APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING SMALL AND VERY SMALL QUANTITIES OF LIQUID MIXTURES TO A CONSUMER

Abstract: 1. Device for dosing small and minimum liquid flows to a consumer through a pump (1) with a discharge branch (5), characterized in that on the discharge side of the variable-speed pump (1) a flow divider (3) is arranged provided with an inlet (4) and two outlets (6, 7) of which one is connected to a return line (8) and the other one to a supply line (9) leading to the consumer, that the return line (8) and the consumer supply line (9) have different flow resistances, that the flow resistance associated with the consumer supply line (9) has a higher value than the flow resistance associated with the return line (8) and that the flow resistance of the return line (8) has such a value that an initial pressure prevails upstream of the flow divider (3).

Description: Vorrichtung und Verfahren zum Zumessen kleiner und kleinster Flüssigkeitsmengen zu einem Ver braucher Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zumessen kleiner und kleinster Flüssigkeitsmengen zu einem Verbraucher mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. Die Zumessung von kleinen Flüssigkeitsmengen über eine Pumpe, wird zum Beispiel bei ölfeuerungen geringer Leistungen angewendet, wobei die Dosierung über eine Düse bei konstantem vorgegebenen Druck erfolgt. Eine stufenlose Leistungsanpassung ist nicht möglich. Bei Durchsätzen unter 1,5 kg/h besteht ausserdem die Gefahr, dass sich die Düse des ölbrenners verstopft. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, um ausgehend von einer Pumpe vorgegebener Leistung in Abhängigkeit von der Drehzahl der Pumpe einem Verbraucher kleine und kleinste Mengen zuzumessen. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemässen Vorrichtung erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Bei dieser Vorrichtung stellt sich über das Verhältnis der Strömungswiderstände in den Leitungen ein von den Widerständen abhängiges Verhältnis der Volumina der Teilströme ein. Bei gleichbleibendem Widerstandsverhältnis bildet sich eine Konstante, reproduzierbare Mengenteilung der von der Pumpe geförderten Flüssigkeitsmenge heraus. Wird der Strömungswiderstand in der zum Verbrau cher führenden Leitung verhältnismässig gross gewählt, so wird der entsprechende Teilvolumenstrom sehr gering, so dass dem Verbraucher kleine oder sehr kleine Flüssigkeitsmengen zugeführt werden können. Die überschüssige, von der Pumpe geförderte Flüssigkeitsmenge wird über die Rücklauf leitung in den Tank zurückgeführt. Dadurch ist sichergestellt, dass in den Versorgungsleitungen zwischen der Pumpe und dem Tank auch bei kleinen Abgabemengen an den Verbraucher eine ausreichende Strömung eingehalten ist. Bei einer Verringerung der Drehzahl der Pumpe sinkt mit der Fördermenge auch der Vordruck im Mengenteiler. Durch den geringeren Vordruck wird die dem Verbraucher zugeführte Flüssigkeitsmenge ebenfalls verringert, und zwar analog zur Drehzahlverminderung der Pumpe. Die Doesierung kleiner und kleinster Flüssigkeitsmengen kann somit drehzahlabhängig erfolgen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung stellt teils im Schnitt und teils als Fliessschema eine Vorrichtung gemäss der Erfindung dar. Von einer mit einem Getriebe versehenen, drehzahlgeregel ten Pumpe 1 wird eine Flüssigkeitsmenge gefördert und über eine Zulaufleitung 2 einem Verbraucher zugeführt. Auf der Druckseite der Pumpe 1 zum Beispiel in der Zulaufleitung 2 ist ein Megenteiltr 3 angeordnet. Der Mengenteiler 3 weist einen Eingang 4 auf, mit dem die Zulaufleitung 2 verbunden ist. Der Mengenteiler 3 kann auch unmittelbar in den Austrittsstutzen 5 der Pumpe 1 motiert werden. Der Mengenteiler 3 ist weiterhin mit zwei Ausgängen 6, 7 versehen, von denen einer mit einer Rücklaufleitung 8 und der andere mit einer zu einem Verbraucher führenden Ver braucherleitung 9 verbunden ist. Der Rücklaufleitung 8 und der Verbraucherleitung 9 sind Strömungswiderstände von unterschiedlicher Grösse zugeordnet, so dass sich ein bestimmtes Volumenstromverhältnis