DK150944B - Kombineret transport- og doseringspumpe - Google Patents

Description

150944 i

Opfindelsen angår en kombineret transport- og doseringspumpe af den i krav l's indledning angivne art. Den omhandlede pumpe kan f.eks. benyttes til at pumpe brændselsolie fra en oplagringstank til en brænderdyse til 5 forbrænding i en ovn. Især vedrører opfindelsen en brændstofpumpe af den type, som indeholder relativt roterende pumpeelementer, f.eks. elementer som benyttes i en tandhjulspumpe, som er i stand til at pumpe flydende brændstof fra en beholder ved et lavere niveau end pum-10 pen og afgive brændstoffet med et højt tryk styret af en regulator.

En repræsentativ tidligere kendt brændstofpumpe af den omhandlede art er kendt fra beskrivelsen til USA-patent nr. 3 566 901. Ved denne type pumpe bliver brændstoffet 15 pumpet fra en forsyning, såsom en beholder, der er monteret lavere end pumpen, gennem en indløbsport ind i pumpehuset ved hjælp af relativt roterbare pumpeelementer. Sidstnævnte er monteret i en holdering og indeholder indre og ydre tandhjul. De indre tandhjul er fast-20 gjort på en drivaksel, hvis akse er excentrisk forskudt i forhold til det udvendige tandhjul, således at tænderne af det udvendige tandhjul og det indvendige tandhjul er i indgreb til den ene side for akselen. Til akselens modsatte side findes et rum, som indeholder 25 en halvmåneformet del, som lader brændstof blive transporteret ind i fluidumkamre begrænset imellem tænderne på både det udvendige tandhjul og det indvendige tandhjul. Ved drivakselens rotation bliver brændstoffet ført i disse fluidumkamre fra pumpens tilgang til et 30 udløbskammer, idet tandhjulenes inddrivende tænder presser brændstoffet ind i udløbskammeret. Sidstnævnte står i forbindelse med en trykregulator, som er anbragt inden i huset, og regulatoren indeholder en ventilglider, som er bevægelig aksialt i en udboring. Under påvirk-35 ningen af en fjeder, som virker imod udboringens ene 2 150944 ende, bliver ventilglideren presset mod en position mod et ventilsæde ved udboringens anden ende. Ved pumpens start forskydes ventilglideren bort fra ventilsædet, når trykket fra det fra pumpeelementerne afgivne brænd-5 stof er tilstrækkeligt til at overvinde fjederkraften, hvorved brændstof under højt tryk afgives til en brænderdyse, som står i forbindelse med en dyseport. Når ventilglideren forskydes mod fjederens tryk, kan en tilbageføringsport i huset åbnes, så overskydende brænd-10 stof enten kan føres tilbage til indløbsporten, hvis der er tale om et brændstofforsyningssystem med ét rør, eller til tanken, hvis der er tale om et system med to rør. Til indstilling af brændstoftrykket er en indstillelig skrue ved udboringens ene ende i indgreb med 15 et bevægeligt fjedersæde, således at kraften fra fjederen, som virker mod ventilglideren, kan indstilles til at forøge eller nedsætte brændstoftrykket med henblik på at imødekomme trykkravene fra et bestemt opvarmnings-system, i hvilket pumpen skal benyttes.

20 Sædvanligvis benyttes pumper af ovennævnte type ved opvarmningssystemer, som kræver, at brændstof afgives ved højt tryk (7 til 14 kp pr. cm ), men som har en minimal forbrænding på omtrent 1,9 1 pr. time for at undgå tilstopning af brænderdysens kanaler. Tidligere 25 har denne mindste forbrænding på 1,9 1 pr. time været opnået ved at begrænse størrelsen af brænderdysens kanaler ved en seglformet tandhjulspumpe uden anvendelse af en eller anden form for hjælpedoseringsanordning.

F.eks. kendes fra USA-patent nr. 2 766 693 et brændstof-30 pumpesystem, som i tilknytning til en tandhjulspumpe af segltypen omfatter en doseringspumpe til afgivelse af brændselsolie til en lavtryks forstøvningsdyse.

