DE2033383C3 - Ölbrennerpumpe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine ölbrennerpumpe mit einem Druckregelventil mit Rücklauf, dem eine elektromagnetisch betätigbare, einstellbare Ventilanordnung zur Reduzierung des Düsendruckes während einer vorbestimmten Anfahrzeit zugeordnet ist und befaßt sich mit dem Problem des Stoßes beim Anfahren von ölbrennern.

Beim Einschalten eines ölbrenners erreicht der Antriebsmotor in Sekundenbruchteilen seine Nenndrehzahl. Durch die Inkompressibilität des Heizöles wird ebenfalls nach Sekundenbruchteilen das üblicherweise angeordnete Schnellschlußventil geöffnet und die Zerstäubung beginnt Nach der Zündung des Gemisches kommt es zu einer explosionsartigen Verbrennung, die dann im weiteren Verlauf entsprechend der Resonanz der Anlage ausschwingt

Die Ursache dieser explosionsartigen Verbrennung ist auf Unterschiede der Betriebsbedingungen beim Anfahren und beim Betrieb zurückzuführen. Die Gemischbildung und das Flammenbild wird während des normalen Betriebszustandes eingestellt Im Gegensatz zum Anfahrzustand ergeben sich hierbei andere Temperaturen der Flamme und im Rauchgaszug. Außerdem müssen beim Anfahren die Gasmassen erst beschleunigt werden, während diese während des Betriebes bereits in Bewegung sind.

Nun sind einige Lösungen zu diesem Problem bekanntgeworden, die jedoch entweder sehr aufwendig sind oder nur eine Teillösung ermöglichen. Eine bekannte, jedoch sehr aufwendige Lösung besteht darin, daß die Pumpe mit fast konstantem Druck arbeitet und am Düsenstock zwei Düsen unterschiedlicher Größe angeordnet sind. Beide Düsen sind durch je ein Magnetventil absperrbar. Beim Anfahren wird die große Düse abgesperrt und das Magnetventil der kleinen Düse geöffnet. Nach 10 bis 20 see wird das Magnetventil der kleinen Düse geschlossen und das der großen Düse geöffnet. Damit erhöht sich der öldurchlaß im Verhältnis der Düsengrößen, da der Betriebsdruck konstant bleibt. Eine solche Anlage ist nicht nur sehr aufwendig, sondern auch sehr umständlich einzustellen, da die Düsengrößen an jeder Anlage experimentell ermittelt werden müssen. Außerdem kommt hinzu, daß nur eine der beiden Düsen zentral angeordnet werden kann. Weitere bekannte Lösungen, wie z. B. nach der DE-PS12 55 839, befassen sich mit der Änderung des Zerstäubungsdruckes nach dem Anfahren und ermöglichen ebenfalls eine Steigerung des Öldurch-

s'atzes nach dem Anfahren.

Nach der DE-PS 12 55 839 ist ein Federspeicher mit zwei Drosselstellen vorgesehen, die so aufeinander abgestimmt sind, daß ein geringerer Anfahrdruck erzielt wird. Diese Maßnahme hat jedoch eine Reihe von Nachteilen. Obwohl der Aufwand relativ groß ist, kann der Betriebsdruck nur in beschränktem Maß eingestellt werden. Die Anfahrzeit ist sehr kurz und die Drosseldüsen müssen auf die jeweilige Leistung der Anlage eingestellt werden.

Gemäß einem älteren Vorschlag (DE-OS 17 51 946) ist zur Lösung des Problems ein Schnellschlußventil mit einem unter der Wirkung einer Feder stehenden Schnellschlußkolben vorgeschlagen worden, dessen gegenüberliegende Stirnseite unter Betriebsdruck steht, wobei in dem Schnellschlußkolben ein weiterer, dämpfend wirkender Kolben geführt ist, dessen eine Stirnseite mit dem Schnellschlußkolben einen Raum einschließt der über eine Drossel mit dem Druckraum der Pumpe verbunden ist und dessen andere Stirnseite unter der Wirkung einer Feder steht

Diese Vorrichtung ist zwar verhältnismäßig einfach, hat jedoch den Nachteil, daß die Zeit des Anfahrzustandes and das Verhältnis von Anfahrdruck zu Betriebsdruck nicht den von Fall zu Fall verschiedenen Brennerund Kesselverhältnissen angepaßt werden kann.