des in der Verbraucherleitung 9 fliessenden Flüssigkeitsteilstrom zu dem in der Rücklauf leitung 8 fliessenden Flüssigkeitsteilstrom bilden kann. Die unterschiedlichen Strömungswiderstände können zum Beispiel durch entsprechend dimensionierte Kanäle in den Leitungen gebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Mengenteilers ist in der Zeichnung dargestellt. Dieser Mengenteiler 3 besteht aus einem Zylinder 10, in den ein Kolben 11 verschiebund feststellbar eingesetzt ist. Dabei bleibt ein Teil des Zylinderraumes, der dem Eingang 4 zugewandt ist, frei. In diesem freien Zylinderraum 12 mündet der mit der Rücklauf leitung 8 verbundene Ausgang 6. In diesem Ausgang 6 ist als Strömungswiderstand eine Drosselbohrung 13 vorgesehen. Der Querschnitt der Drosselbohrung 13 ist so bemessen, dass sich bei einer Beaufschlagung des Mengenteilers 3 über die Pumpe 1 in dem freien Zylinderraum 12 ein Vordruck ausbildet. Für den Fall, dass der Mengenteiler 3 in den Austrittsstutzen 5 der Pumpe 1 montiert ist, wird die Drosselbohrung 13 in die Pumpe 1 integriert. Innerhalb des von dem Kolben 11 eingenommenen Zylinderraums ist in der Wand des Zylinders 10 eine Ringnut 14 eingearbeitet. Mit dieser Ringnut 14 steht der Ausgang 7 in Verbindung, an den die Verbraucherleitung 9 angeschlossen ist. Stromabwärts von der Ringnut 14 ist eine Dichtung 15 in Form eines O-Ringes vorgesehen, die in eine Ausnehmung in der Zylinderwand eingelegt ist. Der Kolben 11 ist mit einer engen Spielfassung in den Zylinder 10 eingesetzt, so dass sich zwischen der Kolbenoberfläche und der Zylinderwand eine Drosselstrecke von eng begrenztem Querschnitt bildet, deren Endpunkt durch die Ringnut 14 gebildet ist. Diese Drosselstrecke stellt den Strömungswiderstand dar, der der Verbraucherleitung 9 zugeordnet ist. Auf seiner Rückseite ist der Kolben 11 mit einer Stange 16 verbunden, die mit einem Ende 17 aus dem Zylinder 10 herausgeführt ist. Auf dem herausragenden Ende 17 trägt die Stange 16 ein Gewinde, in das eine Mutter 18 eingreift, die als Verstelleinrichtung dient. Durch ein Drehen der Mutter 18 lässt sich der Kolben 11 innerhalb des Zylinders 10 verschieben, jedoch nicht soweit, dass der Ausgang ss zur Rücklaufleitung 8 überdeckt wird. Durch ein Verschieben des Kolbens 11 lässt sich die Länge der Drosselstrecke und damit der Wert des durch diese Drosselstrecke gebildeten Strömungswiderstandes verändern. Die Verstellung kann vorgenommen werden, ohne dass der Mengenteiler 3 demontiert werden muss. Der beschriebene Mengenteiler lässt sich zum Beispiel zur Kraftstoffdosierung von Verbrennungsmotoren oder zur Kältemitteldosierung verwenden. Ein besonderes Anwendungsgebiet ist die öldosierung zu Ölbrennern kleiner Leistung. Es sei angenommen, die Pumpe 1 stelle eine ölpumpe für einen solchen Brenner dar. Das von dieser ölpumpe geförderte bl strömt in den Mengenteiler 3 und fliesst aus dem Mengenteiler 3 zum grössten Zeil (zum Beispiel zu 95 % ) durch die Rücklaufleitung 8 in den Tank oder den Auffangbehälter der Anlage ab und wird damit zu der Saugseite der Pumpe 1 zurückgeführt. Die Drosselbohrung 13 ist so gross bemessen, dass in dem freien Zylinderraum 12 vor der Kopfseite des Kolbens 11 sich zum Beispiel bei voller Förderleistung der Pumpe 1 und einer Drehzahl von 2800 mini1 ein Vordruck von 3 bis 4 bar einstellt. Bei diesem Druck spricht das Druckregulierventil der Pumpe 1 noch nicht an. Aus dem freien Zylinderraum 12 fliesst zwischen dem Kolben 11 und der Wand des Zylinders 10 ein Leckölstrom ab, der sich in der Ringnut 14 sammelt und von dort über den Ausgang 7 und die Verbraucherleitung 9 als Teilstrom (von zum Beispiel 5 %) dem ölbrenner zuströmt. Bei gleichbleibender Kolbenstellung bleibt die mengenmässige Verteilung der durch die Rücklaufleitung 8 und die Verbraucherleitung 9 fliessenden Teilströme in etwa konstant, auch wenn die Drehzahl des Getriebes des Pumpe 1 und damit die absolute Fördermenge geändert wird. Der durch die Verbraucherleitung 9 dem Ölbrenner zufliessende Teilstrom kann daher über eine Änderung der Drehzahl des Getriebes der Pumpe 1 geregelt werden.