Fra USA-patent nr. 3 473 477 kendes en anden pumpe, i hvilken den gennem brænderdysen tilførte brændstof- 3 150944 mængde pr. time nedsættes ved anvendelse af specielt udformede pumpeelementer. Disse pumpeelementer består ligesom ved den i USA-patent nr. 3 366 901 beskrevne pumpe af tandhjul, men nogle af tænderne er skåret mere 5 eller mindre bort, hvorved pumpeydelsen kun bliver en tolvtedel af, hvad den ville have været uden afskårne tænder. Denne konstruktion kræver som nævnt en særlig -konstruktion af tandhjulene, og det er desuden ikke let at ændre pumpens strømningskapacitet.

10 Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en kombineret transport- og doseringspumpe af den indledningsvis angivne art, som er i stand til at udføre både transport- og doseringsfunktioner i opvarmningssystemet, som anvender lavtryksbrænderdyser, d.v.s. systemer, 15 hvor brænderen bruger mindre end 1,9 liter pr. time og eventuelt så lidt som 0,77 liter pr. time samtidig med at pumpen med de indbyrdes roterende pumpeelementer frembringer et højt pumpetryk, som ledes gennem et hul med tilstrækkelig størrelse til at undgå tilstopning.

20 Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at den indledningsvis angivne kombinerede løfte- og doseringspum-pe er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del angivne.

Udløbskanalen står således kun i forbindelse med ud-25 løbskammeret, når hullet er ud for porten, og dette sker kun i et øjeblikspunkt for hver omdrejning af det nævnte pumpeelement. Denne intermitterende forbindelse imellem udløbskammeret og hullet bevirker, at volumen-strømmen til brænderdysen kan være lav, selv om hullet 30 er tilstrækkelig stort til at undgå tilstopning, og selv om pumpeelementerne frembringer et højt pumpetryk.

Længden af porten, som er forbundet med udløbskanalen, 4 150944 bestemmer så det tidrum, indenfor hvilket brændstoffet bliver pulseret gennem hullet fra pumpens udløbskammer.

Ved at vælge længden af porten eller forøge antallet af huller kan brændstoffets strømningshastighed varie-5 res i modsætning til den fra USA-patent nr. 3 473 477 kendte pumpe, hvis strømningsmængde pr. time ikke kan indstilles uden udskiftning af tandhjulssættet.

Med pumpen ifølge opfindelsen er det muligt at opnå en afgivet strømningsmængde pr. time, som kun er en 10 lille procentdel, såsom én eller to procent af pumpe kapaciteten, som eksempelvis er 76 liter pr. time.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvorpå: fig. 1 er et tværsnitsbillede af en tandhjulspumpe iføl-15 ge opfindelsen, fig. 2 er en skematisk angivelse af den på fig. 1 viste pumpe, fig. 3 er et tværsnit i større målestok langs linien 3-3 i fig. 1, og 20 fig. 4 er et tværsnit langs linien 4-4 i fig. 3.

Som vist på tegningen anvendes opfindelsen i en brænd-stofpumpeenhed 10 af den type, som benyttes til at tilføre brændselsolie til en varmeenhed (ikke vist), f.eks. en ovn eller en kedel. Heri er enheden vist til brug 25 i en såkaldt to-rørs løfteinstallation, hvori brænd stoffet tilføres gennem et tilførselsrør (ikke vist) fra en passende kilde, f.eks. en brændstofbeholder (ikke vist) til en indløbskanal 11. Overskydende olie fra pumpen går ud gennem en tilbageføringskanal 13 (se fig.

5 150944 2) for at strømme tilbage til kilden gennem en retur-ledning (ikke vist), som er forbundet til tilbageføringskanalen. Det er imidlertid klart, at den foreliggende enhed med mindre ændringer kan benyttes ved an- , 5 dre installationstyper, f.eks. enkeltrørs løfteinstal- lationer, ved at lukke tilbageføringskanalen 13 og sen- ! de det overskydende brændstof tilbage til indløbskanalen 11 for recirkulation.

Brændstofpumpen i fig. 1 er af den halvmåneformede tand-10 hjulstype, som omfatter et hus 14 med et indvendigt tandhjul 13 på en drivaksel 16 og excentrisk anbragt i forhold til et indgribende ydre tandhjul 17. Tandhjulene er indbyrdes drejelige og tjener som pumpeelementer i pumpen, idet begge tandhjul er bundet inden 15 i en holdering 18 'ved hjælp af en endeplade 22, som er boltet til huset. En halvmåneformet del 19 (se fig.

