DE8100232U1

DE8100232U1 - Vorrichtung zur herstellung eines homogenen gemisches

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Publication number: DE8100232U1
Application number: DE19818100232U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-01-08
Filing date: 1981-01-08
Publication date: 1982-04-01

Description

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Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines homogenen Gemisches bestimmbarer Viskosität aus mindestens zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Viskositäten durch Vermischen von Flüssigkeitsströmen.

Mit steigenden Brennstoffpreisen erweist es sich zunehmend als wirtschaftlich, Dieselmotore mit Brennstoffen anzutreiben, die möglichst billig sind. Bei einer Vielzahl von Dieselmotoren geben die Hersteller an, welche Mindestqualitäten der Brennstoff aufweisen muß. damit er sich zum Betrieb des Dieselmotors eignet. Dabei gibt es Dieselmotoren, die mit besseren Brennstoffqualitäten arbeiten und andere, die mit minderen Qualitäten auskommen. Häufig ist es schwierig, sich dem jeweiligen Bedarf des zu betreibende]

Dieselmotors anzupassen, da die von diesem Dieselmotor be- § nötigte Brennstoffqualität nicht ohne weiteres auf dem I Markt erhältlich ist. Außerdem kann es vorkommen, daß für den Betrieb verschiedener Dieselmotoren unterschiedliche Brennstoff-qualitäten benötigt werden.

Auch um sich dero jeweiligen Bedarf anpassen zu können, sind Brennstoffe verschiedener Qualitäten miteinander vermischt worden. Dabei sind zum Teil erhebliche Schwierigkeiten aufgetreten, da die auf diese Weise hergestellten Gemische sich im Laufe der Zeit wieder entmischten. Die schweren Bestandteile des Brennstoffes setzten sich im unteren Teil des Tanks ab und bildeten eJne feste Masse, die nur mit großer Mühe wieder entfernt werden konnte. Außerdem wurde diesem Tank zeitweise nur Brennstoff besserer Qualität entnommen, der sich auf dem OeI schlechterer Qualität absonderte.

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Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es daher, eine Vorrichtung zur Herstellung eines homogenen Gemisches bestimmbarer Viskosität aus mindestens zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Viskositäten durch Vermischen von Flüssigkeitsströmen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mustergemäß dadurch gelöst, daß jedem Flüssigkeitsstrom eine Pumpe (1,2* zugeordnet ist, an deren Druckseite ein Zusammenstrom der Flüssigkeitsströme vorgesehen ist, und im Anschluß an den Zusammenstrom ein Homogenisator (3) angeordnet ist, an dessen Austrittsseite ein Meßgerät (4) zur Bestimmung der Viskosität angeschlossen ist.

Die beiden Druckpumpen erhöhen den Drnck in jedem der zu vermischenden Flüssigkeitsströme in der Weise, daß schon beim ersten Zusammentreffen der beiden Flüssigkeitsströme sich ein sehr gut durchmischtes Grobgemisch herausbildet. Dieses Grobgemisch wird in dem sich anschließenden Homogenisator nochmals sehr eingehend durchgewalkt. Dadurch tritt die intensive Vermischung der Flüssigkeitssteilchen ein, die dafür sorgt, daß eine Entmischung nicht wieder möglich ist. Die dabei auftretenden Drucke bringen die einzelnen Flüssigkeitsteilchen in einen so engen Kontakt, daß sie sich nicht wieder entmischen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich auch der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in den einen bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 : eine Skizze eines Mischgerätes und

Figur 2: eine Skizze eines Mischgerätes mit ange schlossenem Tagestank.

Die raustergemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Pumpen 1, 2, einem Homogenisator 3 und einem Meßgerät 4. Die Pumpen 1, 2 werden von je einem Antrieb 5, 6 angetrieben,, Während die eine Pumpe 1 ein Gasoel 7 aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter fördert, pumpt die andere Pumpe 2 Schweroel 8 aus einem anderen Vorratsbehälter. Vor dem Eintritt in die Pumpen 1, 2 sind in Strömungsrichtung des OeIs Filter 9, Io angeordnet, die dafür sorgen, daß keine festen Bestandteile in die Pumpen 1, 2 geraten.

In Strömungsrichtung hinter den Pumpen 1. 2 sind

Ventile 11, 12 vorgesehen, die eine Feineinstellung der Oelströme vor dem Eintritt in den Homogenisator 3 erlauben. Mit Hilfe dieser Ventile 11, -12 wird einerseits der für die Pumpen 1, 2, die als Verdrängerpumpen ausgebildet sind, der notwendige Gegendruck erzeugt. Andererseits wird durch die Einstellung dieser Ventile 11, 12 die Qualität des an einem Mischpunkt 13 entstehenden Grobgemisches bestimmt.

