DE2221682A1 - Magnetbetaetigtes anfahr-steuerventil fuer oelbrenneranlagen - Google Patents

Description

Patentanmeldung

Gegenstand; Magnetbetätigtes Anfahr-Stcuerventil. Ölbrenneranlagen.

Die Brfindxmg befasst sich mit dem Problem des Anfahrstoßes bei Ölbrenneranlagen« Hierbei wird über ein Magnetventil ein speziell ausgebildetes Druckregel-Schnellschlußventil so gesteuert, daß die Zerstäubung zunächst mit geringerem Druck und damit auch mit geringerer Heisleistung beginnt und noch Betätigung dieses Magnetventiles der volle Zerstöubungsdruck erreicht wird.

Gerade bei den modernen Heizkesseln mit ihren engen Rauchgaszügen, ergibt sich beim Anfahren der Ölfeuerungsanlage ein erheblicher Stoß, den man bisher dadurch zu vermeiden versucht., daß man Zweistuf en·-Bronner einsetzt, die in der Regel 2 Düsen haben, wovon zunächst die kleinere Düse über ein magnetbetätigtes Absperrventil in Tätigkeit gesetzt wird und nach 10 oder 20 Sekunden die größere Düse,

Es sind auch Lösungen bekannt,bei denen eine Rücklaufdüse benutzt wird, in deren !^--.P'-ass ein verstellbares Druckregelventil eingebaut xiird, das über einen Stellmotor gesteuert wird. Die beiden genannten Lösungen sind sehr aufwendig und erfordern eine Spezialkonstruktiön des Ölbrenners.

Nach OS 2033383 wurde ebenfalls eine Anfahrsteuerung über ein Magnetventil vorgeschlagen, bei der,das Ventil entweder in der Düsexi-oder in der Rücklaufleitung eingebaut ist* Damit wird beim Anfahren ein reduzierter Düsendruck erzielt durch den die Heizleisttmf; beim Anfahren gegenüber der Betriebspbase verringert wird. Diese Lösung hat den Nachteil, daß das Magnetventil nicht nur ein Absperrventil, sondern auch noch ein Druckregol-

3 0-9 846/0677

bezv, Druckminderventil sein nuß. Da dieses Druck— regel- bezw, Druckminderventil federbelastet sein muß, besteht die Gefahr, daß ein Aufschaukeln des Druckregel- bezw, Druckminderventils und des in der Ölbrennerpumpe eingebauten federbelastenden Druckregel-Schnellschlußventils stattfindet. Diese Lösung ist zwar nicht so aufwendig wie die Lösung mit 2 Düsen oder mit der Rücklaufdüse, aber eben doch aufwendiger, als die nunmehr vorgeschlagene.

Mit der OS 1 751 <?'■(. 6 wurde ein relativ einfaches Schnellschlußventil mit Anfahrregelfunktion vorgeschlagen« Dieses Ventil erfordert jedoch sehr sauberes Öl, das bei Ölfeuerungsanlagen nicht immer gegeben ist*

Das übliche Druckregel-Schnellschlußventil einer Ölbrennerpumpe besteht aus einem Kolben und einer Feder, die diesen entgegen dem Pumpendruck von der Inbetriebnahme in einer Endlage hält, wobei meist durch den Kolben der Weg zur Düse abgesperrt wird. Die Feder ist in fast allen Fällen einstellbar» Dadurch kann der Installateur den Zerstäubungsdruck an der Ölfeuertmgsanlage auf den optimalen Wert einregulieren· Beim Anfahren des Ölbrenners wird der Kolben durch den Druck entgegen der Feder gedrückt ,^l\'gibt hierbei den Weg zur Düse frei, wobei der Weg des Kolbens durch Steuerbohrungen im Gelläuse bestimmt ist« Die Überdeckung der Kolbenstouerkante zur Gehäusestcuerkante beträgt in der Regel 1 bis 1,5 mm. Auf Grund der Federsteifigkeit ist der Betriebsdruck höher als der Öffnungsdruck, Die Erfindung macht sich dieses Charakteristikum zu Nutze« Bei der bevorzugten Ausführung ist in dem Ablauf der Steuerbohrung im Gehäuse ein Magnetventil angeordnet. Ausserden ist eine weitere Stnuerbohrung vorgesehen, die eine größere Überdockung zur Kolbensteuerkante hat»

309Ö48/0677

Der konstruktive Aufbau und die Funktion ist aus den einzelnen Figuren zu ersehen, Hierbei zeigt:

ff» 1t Das erfindungsgemäße Druckrege1~Sehne11« schltißventil mit magnetischem Vorsteuer« teil,

, 2; Das Betriebsdiagramm des Ventils nach Fig« 1.