Aus der US-PS 33 58 735 ist weiterhin eine Ölbrennerpjmpe bekanntgeworden, bei der dem an der Pumpe vorgesehenen Druckregelventil ein elektromagnetisch betätigbares Absperrventil und ein federbelastetes Anfahrdruckregelventil zugeordnet ist. Diese Ventile sind zwischen der Zuleitung zur Brennerdüse und einer zur Saugseite der Pumpe führenden ölrücklaufleitung angeordnet

Bei einer derartigen Ausgestaltung ist zwar der Betriebsdruck und auch der Anfahrdruck, sowie die Zeit, in der mit dem niedrigeren Anfahrdruck zerstäubt werden soll, beliebig einstellbar, jedoch sind um diese Bedingungen zu erfüllen, aufwendige konstruktive Maßnahmen erforderlich. Beispielsweise muß das elektromagnetische Absperrventil entsprechend stabil ausgeführt sein, da es unter vollem Betriebsdruck steht Außerdem ist ein weiteres elektromagnetisches Absperrventil vor der Brennerdüse erforderlich um zu verhindern, daß nicht gelöste Luft weiche nach dem Abschalten des Brenners, insbesondere in den »toten« Räumen der Ventile durch den Druckabfall ausscheidet, expandiert und geringe ölmengen durch die Düse in den Brennraum drückt, wo sie verkoken.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, bei einer Ölbrennerpumpe mit einem Druckregelventil mit Rücklauf, dem eine elektromagnetisch betätigbare einstellbare Ventilanordnung zur Reduzierung des Düsendruckes während einer vorbestimmten Anfahrzeit zugeordnet ist mit wesentlich einfacheren Maßnahmen als bei den bekannten Pumpen, sowohl den Betriebsdruck, als auch den Anfahrdruck, sowie die Zeit in der mit dem niedrigeren Anfahrdruck zerstäubt werden soll, beliebig einstellen zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Ventilanordnung im Rücklauf des Druckregelventils angeordnet ist und als elektromagnetisch betätigbares Druckbegrenzungsventil mit einer als Magnetanker wirkenden Ventilnadel ausgebildet ist, die durch eine einstellbare Feder im stromlosen Zustand der Magnetspule entgegen der Strömung gegen den Ventilsitz gedrückt wird.

Da bei der Pumpe nach der Erfindung das Absperrventil mit dem Anfahrdruckregelventil zu einem Gerät kombiniert ist, werden nicht nur Bauteile eingespart, sondern auch die Anzahl »toter« Räume, in denen Luft aus dem öl ausgeschieden werden könnte verringert Zudem ist die Störanfälligkeit vermindert Die Anordnung des Anfahrdruckregelventils im Rücklauf des Druckregelventils bietet den weiteren Vorteil, daß das Ventil nur unter Teildruck steht Es kann Tomit schwächer ausgelegt werden und hat auch einen geringerei Stromverbrauch.

Ein weiteres Absperrventil vor der Brennerdüse ist ebenfalls nicht erforderlich, da das sogenannte »Nachtröpfeln« von öl aus der Brennerdüse nicht eintreten kann. Zwischen dem Druckregelventil an der Pumpe, das als Schnellschlußventil ausgebildet ist und der Düse befindet sich ein glatter Durchgang ohne »tote« Räume, in denen Luft aus dem Öl ausscheiden könnte. Das uruckregelventil an der Pumpe ist praktisch das letzte Glied vor der Brennerdüse, während sich beispielsweise bei der Anordnung nach der US-PS 33 58 735 vor dem Brenner eine Ventilkombination befindet

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen ölbrennerpumpe ist in den Zeichnungen dargestellt

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Ölbrennerpumpe mit den beiden Druckregelventilen,

Fig.2 einen vergrößerten Längsschnitt durch das magnetbetätigte Anfahrdruckregelventil und

Fig.3 das magnetbetätigte Anfahrdruckregelventil während der Montage des Magnetjoches.

Gemäß F i g. 1 saugt die Pumpe P das Heizöl vom Tank 1 über den Sauganschluß 2, den Filter 3 in die Zahnkammern 4. Von dort wird das Heizöl in die Druckkammer 5 und Ventilkammer 6 des Druckregelventils D gedrückt. In der Ventilkammer 6 muß ein Druck erzeugt werden, damit der Schnellschlußkolben 7 entgegen der Federkraft 11, die durch die Schraube 12 verstellbar ist zurückgedrückt wird und den Weg zur Düse 9 über den Anschluß 8 freigeben kann. Das überschüssige öl fließt in den Rücklaufraum 10 des Druckregelventils und über die Bohrung 13 zum magnetbetätigten Anlaufdruckregelventil A. Ist der Magnet 17 eingeschaltet, so wird die Ventilnadel 14, die als Anker dient, gegen den als Schraube ausgebildeten Polkern 16 gezogen, so daß die Feder 15 unwirksam wird. Das überschüssige Heizöl kann drucklos in die Bohrung 19 und von dort über den Gewindeanschluß 20 zurück zum Tank 1 fließen.