Der Homogenisator 3 wird von einem Drehstrommotor 14 angetrieben. Er ist als ein dynamischer Mischer ausgebildet, bei dem die Mischung zwischen einem Rotor und einem Stator stattfindet. Zwischen dem Rotor und dem Stator ist ein in seiner Breite veränderbarer Spalt vorgesehen, durch den das Grobgemisch hindurchgepreßt wird. Dabei entsteht ein relativ hoher Druck, der dazu ausreicht, daß die Flüssigkeitsteilchen des Gasoels 7 einerseits und das Schweroels 8 andererseits intensiv miteinander vermischt werden. Die kleinste Spaltbreite beträgt 40 my. In diesem Spalt werden die miteinander zu vermischenden Flüssigkeitsteilchen so weitgehend zerkleinert, daß ein homogenes Gemisch entsteht.

Das Meßgerät 4 ist als ein Viskosimeter ausgebildet, in dem ein Meßrohr vorgesehen ist, daß von dem homogenen Gemisch durchflossen wird. Der Durchfluß des homogenen

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Gemisches durch das Meßrohr Wird

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I gesteuert, die mit einem Antrieb 14 versehen ist. Der ange- | sichts dieses konstanten Durchflusses auftretende Differenz- )■ druck ist ein Maß für die Viskosität des homogenen Gemisches,5 das durch das Meßrohr hindurchfließt. Dabei ist das \ Meßergebnis abhängig von der Mischungstemperatur, die sich in dem homogenen Gemisch einstellt. Diese Mischungstemperatur, wird an einem Thermometer 15 gemessen. j

Ein Meßwertumwandler 16 ist elektrisch mit Anzeigelampen 17,18 verbunden. Außerdem ist mit dem Meßwertumwandler 16 ein \ Meßinstrument 19 verbunden, auf dessen Anzeigeskala ein Viskositätsmittelwert 20 vermerkt ist. Beidseits des Vis- ^ kositätsmittelwertes 20 ist durch, eine Maximalanseige | 21 bzw. eine Minimalanzeige 22 ein Mittelbereich 23 begrenzt. Sobald der von dem Meßwertumwandler 16 abgegebene Meßwert außerhalb dieses Mittelbereichee 23 liegt, leuchtet entweder bei Überschreitung der Maximalanzeige 21 die. Anzeigelampe 18 oder bei Unterschreiten der Minimalanzeige 22 die Anzeigelampe 17 auf. Die Anzeigelampen 17,18 und das Meßinstrument 19 sind in einem Schaltschrank 24 vereinigt, in dem außerdem zwei Potentiometer 25,26 vorgesehen sind, die mit den Antrieben 5,6 verbunden sind. Bei diesen Antrieben handelt es sich um Gleichstrommotore, die eine stufenlos^e DrehzahlregeHf lung der Pumpen 1,2 ermöglichen.

Darüber hinaus ist es möglich, im Schaltschrank 24 auch die elektrischen Anschlüsse 27, 28 für die Antriebe'14, 14a des Homogenisators 3 bzw. des Meßgerätes 4 unterzubringen. Diese elektrischen Anschlüsse 27, 28 werden von einer gemeinsamen Stromversorgung 29 versorgt, die auch die Versorgung eines Gleichrichters 30 sicher stellt, der über elektrische Anschlüsse 31, 32 mit den Gleichstromantrieben 5, 6 der Pumpen 1, 2 verbunden ist.

Diese Antriebe 5, 6 können auch von Reglern 33, 34 gesteuert werden, die über die Drehzahl der Antriebes, 6 die Fördermengen der Pumpen 1, 2 so regeln, daß das Meßgerät 4 am Ausgang des Homogenisators 3 immer eine gleichbleibende Viskosität des homogenisierten Gemisches feststellen kann. Zu diesem Zwecke sind die Regler 33, 34

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elektrisch mit der Maximala?nzeiige\2i u'nd Üer.Minimalanzeige

m verbunden. Die Regler 33,34 regeln die Viskosität automatisch.

Bei geöffneten Ventilen 11, 12 strömen die geförderten Oelmengen am Mischpunkt 13 zusammen und gelangen in den Homogenisator 3. Dieser wird über den Antrieb 14 in Betrieb genommen, so daß das in den Homogenisator 3 eintretende Oelgeraisch im Homogenisator 3 homogenisiert werden kann. Dabei stellt sich in der Flüssigkeit ein Druck ein, der an einem Manometer 48 abgelesen werden' kann.

