DE3149562C2

DE3149562C2 -

Info

Publication number: DE3149562C2
Application number: DE3149562A
Authority: DE
Inventors: Hans Vaellingby Se Edman; Arne Aelvsjoe Se Loennebring
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1981-01-21
Filing date: 1981-12-15
Publication date: 1989-06-15
Also published as: GB2094899B; NO814246L; FR2498299A1; CA1188976A; GB2094899A; FI68310B; DK566381A; CH655777A5; JPS57136016A; FI68310C; SE421239B; FI814189L; NO150699B; NO150699C; FR2498299B1; US4431382A; DE3149562A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenvorrichtung zum Spei sen eines Ölbrenners mit Öl, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Um einen Betrieb von Ölbrennern mit Schweröl zu ermögli chen, wurde kürzlich eine neue Brennerkonstruktion ent wickelt, wobei das Öl der Außenseite einer Spezialdüse zugeführt wird, auf der es sich wie ein Film ausbreitet. Luft mit einem gewissen Überdruck wird dem Innenraum des Düsenkörpers zugeführt, von dem aus sie durch eine Öff nung ausgeblasen wird und das Öl feinverteilt. Auf diese Weise kann man eine Zerstäubung in bedeutend feinere Tropfen als bei herkömmlichen Brennerkonstruktionen erzielen, weshalb der Brenner mit dickflüssigerem Öl arbeiten kann. Die Funktion des Brenners erfordert in dessen, daß das Öl der Brenndüse in bedeutendem Über schuß zugeführt wird, das heißt in etwa der fünf-- zehnfachen Menge der durch die Luft zerstäubten und verbrannten Ölmenge. Das überschüssige Öl wird in einem Sammelgefäß aufgesammelt und zurück zur den Brenner speisenden Pumpe geführt, die somit Öl gleichzeitig aus dem Öltank und dem Sammelgefäß für überschüssiges Öl zu entnehmen hat.

Die Ölmenge im Sammelgefäß kann stark schwanken und die Pumpe somit unterschiedliche Ölmengen vom Sammelgefäß entnehmen. Wenn dieses wenig Öl enthält, soll die Pumpe indessen nur oder hauptsächlich Öl aus dem Tank entneh men. Steigt die Ölmenge im Sammelgefäß, muß statt dessen die Pumpe eine zunehmende Menge Öl aus dem Sammelgefäß und eine geringere Menge aus dem Tank entnehmen.

Eine Pumpenvorrichtung mit den im Oberbegriff des Pa tentanspruches 1 definierten Merkmalen ist im wesentli chen aus der DE-AS 21 20 430 bekannt. Diese bekannte Pumpenvorrichtung wird jedoch vor allem in konstruktiver Hinsicht als ungünstig angesehen, da sämtliche Ventile außerhalb des die Pumpenvorrichtung enthaltenden Pumpen gehäuses angeordnet sind, wodurch unter anderem auch ein verhältnismäßig hoher Montageaufwand bei der Installie rung der Pumpenvorrichtung und ihrer verschiedenen Kom ponenten bedingt ist. Im übrigen wird bei dieser bekann ten Pumpenvorrichtung überschüssiges Öl aus dem Sammel behälter über eine Überströmleitung wieder direkt in die vom Tank zur Pumpe führende Zulaufleitung zurückgelei tet, wobei das Pumpengehäuse einen gemeinsamen Einlaß für Öl vom Tank und für Öl vom Sammelgefäß aufweist. Hierbei ist eine separate steuerbare Ölansaugung aus dem Öltank einerseits und aus dem Sammelbehälter anderer seits zur Pumpe nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine in konstruktiver Hinsicht wesentlich verbesserte und insbe sondere vereinfachte Pumpenvorrichtung anzugeben, bei der außer der Pumpe selbst auch alle weiteren funktio nellen Komponenten, die für eine gesteuerte Ölansaugung zu der Pumpe aus dem Öltank einerseits und aus dem Sam melgefäß andererseits erforderlich sind, wie insbesonde re die Ventile u. dgl., zu einem einheitlichen Gerät zusammengefaßt sind, das heißt zu einer kompakten Pum penvorrichtung, deren Installierung zur Versorgung eines Ölbrenners erheblich erleichtert ist.