Wird der Magnet 17 nach einer Zeit von 10 bis 20 see, was von Brenner zu Brenner bzw. von Anlage zu Anlage verschieden sein kann, vom Relais im Steuergerät abgeschaltet so wird durch den Druck der Feder 15 auf die Ventilnadel 14 ein Durchflußwiderstand erzeugt, der sich aus der durch den Polkern 16 eingestellten Federkraft der Feder 15 und der Ventilsitzfläche ergibt Damit steigt der Druck vor dem Druckregelventil D, in der Kammer 6 und vor der Düse 9 auf seinen Betriebswert an. Die zerstäubte Menge ^!m Betriebszustand beträgt daher

Betrteb

ρ Betrieb
» Anfkhr

>ö

Anfchr

Durch die Einstellung der Federkraft der Feder 11 erhält man den Aniahrdruck, durch Einstellen der Federkraft der Feder 15 erhält man den Betriebsdruck und durch Einstellen des Relais die Anfahrzeit
Sollte eine gleichzeitige Luftregelung notwendig sein, so besteht die Möglichkeit die Luftklappe mittels eines Zylinders, der mit dem Steuerölanschluß 24 oder dem üblichen Manometeranschluß über eine Steuerleitung verbunden ist zu betätigen.

ίο Wie F i g. 1 zeigt, ist der Raum 22 der Gleitringdichtung G durch die Bohrung 18 mit der Bohrung 19 verbunden. Man könnte genau so gut das Rücldauföl durch die Bohrung 18 in den Raum 22 der Gleitringdichtung strömen lassen und statt der Bohrung 19 eine Verbindung zwischen dem Raum 22 und dem Anschluß 20 herstellen. Wichtig ist in diesem Falle nur, daß die Verbindung 18 zum Raum 22 nicht von der Niederdruckseite des magnetbetätigten Ventils ausgeht, damit die Gleitringdichtung nicht so hoch belastet wird.

Im Ein-Strangbetrieb wird der Ajischluß 20 verschlossen und die Bypaß-Schraube 23 entfernt Dadurch fließt das Rücklauföl nicht mehr zum Tank zurück, sondern geht den direkten Weg zur Saugseite. Dieses an sich bekannte Konstruktionsmerkmal ist auch hier anwendbar, wenn die Bypaß-Schraube 23 zwischen der Nierderdruckseite des magnetbetätigten Druckregelventils und der Saugseite angeordnet ist

Die Magnethülse 25 des Anfahrdruckregelventils A (Fig. 2), bevorzugt aus Messing gefertigt, ist in das Pumpengehäuse 26 eingeschraubt Diese Magnethülse 25 trägt gleichzeitig den Ventilsitz 27 und dichtet mittels eines O-Ringes 28 die Hochdruck- 13' von der Niederdruckseite 19' ab. Die Ventilnadel 14, die aus einem magnetisierbaren, bevorzugt nichtrostendem Material gefertigt ist, wirkt bei diesem Ventil gleichzeitig als Magnetanker. Die Federkraft der Feder 15 wird mit der Einstellschraube 16, ebenfalls aus magnetisierbarem Material, weil sie als Polkern wirksam ist, eingestellt. Gegen Leckverluste wird die Einsteilsehraube mit dem O-Ring 31 nach außen abgedichtet.

Abgesehen vom Luftspalt zwischen Polkern (Einstellschraube 16) und Magnetanker (Ventilnadel 14) sollte das Magnetjoch 32 so ausgebildet sein, daß keine, wenn nicht anders möglich, geringe Luftspalte vorhanden ist Die Verwirklichung dieser Bedingung stößt bei diesem Ventil auf Schwierigkeiten, da durch die O-Ring-Abdichtung und das Einstellgewinde in der Magnethülse 25 diese eine bestimmte Wandstärke haben muß, die den Luftspalt zwischen Magnetjoch 32 und Magnetanker 14 ergibt. Um die Schwierigkeiten zu beseitigen und gleichzeitig eine Möglichkeit zur axialen Fixierung der Magnetspule 17 zu bieten, wird die Magnethülse 25 an der Stelle 33 auf einen kleinerer Durchmesser eingestochen, so daß nur noch eine Wandstärke von ca.

03 mm vorhanden ist. Das Magnetjoch 32 wird aus Weicheisenband gestanzt und zu einem geschlossenen Bügel gebogen. Nimmt man die beiden Schenkel 32a und 32b und zieht diese etwas auseinander (siehe Fig.3), so kann das Magnetjoch 32 über die Magnethülse 25 geschoben werden, wo es im Einstich 33 einrastet Legt man noch zwischen Magnetjoch 32 und Magnethülse eine Well- oder Tellerfeder 34, so ist der Magnet auch axial fixiert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   ölbrennerpumpe mit einem Druckregelventil mit Rücklauf, dem eine elektromagnetisch betätigbare, einstellbare Ventilanordnung zur Reduzierung des Düsendruckes während einer vorbestimmten Anfahrzeit zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung im Rücklauf (13) des Druckregelventils (D) angeordnet ist und als elektromagnetisch betätigbares Druckbegrenzungsventil (A) mit einer als Magnetanker wirkenden Ventilnadel (14) ausgebildet ist, die durch eine einstellbare Feder (15) im stromlosen Zustand der Magnetspule (17) entgegen der Strömung gegen den Ventilsitz (27) gedrückt wird.