Das aus dem Homogenisator 3 austretende homogenisierte Gemisch tritt ein in das Meßgerät 4, in dem es mit einer vom Antrieb 14a vorgegebenen Geschwindigkeit durch das Meßrohr hindurchfließt. Der dabei auftretende Differenzdruck wird gemessen und im Meßwertumwandler 16 in einen elektrischen Meßwert verwandelt, der ^unmittelbar zum Schaltschrank 24 geleitet wird. Im Schaltschrank 24 wird der gemessene Wert vom Meßinstrument 19 angezeigt. Beim Unterschreiten einer Minimalanzeige 22 leuchtet die Anzeigelampe 17 auf. Nunmehr kann manuell das Potentiometer 26 bedient werden mit der Folge, daß die Pumpe 1 mit einer höheren Drehzahl angetrieben wird. Dadurch vergrößert sich die Menge des zum Mischpunkt 13 geförderten Gasoels 7. Die zusätzliche geförderte Gasoelmenge führt dazu, daß das vom Homogenisator 3 hergestellte hoinogene Gemisch eine höhere Viskosität erhält. Diese wird vom Meßgerät 4 ermittelt. Der vom Meßwertumwandler 16 gelieferte Meßwert führt dazu, daß das Meßinstrument 19 einenin Richtung auf den Viskositätsmittelwert 20 tendierenden Wert anzeigt. Daraufhin erlöscht die Anzeigelampe 17.

Sollte aufgrund der höheren Drehzahl der Pumpe 1 nunmehr das homogene Gemisch eine zu hohe Viskosität erhalten haben, so überschreitet der vom Meßinstrument 19 angezeigte Meßwert die Maximalanzeige 21. Nunmehr kann durch verminderte Drehzahl der Pumpe 1 oder durch eine Erhöhung der Drehzahl der Pumpe 2 die zugemischte Gasoelmenge verringert bzw. die Schweroelmenge vergrößert werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß der vom Meßinstrument 19 angezeigte Meßwert von der Maximalanzeige 21 in Richtung auf den Viskositätsmittelwert^O tendiert.

Die manuelle Bedienung der Vorrichtung kann dadurch entfallen, daß die Regelung der Antriebe 5, 6 mit Hilfe der Regler 33, 34 vorgenommen wird. Diesen Reglern 33, 34 wird ein Viskositätsmittelwert 20 vorgegeben. Abweichungen von diesem Viskositätsmittelwert 20 werden in die Regler 33, 34 als Ist-Werte eingegeben. Abhängig von diesen Ist-Werten steuern die Regler 33, 34 die Antriebe 5, 6 so, daß ein weitgehend konstanter Wert für die Viskosität im Meßgerät 4 ermittelt werden kann.'

Das homogene Gemisch verläßt das Meßgerät über eine Rohrleitung 50 in Richtung auf einen Tank 51, aus-dem es dem zu betreibenden Dieselmotor zugeführt wird. Bei diesem Tank 51 handelt es sich im Regelfall um einen Tagestank, in den lediglich die für eine Tagesverst>rgung ausreichende Menge OeI eingespeist wird. In diesem Tagestank 51 kann eine Entmischung des homogenen Gemisches angesichts der im Homogenisator 3 stattgefundenen Hohdruckmischung nicht auftreten. Sollte jedoch in den Tagestank 51 beispielsweise wegen eines Schaltungsfehlers ein nicht homogenisiertes Gemisch eingefüllt worden sein, das sich im Tank 51 entmischt hat, so besteht die Möglichkeit, die entmischten Bestandteile über eine Rohrleitung 52 an den Eingang des Homogenisators 3 zurückzuführen. Die entmischten Bestandteile werden nunmehr im Homogenisator 3 homogenisiert. Das homogenisierte Gemisch wird dann über das Meßgerät 4 und die Rohrleitung 50 zurück in den Tagestank 51 geleitet.

Um ein erneutes Entmischen des Gemisches zu verhindern, können zusätzlich dem Gemisch Chemikalien bekannter Art zugemischt werden, die dem Entmischen entgegenwirken. Zu diesem Zweck mündet hinter dem Ausgang des Homogenisators 3 eine Rohrleitung 55 in den homogenisierten «Istrom. Durch diese Rohrleitung 55 werden dem ölstrom die"Chemikalien zugesetzt, deren Menge an einem Dosiergerät 56 eingestellt werden kann.