Die Lösung dieser wie vorstehend definierten Aufgabe gelingt - ausgehend von einer Pumpenvorrichtung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 - erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkma le:

(a) das Pumpengehäuse besteht aus einem Oberteil mit einem ersten Einlaß für Öl vom Tank und aus einem Unterteil mit einem zweiten Einlaß für Öl vom Sam melgefäß;
(b) das erste Ventil ist im ersten Einlaß für Öl vom Tank im Oberteil des Pumpengehäuses angeordnet;
(c) das zweite Ventil ist im zweiten Einlaß für Öl vom Sammelgefäß im Unterteil des Pumpengehäuses angeord net; und
(d) durch das Oberteil und das Unterteil des Pumpenge häuses ist eine innere, unter Saugdruck stehende Kammer gebildet, in die die ersten und zweiten Ein lässe münden und in der die Pumpe zum Ansaugen des Öls aus der inneren Kammer untergebracht ist.

Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Pumpenvorrichtung wird insbesondere in einfacher Weise erreicht, daß die Tankansaugleitung mit dem ersten Einlaß der Pumpenvor richtung unmittelbar verbunden werden kann, während überschüssiges Öl in ein einfaches Sammelgefäß geleitet wird, das mit dem zweiten Einlaß der Pumpenvorrichtung ebenfalls unmittelbar verbunden werden kann. Infolgedes sen ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung und Er leichterung bei dem Einbau der Pumpenvorrichtung in Verbindung mit einem Ölbrenner, einem Öltank und einem Überschußöl-Sammelgefäß. Darüber hinaus ist eine separat feinsteuerbare Ölansaugung aus dem Tank einerseits und aus dem Sammelbehälter andererseits in Abhängigkeit vom jeweiligen Ölstand im Sammelgefäß in einfacher Weise gewährleistet.

Jeweils vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der erfin dungsgemäßen Pumpenvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die in diesen Ansprüchen erwähnten Ventilausführungen, wie zum Beispiel Membranventile u. dgl., sind an sich bekannt, zum Beispiel aus der bereits genannten DE- AS 21 20 430.

Die Erfindung wird nun näher im Rahmen eines Ausfüh rungsbeispiels anhand der Zeichnung erläutert, in der schematisch und in teilweiser Schnittansicht eine Pum penvorrichtung zum Speisen eines Ölbrenners dargestellt ist.

Ein aus der Zeichnung ersichtlicher Ölbrenner, der von einer Pumpenvorrichtung 10 mit Öl gespeist wird, weist einen Hohlkörper 1 auf, der an eine Luftleitung 2 ange schlossen ist und am gegenüberliegenden Ende eine kleine Öffnung 3 hat, durch welche die zugeführte Luft ausge blasen wird. Das Öl wird aus einer Leitung 4 zugeführt und läuft an der Außenseite des Hohlkörpers 1 herunter, auf der es einen Ölfilm bildet. Die aus der Öffnung 3 ausströmende Luft zerstäubt einen Teil des Öls in sehr feine Tropfen 5, während das restliche Öl 6 vom Hohlkör per 1 abtropft. Dieses überschüssige Öl 6 wird von einem unter dem Hohlkörper 1 angeordneten Trichter 7 aufge fangen, von welchem eine Leitung 8 zu einem Sammelgefäß 9 führt, in dem bei Betrieb des Ölbrenners Öl konti nuierlich aufgesammelt wird.

Die Leitung 4 geht vom Druckstutzen eines die Pumpen vorrichtung 10 enthaltenden Pumpengehäuses ab, das aus einem Oberteil 17 mit einem ersten Einlaß 12 für Öl von einem Tank 11 und aus einem Unterteil 18 mit einem zwei ten Einlaß 15 für Öl vom Sammelgefäß 9 besteht. Vom Sammelgefäß 9 führt eine Leitung 14 zu dem zweiten Ein laß 15.

Der im folgenden noch näher zu beschreibenden Pumpe der Pumpenvorrichtung 10 wird das Öl zum Teil aus dem Tank 11 über ein erstes Ventil 13 zugeführt, das im ersten Einlaß 12 und somit im Oberteil 17 des Pumpengehäuses angeordnet ist. Zum Teil wird der Pumpe das Öl auch aus dem Sammelgefäß 9 über ein in Abhängigkeit vom Flüssig keitsstand im Sammelgefäß 9 gesteuertes, zweites Ventil 50 zugeführt, das im zweiten Einlaß 15 und somit im Unterteil 18 des Pumpengehäuses angeordnet ist.