Fig, 3; Eine Alternative zu dem Ventil nach Fig. 1.

Fig« h ; Die für die Funktion des Ölbrenners günstigere Lösung,bei der ein magnetbetätigtes Absperrventil für die Anfahrsteuerung und eines für die Vorbelüftung und den Schnellschluß vorgesehen ist«

. 5« zeigt das Betriebsdiagramm der Venti!kombination nach Fig» h,

In der Fig* 1 saugt die Pumpe 1 über die Saugleittang. 2 das Öl aus deir. Tank 3 an und fördert dieses über die Druckbohrung h in den Hingraum 5 j der durch die Kolbenbohrung 6 im Gehäuse 7 und den SchnelIscblußkolben 8 gebildet wird* An dem Bund des Schnellschlußkolbens 8 sind Durchbrüche 9 vorgesehen, durch die das Öl zur Stirnfläche des Sehne Ils chlußkolbeiis fließen kann* Vor der Inbetriebnahme wird der Kolben 8 durch die Federn 10 und 11 auf den Ventilsitz 12 der Düsenanschlußscbrnube 13 gedrückt. Der Sehne Ils chi tißkolbon 8 ist mit einer Dichtplatte lh versehen, die durch eine Stahlscheibe 15 und einen Znokenring 16 in ihrer Lage gehalten wird« Der Öldruck wirkt auf die Stirnseite dos Schnei."'?chlußkolb^ris 8 vrd schir-bt diesen um etwas

,"; S T pi;tf;o^cp cOn Federn zurück,

3 09846/0677 BAD

sodcß sowohl der ^T<reg üb ο 3? die Bnhrnnt; I7 Düse 18, als auch über die Steuorbohrung 19» über die Bohrung 201 im Polkorn 21 und die Bohrungen 22 und 23 zr.n Rücklauf 2k freigegeben wird. Damit stellt sich an der Pumpe und auch an der Düse ein Zerstäubungsdruck ein, der sich als Quotient von Federkraft und Kolbenfläche ergibt. Beim Einschalten der Spule 25 baut sich im Joch 26 ein Hagnetfeld auf, das den Anker 27 entgegen der Strömung in der Bohrung 20 auf die Po!fläche des Polkernes 21 zieht und dort die Bohrung 20 abdichtet, Damit kann die überschüssige Ölmenge nicht mehr über die Bohrung abfließen, Als Folge dieser Magnetbetätigung steigt der Druck und schiebt den Kolben noch weiter nach links bis die Kolbensteuerkante die P'teuerbohrung im Gehäuse erreicht und damit den Gesamtweg von S II macht» Da die Feder hierbei wesentlich stärker zusammengedrückt wird, ergibt sich durch die Federsteifigkeit ein wesentlich höherer Druck. Das Rücklauf öl fließt also nun über die Kolbensteuerkante, die Bohrung 28, in die Rücklaufleitung 29, die mit der Leitung 2h identisch sein 3iann, in den Tank 3· In der Zeiohming ist noch eine Yerbindungsleitung angedeutet, die dann benutzt wird, wenn die 01-feuerungsanlage im Einstrangsystem gefahren wird.

Damit die Kolbenwege nicht so groß werden, muß die Feder 10 eine entsprechend hohe Steifigkeit besitzen. Dadurch besteht die Gefahr, daß das Ventil bei sehr niedrig eingestelltem Anfahrdruck nicht mehr mit Sicherheit den Weg zur Düse absperrt« Aus diesem Grunde ist eine relativ weiche Feder 11 hinter der Feder 10 eingebaut, die den Schließdruck auch bei größeren Toleranzen gewähr]eistot. Die Hülse 31 dient

309846/0677

BAD ORIGINAL

als Sicherheitselement gegen Überlastung· der Pcdor 11.

In der Fig. 2 ist ein Betriebsdiagramm als Beispiel des Ventils nach Fig« 1 gezeigt.

Auf der Ordinate ist der Pumpendruck, die Pumpendrehsahl und der Kolbenweg in Prozent vom Normalbetriebszustand angegeben. Auf der Abszisse sind die verschiedenen Betriebszustände der Ventileinrichtung· gezeigt» In der Ruhestellung, also bei abgeschaltetem Ölbrenner, sind alle Werte null. Beim Anfahrbetrieb,bezw« bei der 1« Stufe, macht der Kolben den Weg S T, während die Pumpendrehzahl bereits den Nennwert erreicht hat und der Pumpendruck auf beispielsweise 60 $ angestiegen ist. Beim Normalbetrieb, bezw» der 2. Stufe, ist die Pumpendrehzahl nach wie vor

. hat ein

ungefähr 100 fo und der Kolbenweg S H^ Maximum- erreicht, wodurch der Pumpendruck auf 100 fo angestiegen ist. Nach dem Abschalten des Ölbrenners wird die Ruhestellung· wieder erreicht.