Claims: PATENTANSPRUCHE: ======================================================== 1. Vorrichtung zum Zumessen kleiner und kleinster Flüssig keitsmengen zu einem Verbraucher über eine Pumpe (1), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der Druckseite der drehzahlgeregelten Pumpe (1) ein Men genteiler (3) mit einem Eingang (4) und zwei Aus gängen (6, 7 ) angeordnet ist, deren einer an eine Rücklauf leitung (8) und der andere an eine zu dem Verbraucher führende Verbraucherleitung (9) ange schlossen ist, dass der Rücklaufleitung (8) und der Verbraucherleitung (9) unterschiedlich grosse Strömungs widerstände zugeordnet sind, dass der der Verbraucher leitung (9) zugeordnete Strömungswiderstand einen höheren Wert aufweist als der der Rücklaufleitung (8) zugeordnete Strömungswiderstand und dass der Strömungs widerstand der Rücklauf leitung (8) einen solchen Wert aufweist, dass stromaufwärts des Mengenteiles (3) ein Vordruck besteht. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der der Verbraucherleitung (9) zugeordnete Strömungswiderstand verstellbar ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Mengenteiler (3) aus einem Zylinder (10) besteht, in den ein Kolben (11) mit enger Spielfassung eingesetzt ist, dass der mit der Rücklaufleitung (8) verbundene Ausgang (6) an den freien Zylinderraum (12) angeschlossen und mit einer Drosselbohrung (13) versehen ist und dass der mit der Verbraucherleitung (9) verbundene Ausgang (7) in den von dem Kolben (11) eingenommene Zylinderraum mündet. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Wand des Zylinders (10) im Bereich des Kolbens (11) eine Ringnut (14) einge arbeitet ist, in die der mit der Verbraucherleitung (9) verbundene Ausgang (7) mündet. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der dem Ein gang (4) des Zylinders (10) abgewandten Seite der Ringnut (14) eine Dichtung (15) zwischen dem Kol ben (11) und der Wand des Zylinders (10) eingelegt ist. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass der Kolben (11) mit einer Stange (16) verbunden ist, die mit einem Ende (17) aus dem Zylinder (10) herausgeführt und mit einer Verstelleinrichtung versehen ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Ende (17) der Stange (16) mit einem Gewinde versehen ist, in das eine Mutter (18) eingreift. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Mengenteiler (3) in den Austrittsstutzen (5) der Pumpe (1) montiert ist. 9. Verfahren zum Zumessen kleiner und kleinster Flüssig keitsmengen über eine Pumpe zu einem Verbraucher, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die För dermenge der Pumpe in Abhängigkeit von der Drehzahl des Getriebes der Pumpe geändert wird, dass die För dermenge der Pumpe über zwei Strömungswiderstände in zwei ungleich grosse Teilströme derart aufgeteilt wird, dass beide Teilströme sich analog zur Förder menge der Pumpe ändern und dass der kleinere Teilstrom dem Verbraucher zugeführt und der grössere Teilstrom zur Saugseite der Pumpe zurückgeführt wird. 10.Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass in den grösseren Teilstrom ein Vordruck eingehalten wird.

Inventors: SALZMANN, FRIEDHELM
Applicants: DEUTSCHE BABCOCK WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: G01F13
IPC codes: F23K5