Durch Oberteil 17 und Unterteil 18 des Pumpengehäuses ist eine innere, unter Saugdruck stehende Kammer 25 gebildet, in die die ersten und zweiten Einlässe 12 und 15 münden und in der die Pumpe zum Absaugen des Öls aus der Kammer 25 untergebracht ist.

Diese in der Zeichnung nicht näher dargestellte Pumpe kann, beispielsweise als Radialkolbenpumpe gemäß SE- PS 3 35 477 oder SE-AS 80 03 151-1 ausgeführt sein. Eine solche Pumpe umfaßt einen in einem Gehäuse gelagerten, zylindrischen Läufer mit mindestens einem Kolben, der dichtend und verschiebbar in einem im Läufer angebrach ten radialen Kolbenraum gelagert ist, dessen radiale Tiefe größer als die Länge des Kolbens ist, eine den Läufer exzentrisch umgebende exzentrische Nockenkurve, gegen die der Kolben bei umlaufendem Läufer verschoben wird, um von demselben eine radial nach innen und außen im Kolbenraum gerichtete Bewegung auszuführen, einen in Verbindung mit der Flüssigkeitsquelle stehenden Ansaug kanal, der in den Kolbenraum mündet und in den Flüssig keit bei der Bewegung des Kolbens nach außen eingesaugt wird, sowie einen Auslaufkanal, der in den inneren Teil des Kolbenraumes einmündet und durch den Flüssigkeit bei Bewegung des Kolbens nach innen ausgetrieben wird. Die Erfindung ist indessen nicht auf die Verwendung einer solchen Pumpe begrenzt.

In der Zeichnung sind der Läufer 19, eine den Läufer aufnehmende Antriebswelle 20 und eine den Läufer umge bende Nockenkurve 21 ersichtlich, die auf einem im Unterteil 18 des Pumpengehäuses angeformten Zapfen 22 gelagert ist. Durch Bohrungen 23 und 24 steht der außer halb der Nockenkurve 21 liegende Teil der inneren Kammer 25 des Pumpengehäuses in Verbindung mit dem innerhalb der Nockenkurve 21 liegenden Raum und dadurch mit den Kolbenräumen. Weiterhin ist in der Zeichnung ein erster Auslaßkanal 26 angedeutet, der zum Teil in der Antriebs welle 20 und zum Teil im Oberteil 17 des Pumpengehäuses untergebracht ist.

Das Oberteil 17 des Pumpengehäuses ist einstückig mit einem Ventilgehäuse 28 des ersten Ventils 13 ausgeführt. Dieses weist einen Ventilkörper 29 auf, der durch eine Feder 30 gegen einen Ventilsitz 31 gedrückt wird. Der Ventilkörper 29 ist weiterhin mit einer Membran 32 verbunden, deren Oberseite durch eine Öffnung 33 in einem das Ventilgehäuse 28 verschließenden Deckel 34 durch den atmosphärischen Druck beaufschlagt wird. Eine unter der Membrane 32 befindliche Kammer steht über den Ventilsitz 31 in Verbindung mit dem ersten Einlaß 12 sowie über einen Einlaßkanal 36 mit der inneren Kammer 25 des Pumpengehäuses.

Der erste Auslaßkanal 26 der Pumpe führt zu einem im Oberteil 17 des Pumpengehäuses angeordneten Druckregel ventil 38. Letzteres besteht aus einem Ventilkörper 39, der von einer Feder 40 beaufschlagt ist, deren Druck sich mit einer Schraube 41 einstellen läßt. Das Druckre gelventil 38 steht in Verbindung mit einem zweiten Aus laßkanal 16 der Pumpe, welcher in die Leitung 4 mündet.

Beim Umlauf des Läufers 19 der Pumpe und bei arbeitendem Kolben entsteht ein gewisser Unterdruck in der inneren Kammer 25 und dadurch an der Unterseite der Membrane 32. Dieselbe wird dadurch nach unten durchgebogen, so daß der Ventilkörper 29 gegen die Kraft der Feder 30 nach unten gedrückt wird und das erste Ventil 13 öffnet. Die Pumpe saugt somit Öl aus dem Tank 11 an und fördert dieses durch den ersten Auslaßkanal 26, das Druckregel ventil 38, den zweiten Auslaßkanal 16, die Leitung 4 und damit zum Ölbrenner.