In der Fig» 3 ist eine Alternative zu dem Ventil nach Fig. 1 gezeigt. Im Gegensatz zu dem Ventil nach Fig« 1 ist die Steuerung für dns Anfahren in die Püsenanschlußschraube 32 gelegt».Der Kolben 33 wird wie bei Fig. 1 über die Federn 3*1 und 35 mit seiner Dichtplatte 36 auf die Stirnseite der Düsenanschlußschraube 32 gedrückt.

In der Düsenanschlußschraube 32 sind 2 Dichtwulste 37 und 38, die auf gleicher Höhe sind_r Zwischen den beiden Dichtwulsten 37 und 38 werden vom Einstich 39 eine oder mehrere Bohrungen hO zuai .·«.'* .1 Düsenanschluß h"[ gebohrt« Innerhalb des Dichtwulstes 38 ist eine weitere Bohrung hZ angebracht, die über dio Bohrung hj den Ringrauin hh, die Qehäusebohrung h mit der Bohrung '»6 im Polkern U"/ in Verbindung steht.

Beim Anfahren der Anlage fördert di'p Pumpe if8 das Öl zum Tank hQ durch dio Saugleitung 50 über die Bohrung 51, den Ringeinstich 52, auf die Stirnseite des Kolbens 33 und schiebt diesen um einen gcrinrcri Betrag, entgegen den

309846/0677 BAD ORIGINAL

Federn 3^ und 35»zurück. Damit stellt sich <^in geringer
Spalt zwischen den Dichtv.'ulsten 38 und 39 und der Dichtplatte 36 ein. Da die Durchtrittsfläche zwischen dem
Dichtwulst 39 und der Pichtplattc 36 auf Grund des größeren Umfanges größer ist, fließt das Öl nur geringfügig ge~
drosselt durch die Bohrung ^O zur Düse, Das überschüssige Öl fließt über den kleinen Drosselquerschnitt,der vom
Dichtwulst 38 und der Dichtplatte 36 gebildet wird, über die Bohrungen h2_f hj_t ^5, k6, 53 und die Leitung 5k in den Tank 49· Beim Einschalten der Spule 55 wird der Anker 56 auf die Polfläche dos Polkerns %J gezogen und verschließt damit die Bohrung k6» Dadurch steigt der Druck der Pumpe an und schiebt den Kolbon 33 solange zurück, bis die Kolbensteuerkante 57 die Steuerkante 58 der Bohrung 59 erreicht hat. Das überschüssige Öl fließt dann über die Bohrung 59 und die Rücklaufleitung 60 in den Tank 49« Die druckbeaufschlagte Fläche des Kolbens ist dadurch zwar größer, bei entsprechender Auslegung der Feder kann jedoch bei der 2, Stufe ein
wesentlich höherer. Zerstäubungsdruck erreicht werden.

Bei der Fig« h ist nochmals das Ventil nach Fig, 1 dargestellt, wobei jedoch ausser dem Magnetventil für die Vor-steuerung des Anfahrdruckes noch ein weiteres Magnetventil vorgesehen ist, mit dem es möglich ist die Vorbelüftung und den Schnellschluß zu steuern« Die Funktion dieser Ventileinrichtung ist wie folgt:

Die Pumpe 61 saugt das Öl über die Leitung 62 aus dem Tank und fördert dieses über die Bohrung 6k wieder zur Stirnfläche des Kolbens 65, Aus dem Ringeinstich 66 des Kolbens kann jedoch das Öl bei ausgeschalteter Spule 67 über die Bohrungen 68, 69, 70 und 71 über den Rücklauf 72 in den Tank zurückfließen« Damit kann sich kein Druck aufbauen und das Sehnellschlußventil gibt den Weg zur Düse 73 nicht frei. Wird nun die Spule 67 eingeschaltet, so wird dieser Weg
gesperrt, der Druck steigt an, der Kolben 65 bewegt sich um den Betrag S T, entgegen den Federn 7^ und 75» ?nr'ick,