2) er anbragt i rummet imellem ikke-indgribende dele af de to tandhjuls tænder med henblik på at tætne ekspanderende fluidumkamre begrænset imellem tandhjuls-20 tænderne fra kontraherende fluidumkamre på velkendt måde. Et indløbskammer 20 i pumpen står igennem huset i forbindelse med indløbskanalen 11 ved hjælp af et reservoir 21 (se fig. 1) som er begrænset af et endedæksel 23, som er boltet til huset 14. Et passende fil-23 ter 24, som er anbragt inden i reservoiret imellem indløbskanalen 11 og indløbskammeret 20, tjener til at filtrere brændstoffet, når det tilføres fra forsyningen til de indbyrdes roterende pumpeelementer eller tandhjul 15 og 17 i pumpen. Som vist i fig. 2 fører 30 tandhjulene 15 og 17 brændstof fra indløbskammeret 20 til et nyreformet udløbskammer 25, og herfra strømmer brændstoffet ind i en styrekanal 26, som står i forbindelse med en trykregulator 27, som tjener til at regulere brændstoffets tryk ved udløbskammeret 25, så det i det 35 væsentlige er konstant.

• /jsf 6 150944

Trykregulatoren 27 er anbragt i huset 14 og ligger an mod et rørstykke 29, som er skruet i en udboring 30 i huset. Rørstykket 29 har et fremspring 31, som begrænser et ventilstop. Nærmere bestemt omfatter trykregula-5 toren et hovedtrykskammer 33, som er begrænset af udboringen 30 og står i forbindelse med styrekanalen 26.

En hul ventildel eller glider 34 er giideligt monteret i hovedtrykskammeret 33 og omfatter et fremspring 35, som er anbragt i midten mellem modstående ender af ven-10 tildelen. Fremspringet 35 står i forbindelse med en ventilport 36 i udboringen 30 til afgivelse af brændstof fra hovedtrykskammeret 35 til en kanal 37, som står i forbindelse med tilbageføringskanalen 13 gennem huset 14.

15 Under funktionen bevæger brændstof, som under tryk kom mer ind i hovedtrykskammeret 33 fra tandhjulene 15 og 17, ventildelen 34 mod højre imod kraften fra en skrue-linieformet trykfjeder 39, som er lejret i den hule del af ventildelen 34 og virker imod et normalt stati-20 onært, men indstilleligt fjedersæde 40 (se fig. 2).

Når trykket i kammeret 33 er tilstrækkeligt stort til at overvinde fjederens lukkekraft, vil ventildelen som nævnt bevæges mod højre, idet ventilporten 36 åbnes, så brændstof strømmer gennem kanalen 37 og ud fra til-’ 25 bageføringskanalen 13 til brændstofkilden. Ved normale arbejdshastigheder er brændstofstrømmen fra de indbyrdes roterende tandhjul 15 og 17 tilstrækkelig til at bevæge ventildelen 34 langt nok mod højre til at fremspringet 35 afdækker ventilporten 36, således at brænd-30 sel kontinuerligt passerer ud fra tilbageføringskana len, medens ventildelen 34 i forbindelse med fjederen 39 styrer en brændstofstrøm med konstant tryk gennem hovedtrykkammeret 33, og derfor holdes brændstoftrykket i udløbskammeret 25 konstant.

7 150944

Opfindelsen tilgodeser en særlig modifikation af en pumpe af førnævnte almindelige art, hvorved pumpen tilvejebringer dosering af brændstof til en brænderdyse med ringe strømningshastighed. Til dette formål benyt-5 tes de indbyrdes roterende pumpeelementer eller tandhjul 15 og 17 til at opnå et intermitterende udløb af brændstof fra udløbskammeret 25 til en udløbskanal 45 (se fig. 2), som er dannet i pumpehuset 14. Derfor opnås både pumpens transport- og doseringsfunktion med 10 en enkelt pumpeenhed.