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Zweckmäßigerweise wird die gesamte Vorrichtung, die aus den Pumpen 1, 2 und ihren Antrieben 5, 6, dem Homogenisator mit seinem Antrieb 14 und dem Meßgerät 4 mit seinem Antrieb 14a sowie einer Vielzahl von Manometern und Thermometern, Rohrleitungen und bypass-Leitungen besteht, als eine Baueinheit ausgeführt, Zu diesem Zwecke werden alle Einzelteile

fest auf einen Stahlrahmen montiert, der aus U-Profilen bestehen kann. Diese Baueinheit kann fest montiert werden an einem Ort, wo sich die Aufbereitung von Motorkraftstoffen als notwendig erweist . so ist insbesondere daran gedacht, ^ diese Baueinheit an Bord von Schiffen, zu installieren, um Ämit dem homogenisierten Gemisch Hilfsdiesel antreiben zu können. Die Installation dieser Baueinheit ist einfach. Zu ihr gehört der mit den notwendigen Bedienungselementen ausgerüstete Schaltschrank 24, der mit seiner Verdrahtung auf die für den Betrieb der Baueinheit notwendigen Anschlüsse eingerichtet ist.

Claims

Schutzansprüche :

1. Vorrichtung zur Herstellung eines homogenen Gemisches bestimmbarer Viskosität aus mindestens zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Viskositäten durch Vermischen von Flüssigkeitsströmen, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Flüssigkeitsstrom eine Pumpe (1, 2) zugeordnet ist, an deren Druckseite ein Zusammenstrom der Flüssigkeitsströme vorgesehen ist, und im Anschluß an den. Zusammenstrom ein Homogenisator (3) angeordnet ist, an dessen Austrittsseite ein Meßgerät (4) zur Bestimmung der Viskosität angeschlossen ist.

2". Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (4) ein elektrisches Meßinstrument (19) aufweist, das mit einer Anzeige für Abweichungen von einem einstellbaren Viskositätsmittelwert (20) versehen ist.

3'. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (1, 2) mit einem Antrieb (5, 6) versehen sind, deren Drehzahl stufenlos regelbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (1, 2) als Verdrängerpumpen mit einer

I', weitgehend mengenproportionalen Drehzahl ausgebildet sind.

. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, ' daß der Homogenisator (3) als dynamischer Mischer ausge

bildet ist, bei dem zwischen einem Rotor und einem Stator

■;■ ein vom Grobgemisch durchflossener Spalt vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt eine veränderliche bis auf 40 my verengbare η Spaltbreite aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6 _t dadurch gekennzeichnet,

& daß der Rotor und der Stator eine Spezialverzahnung auf-

fi weisen.

ζ 8„ Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7. , dadurch gekennzeichnet,

daß der Homogenisator (3) mit einem Drehstromantrieb (14) versehen ist.

9.. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (4) als ein einen dynamischen Druckunter- ' schied in ein elektrisches Signal umwandelnder Mcßwertumwandler (16) ausgebildet ist.

. Vorrichtung nach Anspruch Ibis 9 , dadurch gekennzeichnet, daß am Meßwertumwandler (16) ein in das homogenisierte Gemisch hineinragendes Thermometer (15) zur Bestimmung der Mischtemperatur vorgesehen ist.

11-, Vorrichtung nach Anspruch 1 bis Io , dadurch gekennzeichnet, daß ein das Meßinstrument (19) aufnehmender Schaltschrank (24) vorgesehen ist, in dem je eine Steuervorrichtung für die Antriebe (5, 6) der Pumpen (1, 2) vorgesehen ist.

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12· Vorrichtung nach Anspruch ι bis H, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung als Potentiometer (25, 26) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltschrank (24) je eine Anzeigelampe (17, 18) für eine Über- und eine Unterschreitung der gewünschten Viskosität vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Viskosität konstant haltender Regler (33, 34) j im Schaltschrank (24) vorgesehen ist, der mit den Antrieben

(5, 6) der Pumpen steuernd verbunden ist., ΐ

. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14 , dadurch gekennzeichnet, |

daß der Homogenisator (3) auf seiner Eingangsseite mit einem f

zu einem Tank (51) führenden Anschlußstutzen (52) versehen |

ist und auf seiner Ausgangsseite über das Meßgerät (4) mit §

dem gleichen Tank (51) verbunden ist. f

16- Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (1, 2) mit ihren Antrieben (5, 6), der

Homogenisator (3) mit seinem Antrieb (14) und das Meß- ;

gerät (4) mit seinem Antrieb (14a) in einer Baueinheit , |

zusammengefaßt sind. I