309846/0677

gibt den ⁷\^reg zur Düse 73 frei, wobei gleichzeitig das

überschüssige Öl "fiber die Bohrung 78» die Bohrung 79 > die "Bohrung 80 und dio bohrung 71 * ^ⁿ d^n Rücklauf abfließen kann» Eei Einschalten όοτ Spule 81 wird auch dieser t-⁷eg in den Rücklauf versperrt* Her Pumpendruck steigt nochmals an, bewegt den Kolben 65 um den GesamtwegS II bis die Kolbensteuerkaiite, die Steuerkmnto der Bohrung 83 erreicht hat, dann kann das überschüssige Öl wieder in den Rücklauf 72 und den Tank 63 abfließen, Wenn also beide Magnetventile eingeschaltet sind, ist der Betriebszustand der Pumpe erreicht» "Wenn der Ölbrenner abgestellt wird, werden die Spulen 67 und 81 stromlos. Damit ist sofort eine Verbindung zum Rücklauf hergestellt, wodurch der Pumpendruck schlagartig zusammenbricht und der Weg zur Düse abgesperrt wird«

In der Pig. 5 ist das Betriebsdiagraram der VentiIeinrieht ung der Fig. k dargestellt* In der Ruhestellung sind beide Magnetventile ausgeschaltet. Dio Pumpendreh— zahl, der Pumpendruck und der Kolbenweg ist hierbei null. In der Phase der Vorbelüftung sind beide Magnetventile ausgeschaltet« Der Kolbenweg und der Putnpendruck ist immer noch praktisch null* Nur die Pumpendrehzahl, die identisch mit der Motoren- und"Lnftordrohzahl ist, beträgt bereits 100 <?:. Beim Anfahrbetrieb,bezw. der 1, Stufe, ist das Magnetventil 1,bezw«. die Spule 67 eingeschaltet» An der Pumpondrehaahl hat sich praktisch nichts gerindert, der Kolbenwog' beträgt S I und der Purapendruck erreicht beispielsweise 60 fo_t Im Normalbetrieb, bezw, der 2» Stufe, sind beide Magnetventile eingeschaltet» Der Gosamtkolbenweg beträgt S TI und der Pumpendruck hat seinen Nennwert von 100 ^₃ erreicht.

Ma Loch, der. .'!, Mai 1972
EWL/Oc.

309846/0677

Claims (1)

1. Anspruch

   Qlbreiirerpumpe, mit einer V^ntiloj ^richtung ¹F* \v zweistufigen Betrieb, insbesondere zum weichen Anfahren dee Ölbrcnners , mit einem T>ruckregel-Scb;nr>llsch!ußvcnti 1, im Wesentlichen bestehend pus einem Kolben, der im Gehäuse geführt JfJt₁ tird οϊγ,ο^ιλ Ferner, die im drucklosen Zust^rri der Pumpe den Kolben in eine solche Endlage bewegt, daß die Verbindung von der Hochdruck- ^ur Niederdruck-Seite durch icn Kolben verschlossen wird , clrdniO*¹. "-^ Vr; nur: ei ehr et, daß die Überdeckun^, die sich aus ?cr\ Kolbenwep - von der P^ürilng*? des Kolbens bis r.'vn öffnen ?^ητ Vorbindur-,^ ?nr Niederdruck-Seite >- ergibt, und die Federsteifi.^keit so groß ^ev?⁵hit v:ird , dri e?n tnerkb-.rer 'Drnck-Unterschied svischen Öffnun^s— und Botriubsdruck entsteht, der beispielsweise 9 bar betritt, itnd dnß eine lieitere A^rerbindun^ zur NiodordruckicJtp vorgesehen ή st, die mit einer wesentlich geringeren Überdeckunf: vom Kolben, in der Endlage ebenfalls verschlossen ist und die durch ein mfi^netbetätigtes Absperrventil verschließbar ist»

   Anspruch 2:

   Ölbrennerpumpo noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz, der in der Endlage durch den Kolben verschlossen ist, zwei Abgänge hat, v.'ovon einer zur !Miso geht und der andere über ein magnetbetätigtes Absperrventil zur Niederdruck-Seite«

   Anspruch 3:

   Ölbrennerpumpe nach den Ansprüchen 1 und .?,. dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz d.Tireh zwei ringförmige Wulste gebildet wird, deren obere dem KoI bor beigekehrte Flächen ruf gleicher TTöhe sind x\nc* ," dnß die Verbindung

   09846/0677

   BAD ORiGINAL

   zum magnetbetätigten Absperrventi Ί durch nine Bohriing im inneren Wulst und die Verbindung 2-ur Düse durch eine oder mehrere Bohrungen, die zwischen den beiden YuIston angeordnet sind, dargestellt wird.

   Anspruch k:

   ÖlbrennerpuTTipe rieh den Ansprüchen 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres iragnetbetätigtcs Absperrventil zwischen Pumpendruck- und Pumpenniederdruck-Seite angeordnet ist*

   Maisch, den 2. Mai 1972

   309848/0S77 BAD ORIGINAL

   Leerse ite