For i det foreliggende tilfælde at opnå en intermitterende eller pulserende afgivelse af brændstof til udløbskanalen 45 i pumpehuset 14 findes et hul 43 i det udvendige tandhjul 17 og dette hul strækker sig igen-15 nem tandhjulet i en generel radial retning fra området imellem nabotænder i tandhjulet til den udvendige overflade. Derfor kan brændstof under tryk i udløbskammeret 25 ved hver omdrejning af det udvendige tandhjul frit strømme gennem hullet 43, så længe hullet forbli-20 ver i forbindelse med udløbskammeret.

I bevægelsesbanen for hullet 43 findes en port 44, som er dannet i holderingen 18 og står i forbindelse med udløbskanalen 45, som er dannet igennem holderingen og huset og står i forbindelse med en dyseport 41, så 25 brændstof kan strømme fra hullet 43 til dyseporten 41.

Nærmere bestemt er porten 44 anbragt inden i holderingen 18 radialt uden for udløbskammeret 25, således at forbindelsen etableres imellem brændstoffet under tryk i udløbskammeret og udløbskanalen 45, når hullet 43 30 er ud for porten 44. Ved at vælge længden af porten 44 i hullets 43 bevægelsesbane, kan mængden af brændstof fra udløbskammeret 25 ændres. Tilmed kan indstilling af regulatoren 27 til forskellige trykindstillinger anvendes til at styre mængden af brændstof fra ud

Claims (4)

150944 løbskammeret 25 ind i kanalen 45 ved hver omdrejning af det udvendige tandhjul 17. Når pumpen 10 virker ved høj rotationshastighed omkring 3.450 omdr./min., har det vist sig, at brændstoffets 5 pulseringsstrøm ind i udløbskanalen 45 i virkeligheden er ligesom at frembringe en konstant lav brændstofstrøm ved dyseporten 41. Når både hullet 43 og porten 44 er inden for et størrelsesområde fra 1 til 2 mm, undgås problemer med tilstopning, medens der opnås en afgivet 10 brændstofstrøm fra 0,7 til 1,9 1 pr. time og mere om ønsket. Det er desuden klart, at man ved at afgive brændstoffet fra udløbskammeret 25 på en doseret måde ved anvendelse af det udvendige tandhjul 17 opnår en lav udløbsstrøm med en højtrykspumpe, medens man stadig 15 opnår fordelene ved sådanne pumpers luftrensende egenskaber ved opstart.

1. Kombineret transport- og doseringspumpe (10), hvis hus (14) indeholder en i huset lejret drivaksel (16), 20 et første og et andet indbyrdes drejeligt pumpeelement (15, 17), hvoraf det første element er fastgjort til rotation med drivakselen (16), indløbs- og udløbskamre (20, 25), som er adskilt fra hinanden, men står i forbindelse med pumpeelementerne (15, 17), en indløbskanal 25 (11), som forbinder indløbskammeret (20) med den flui dumkilde, som skal pumpes, og en regulator (27), som står i forbindelse med udløbskammeret (25) via en styrekanal (26) og er indrettet til at regulere fluidum-trykket i udløbskammeret (25) til en valgt størrelse, 30 kendetegnet ved, at der i huset (14) til afgivelse af fluidum fra pumpen (10) findes en udløbs- 150944 kanal (45), der gennem en port (44) står i forbindelse med pumpens (10) udløbskammer (25), og at porten (44) normalt er blokeret af ét af pumpeelementerne (15, 17) således, at forbindelsen kun tilvejebringes, når et 5 hul (43) i det pågældende pumpeelement (15, 17) passe rer porten (44).

2. Pumpe ifølge krav 1, kende t.e g n e t ved, at det første pumpeelement omfatter et drejeligt indvendigt tandhjul (15), og det andet pumpeelement er 10 et udvendigt tandhjul (17), hvilke indvendige og udvendige tandhjul er monteret excentrisk i forhold til hinanden, og at hullet (43) findes i det udvendige tandhjul (17).

3. Pumpe ifølge krav 2, kendetegnet ved, 15 at hullet (43) findes imellem tilstødende tandhjuls- tænder i det udvendige tandhjul (17).

4. Pumpe ifølge krav 1, kendetegnet ved, at udløbskanalen (45) har en relativt lille fluidumindgang, som begrænser porten (44) og står i forbin- 20 delse med hullet (43), som er udformet i det roteren de pumpeelement (17).