Unter dem Unterteil 18 des Pumpengehäuses ist eine das zweite Ventil bildende Membrane 50 durch einen Deckel 51 befestigt. Im Boden des Unterteiles 18 befindet sich eine kleine Öffnung 52, die in Verbindung mit dem durch die Bohrungen 23 und 24 gebildeten Kanal steht. Die Membrane 50 ist so angebracht, daß deren Mitte die klei ne Öffnung 52 abdeckt. Der zweite Einlaß 15 für über schüssiges Öl aus dem Sammelgefäß 9 ist im Unterteil 18 oberhalb der Membrane 50, aber unterhalb der Trennwand des Unterteiles 18 angeordnet, so daß eine Verbindung mit der Pumpe über die Öffnung 52 vorliegt und die Ober seite der Membrane 50 dem Druck der Flüssigkeit im Sam melgefäß 9 ausgesetzt ist. Im Deckel 51 befindet sich eine Öffnung 53, wodurch die Unterseite der Membrane 50 den atmosphärischen Druck ausgesetzt ist.

Der in der inneren Kammer 25 der Pumpe herrschende Druck, der bei laufender Pumpe normalerweise niedriger als der atmosphärische Druck ist, beaufschlagt somit die Membrane 50 auf einem sehr kleinen zentralen Teil der selben, wogegen der Druck der Flüssigkeit im Sammelgefäß 9 eine große Fläche beaufschlagt. Daraus folgt, daß der Flüssigkeitsdruck die Membrane 50 bei verhältnismäßig niedrigem Flüssigkeitsstand im Sammelgefäß 9 von der Öffnung 52 wegdrückt, so daß diese geöffnet wird und die Pumpe Öl aus dem Sammelgefäß 9 entnimmt. Solange die Flüssigkeit im Sammelgefäß einen gewissen Stand unterschreitet, ist jedoch die Öffnung 52 durch die Membrane 50 geschlossen, so daß die Pumpe nur Öl aus dem Tank 11 ansaugt.

Durch das erste Ventil 13, das bei nicht arbeitender Pumpe geschlossen ist, wird auch verhindert, daß das Sammelgefäß 9 bei stehender Pumpe durch Auslaufen über die Pumpe entleert werden könnte.

Die in der Kammer 25 untergebrachte Pumpe wird über die Antriebswelle 20 von einem Elektromotor in einem Motor gehäuse 60 angetrieben. Dieser Motor kann auch zum An trieb eines Ventilators 61 für Verbrennungsluft sowie eines Kompressors 62 zur Speisung der Luftleitung 2 mit Druckluft verwendet werden.

Im Stromversorgungskreis des Elektromotors kann ein Schalter 63 liegen, der von einem im oberen Teil des Sammelgefäßes 9 angebrachten Schwimmer 64 betätigt wird, der den Strom zum Motor und somit den Betrieb des Syste mes unterbricht, falls das Sammelgefäß 9 überfüllt sein sollte.

Weiterhin ist zweckmäßigerweise die Öffnung 52 im Boden des Unterteiles 18 durch ein in Richtung der Membrane 50 schließendes Rückschlagventil 66 verschließbar, um ein Ausströmen von Öl aus der Pumpenvorrichtung 10 in das Sammelgefäß 9 zu verhindern, falls der Druck in der Kammer 25 den Druck der Flüssigkeit im Sammelgefäß 9 überschreiten sollte.

In konstruktiver Hinsicht besteht ein weiterer Vorteil der Pumpenvorrichtung darin, daß das Oberteil 17 des Pumpengehäuses einstückig mit dem Ventilgehäuse 28 des ersten Ventils 13 im Einlaß 12 für Öl vom Tank 11 ausge führt ist und mit dem Unterteil 18 sowie dem Deckel 51 des Pumpengehäuses eine bauliche Einheit bildet.

