchgelassene Gaskomponente an, die für sich allein nicht abbrennen kann und somit · auch keinen Abbrand an dem jeweiligen Ventil herbeiführen kann. Ferner kann sich auch die mit dem Brenn- ' Vorgang einhergehende Druckwelle nur stark vermindert auf die Ventile auswirken, da die Düse einerseits und der Ringspalt andererseits hierfür als Drosselstelle wirken. . . .

In Ausbildung der Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß Düse und konische Bohrung .als in die Gehäusebohrung koaxial zu dieser eingesetzte Teile ausgebildet sind. Hierbei ist es aus konstruktiven, fertigungstechnischen und Wartungsgründen besonders vorteilhaft, daß das die konische Bohrung aufweisende Teil den Düsenkopf mit einer rückwärtigen, hohlzylindrischen Verlängerung unter Bildung des Ringspaltes umgibt, daß die Verlängerung selbst von einer Erweiterung der Bohrung mit radialem Abstand umgeben ist, daß das Gas mit dem niedrigeren Druck vom Ventil der Bohrungserweiterung zuströmt und daß die Bohrungserweiterung über radiale Öffnungen der Verlängerung mit dem Ringspalt in Verbindung steht.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung in seinen Einzelheiten näher erläutert.

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An die Wand 1 eines nur angedeuteten Brennraumes einer Kaschine zum thermischen Entgraten ist mittels ebenfalls nur angedeuteter Schrauben 2 das Gehäuse 3 eines Mischblockes für die Erenngaskomponenten angesetzt.. Das Gehäuse 3 weist eine Bohrung 4 auf, über die das Brenngasgemisch in den Brennraum gedrückt wird. Zur Abdichtung und zum Schutz der Abdichtung zwischen Brennraumwand 1 und Gehäuse 3 dienen ein in beide Teile ragendes Mundstück 5 sowie eine zwischengespannte Dichtung 6.

Zum Einlaß der von leitungen 7 und 8 kommenden Brenngaskomponenten dient je ein Ventil, das einen vertikal verschiebbaren Stößel 9 bzw. 10 aufweist, wobei die Überführung in die in der Zeichnung dargestellte Schließstellung durch hydraulische Zylinder-Kolben-Aggregate 11 und 12 erfolgt, während die Überführung der Stößel in die Offenstellung bei abgeschalteten Zylinder-Kolben-Aggregaten durch Entspannung von Tellerfederpaketen 13 und 14 geschieht.

Die Stößel 9 und 10 tragen an ihrem unteren Ende je einen Ventilkegel 15 und 16, der in Schließstellung der Ventile gegen einen Dichtring 17 bzw. 18 aus geeignetem Material gepreßt wird.

An die Ventile schließen sich brennraumseitig Kanäle und 20 an, die in die Bohrung 4 münden, die auf der dem Brennraum abgewandten Seite durch einen Gewinde-

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stopfen 21 verschlossen ist. Dabei ist in eine.Erweiterung 22 der Bohrung 4 für die über den Kanal 19 zuströmende Gaskomponente eine eingeschraubte Düse 23 zwischengeschaltet, an deren Öffnung sich mit geringem axialem Abstand eine sich konisch erweiternde und in die Bohrung 4 mündende Bohrung 24 anschließt. Das diese Bohrung 24 enthaltende Teil 25 umgibt außerdem den Kopf der Düse 23 mit einer rückwärtigen Verlängerung unter Bildung eines Ringspaltes 27. Diesem Ringspalt kann die vom Kanal 20 kommende Gaskomponente über die Erweiterung 22 und radiale Öffnungen 28 der Verlängerung 26 zuströmen.

Wird nun über das linke Ventil eine Gaskomponente, beispielsweise Sauerstoff, mit einem solchen Druck zugeführt, der schließlich ausreicht, um den im Brennraum erforderlichen Fülldruck herzustellen, so entsteht im Ringspalt an der Düsenöffnung bei der mit 29 bezeichneten Stelle eine Saugwirkung, die die über den Ringspalt zugeführte Gaskomponente mitreißt, ohne daß diese mit erhöhtem Druck angeboten werden muß. Dadurch läßt sich der Brennraum auch mit solchen Brenngasen beschicken, die eine Komponente enthalten, welche bei erhöhtem Druck in einen hier nicht mehr brauchbaren Zustand gelangen würde. Dabei ist Voraussetzung nur, daß der Partialdruck dieser Gaskomponente im Brennraum nicht den kritischen Wert überschreitet.

Findet dann der Brennvorgang statt, so kann sich dieser

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über die Bohrung 4 nur bis zur Öffnung der Düse 23 fortsetzen, da von dort aus rückwärts die Gaskomponenten nur noch ungemischt vorliegen. Dadurch sind die Ventilkegel 15 und 16 sowie ihre Sitze 17 und 18 vor einer Beeinflussung durch den Brennvorgang geschützt, wobei gleichzeitig durch die von der Düse 23 einerseits und dem Ringspalt 27 ₃ den Öffnungen 28 und den Ringraum zwischen Verlängerung 26 und Erweiterung 22 andererseits Drosselstellen derart gebildet sind, daß sich auch die mit dem Brennvorgang einhergehende Druckwelle nur vermindert auf die Ventile auswirken kann.

Die Zeichnung zeigt schließlich noch ein drittes, allgemein mit 50 bezeichnetes Ventil, das unmittelbar auf die Bohrung 4 geht. Dieses normalerweise nicht benutzte und sich daher in der Regel in der dargestellten Schließstellung befindliche Ventil dient aus Sicherheitsgründen dazu, eine vorhandene Gasfüllung des Brennraumes in eine leitung 31 abzulassen, wenn der Brennvorgang beispielsweise wegen einer Betriebsstörung nicht stattfinden soll bzw. kann.

Der erfindungsgemäße Mischblock eignet sich besonders für Maschien zum thermischen Entgraten. Seine Anwendung ist jedoch auch in zahlreichen weiteren Fällen möglich, beispielsweise bei Gasmotoren, wenn die eingangs im einzelnen erläuterten Probleme auftreten.

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Claims

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Ansprüche . - " ■ '.. .

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π.) Mischblock zum Einlassen eines aus Vzwei Komponenten bestehenden Brenngases in einen Brennraum, insbesondere den Brennraum einer Maschine zum thermischen Entgraten von V/erkstücken, mit einem Gehäuse mit einer Bohrung, durch die ein ü$lrVz^?l£ⁿ£hr vorgeschaltete · Ventile komponentenweise zuströmendes Brenngas bei gleichzeitiger Mischung der Komponenten in den Brennraum eingelassen wird, wobei die zwangsgesteuerten Ventile die Verbindung zwischen der Bohrung und den Gaszuleitungen während des Brennvorganges gasdicht verschließen, .. · ,.

dadurch gekennzeichnet,

daß bei mit unterschiedlichen Drücken zuströmenden Gaskomponenten in der Verbindung zwischen Ventil (9, 11, 15, 17; 1.0, 12, 16, 18) und Bohrung (4) für die Komponente mit dem höheren Druck eine Düse (23) angeordnet ist, daß sich an die Düsenöffnung mit geringem axialem Abstand eine sich konisch erweiternde und in die Gehäusebohrung mündende Bohrung (24) koaxial anschließt, daß um den Düsenkopf ein Ringspalt (27) ausgebildet ist und daß der Ringspalt an das Ventil (10, 12, 16, 18) für das Gas mit dem niedrigeren Druck angeschlossen ist. '
2. Mischblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß Düse (23) und konische Bohrung (24) als in die Gehäusebohrung (4) koaxial zu dieser eingesetzte Teile ausgebildet sind.
3. Mischblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die konische Bohrung (24) aufweisende Teil (25) den Düsenkopf mit einer rückwärtigen, hohlzylindrischen Verlängerung (26) unter Bildung des Ringspaltes (27) umgibt, daß die Verlängerung selbst von einer Erweiterung (22) der Bohrung (4) mit radialem Abstand umgeben ist, daß das Gas mit dem niedrigeren Druck vom Ventil (10, 12, 16, 18) der Bohrungserweiterung zuströmt und daß die Bohrungserweiterung über radiale Öffnungen (28) der Verlängerung mit dem Ringspalt in Verbindung steht.

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