Bezugszeichenliste

1 Hohlkörper
2 Luftleitung
3 Öffnung
4 Leitung
5 Tropfen
6 Öl
7 Trichter
8 Leitung
9 Sammelgefäß
10 Pumpenvorrichtung
11 Tank
12 erster Einlaß
13 erstes Ventil
14 Leitung
15 zweiter Einlaß
16 zweiter Auslaßkanal
17 Oberteil des Pumpengehäuses
18 Unterteil des Pumpengehäuses
19 Läufer
20 Antriebswelle
21 Nockenkurve
22 Zapfen
23 Bohrung
24 Bohrung
25 Kammer
26 erster Auslaßkanal
27
28 Ventilgehäuse
29 Ventilkörper
30 Feder
31 Ventilsitz
32 Membrane
33 Öffnung
34 Deckel
35
36 Einlaßkanal
37
38 Druckregelventil
39 Ventilkörper
40 Feder
41 Schraube
42
43
44
45
46
47
48
49
50 Membrane bzw. zweites Ventil
51 Deckel
52 Öffnung
53 Öffnung
54
55
56
57
58
59
60 Motorgehäuse
61 Ventilator
62 Kompressor
63 Schalter
64 Schwimmer
65
66 Rückschlagventil
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80

Claims

1. Pumpenvorrichtung zum Speisen eines Ölbrenners mit Öl, wobei überschüssiges Öl in ein Sammelgefäß geleitet wird, mit einer Pumpe, die Öl teils einem Öltank über ein erstes Ventil und teils dem Sammel gefäß über ein in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand im Sammelgefäß gesteuertes zweites Ventil entnimmt, und mit einem die Pumpenvorrichtung enthaltenden Pumpengehäuse mit einem Einlaß für Öl vom Tank und für Öl vom Sammelgefäß, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

(a) das Pumpengehäuse besteht aus einem Oberteil (17) mit einem ersten Einlaß (12) für Öl vom Tank (11) und aus einem Unterteil (18) mit einem zweiten Einlaß (15) für Öl vom Sammelgefäß (9);
(b) das erste Ventil (13) ist im ersten Einlaß (12) für Öl vom Tank im Oberteil (17) des Pumpengehäuses angeordnet;
(c) das zweite Ventil (50) ist im zweiten Einlaß (15) für Öl vom Sammelgefäß (9) im Unterteil (18) des Pumpengehäuses angeordnet; und
(d) durch das Oberteil (17) und das Unterteil (18) des Pumpengehäuses ist eine innere, unter Saugdruck stehende Kammer (25) gebildet, in die die ersten und zweiten Einlässe (12; 15) münden und in der die Pumpe zum Ansaugen des Öls aus der Kammer (25) untergebracht ist

2. Pumpenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil (18) des Pumpengehäuses eine als Saugkanal dienende, mit der Kammer (25) in Verbindung stehende Bohrung (23) vorgesehen ist, die über eine Öffnung (52) im Boden des Unterteils (18) mit einer durch einen Deckel (51) des Pumpengehäuses und das Unterteil (18) gebildeten, mit dem Sammelgefäß (9) über den zweiten Einlaß (15) verbundenen, weiteren Kammer in Verbindung steht, wobei die Öffnung (52) durch eine vom Druck im Sammelgefäß (9) beaufschlagbare, das zweite Ventil (50) bildende Membrane geschlossen bzw. geöffnet wird.

3. Pumpenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (50) zwischen dem Deckel (51) und dem Unterteil (18) des Pumpengehäuses eingespannt ist und dichtend gegen die Öffnung (52) im Boden des Unterteiles (18) anliegt und daß der zweite Einlaß (15) für Öl vom Sammelgefäß (9) auf der der Öffnung (52) zugewandten Seite der Membrane (50) liegt und daß die gegenüberliegende Seite der Membrane (50) über eine Öffnung (53) im Deckel (51) dem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist.

4. Pumpenvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (52) im Boden des Unterteiles (18) durch ein in Richtung der Membrane (50) schließendes Rückschlagventil (66) verschließbar ist.

5. Pumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (13) im ersten Einlaß (12) für Öl vom Tank (11) ein durch eine Feder in Schließrichtung belastetes Membranventil (29, 32) ist.

6. Pumpenvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (13) eine Membrane (32) aufweist, die einerseits über eine Öffnung (33) in einem Deckel (34) eines Ventilgehäuses (28) vom atmosphärischen Druck und andererseits vom Druck an der Ansaugseite der Pumpe beaufschlagbar ist, wobei das Ventil (13) öffnet, wenn der Druck auf der Ansaugseite einen gewissen Wert unterschreitet.

7. Pumpenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Oberteil (17) des Pumpengehäuses wenigstens ein Druckregelventil (38) für einen Auslaßkanal (16) der Pumpe angeordnet ist.