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Vorrichtung zum Messen und Mischen von flüssigen Brennstoffen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bildung eines innigen Gemisches
aus flüssigen Brennstoffen in beliebig einstellbarem Mischungsverhältnis, bei welcher
die einzelnen Flüssigkeiten gemessen und dann durch Leitungen der Mischstelle gleichzeitig
zugeführt werden, von der aus sie dann in den Tank der Brennkraftmaschine oder in
andere Behälter geleitet werden können.
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Bei solchen Vorrichtungen ist es wichtig, die einzelnen Flüssigkeiten
während der ganzen Dauer des Mischvorganges unter konstantem Druck der Mischstelle
zuzuführen. Dadurch wird bei Bildung des Gemisches eine gleichmäßige Zusammensetzung
erhalten.
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Man hat zwar bereits an Vorrichtungen zum Mischen von Flüssigkeiten
vorgeschlagen, einen gleichbleibenden Flüssigkeitsdruck an der Mischstelle dadurch
zu erzeugen, daß man eine Mariottesche Flasche in die Zuleitung einfügte. Dieser
Anordnung gegenüber weist jedoch die Erfindung erhebliche Vorteile auf. Sie gestattet
insbesondere eine kontinuierliche Arbeitsweise. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß
in jeder Leitung zwischen dem Messer für eine Flüssigkeit und dem zum Einstellen
des Mischungsanteils dieser Flüssigkeit dienenden Drosselventil ein Hilfsdrosselventil
eingeschaltet, das selbsttätig von der Flüssigkeit derart gesteuert wird, daß bei
zunehmender Menge der Flüssigkeitszustrom gedrosselt wird.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, in welcher
beispielsweise zwei Mischanlagen schematisch dargestellt sind.
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Fig. i zeigt die erste Ausführungsform. Die einzelnen Flüssigkeiten
befinden sich in den Tanks i und i'. Aus ihnen werden mittels der Motorpumpen 2
und 2' die Flüssigkeiten durch die Leitungen 3 und 3' den Messern 4 und q.' zugeführt.
Die Leitungen 3 und 3' sind mit den Tanks i und i' noch durch j e eine Hilfsleitung
i i und i i' verbunden, in welche Handpumpen 12, 12 eingeschaltet sind, die an Stelle
der Motorpumpen 2 und a' verwendet werden können. An die Messer d., d.' schließen
sich dann die Leitungen 1q., 1q.' an, die zu den Drosselventilen? und 7' führen.
Diese Ventile werden auf den Anteil der betreffenden Flüssigkeit an dem herzustellenden
Gemisch eingestellt. Von den Drosselventilen 7, 7' führen dann die Leitungen 6,
6' zu der Mischstelle.
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Im Falle des in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispieles ist eine
Mischkammer 8 vorgesehen, die Kies oder sonstige, eine feine Zerteilung der Flüssigkeiten
und große Berührungsflachen
ergebende, die Bildung von kontinuierlichen
Flüssigkeitsfäden verhindernde Kg>iper: eiithälten kann. An sie schließen sich,
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer nochmaligen Hand- oder Motorpumpe 9,
die Entnahmeleitungen io an.
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Hinter jedem Messer ist nun noch ein Schwimmer 33, 33' vorgesehen,
der bei Schließen der Mischkammer 8 den Kreislauf der von den Pumpen 2, 2' geförderten
Flüssigkeit in die Tanks i, i' bewirkt. Dieser Schwimmer befindet sich bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel in einer Kammer 5, 5', die zwischen Leitung 14, 14' und Messer
4, 4' eingeschaltet und mit letzterem durch die Leitung 34 34 verbunden ist. Ein
Schließen des Auslasses hat ein Ansteigen des Flüssigkeitsstandes in der Kammer
5, 5' und damit des Schwimmers 33, 33' zur Folge, wodurch ein mit ihm verbundenes
Abflußventil die Mündung der Leitung 34 34! zur Kammer 5,5' verschließt. Die Leitung
3, 3' zwischen Messer 4, 4' und Pumpe 2, 2' ist mit einer Abzweigung 3Q, 3ä versehen,
die zum Tank i zurückführt und ein nach dem Tank zu öffnendes Überdruckventil 35,
35' enthält. Bei Sperrung des Messerauslasses durch den Schwimmer 33, 33' geht ein
bekannter Kreislauf der Flüssigkeit durch die Pumpe 2, 2' und die Leitungen 3, 3Q,
3'; 3ä vor sich. Während des Mischvorganges wirkt das vom Schwimmer gesteuerte Abflußventil
als Drosselventil, das bei Überschreiten eines bestimmten Flüssigkeitsstandes über
dem Drosselventil 7, 7' vorübergehend den Zutritt weiterer Flüssigkeit sperrt, so
daß ein konstanter Brennstoffstand über den Einstellorganen 7, 7' gewährleistet
wird, der als weitere Folge ein Gleichbleiben des hydrostatischen Druckes hat.
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Dem Apparat wird eine Tabelle beigegeben, welche die zu einer bestimmten
Anzahl Liter eines Gemisches bestimmter Zusammensetzung erforderlichen Mengen der
einzelnen Bestandteile in Liter angibt. Auf die so ermittelten Zahlen werden die
Zeiger der verschiedenen Messer 4, 4' eingestellt und die Drosselventile 7, 7' in
die entsprechende Stel-. lungen gebracht, die ebenfalls von einer Tabelle oder einem
Diagramm angegeben werden. Danach wird der Motor in Betrieb gesetzt, wodurch die
flüssigen Brennstoffe gefördert, den Messern zugeführt und gemischt werden.
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Eine Anlage, vorzugsweise zur Fernverteilung eines beispielsweise
aus drei verschiedenen Flüssigkeiten zusammengesetzten Gemisches, ist in den Fig.
2 bis 5 dargestellt.
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Sie umfaßt drei Messer 18, 18', 18". Diese werden durch je eine mittels
Leitungen 17, 17', 17" mit den Behältern 15, 15', 15" verbundene Pumpe 16, i6',
16" mit Flüssigkeit gespeist, während die gemessenen Flüssigkeiten über die Rohre
i9, i9', i9" und 23, 23', 23" durch die Pumpen 2o, 2o', 2o" zur Mischstelle strömen.
In jeder Leitung 23, 23', 23" ist ein Drosselventil 22, 22', 22" angeordnet. Zwecks
Konstanterhaltung des Durchflusses durch die Drosselventile 22, 22', 22" während
des Meß- und Mischvorganges ist je ein Hahn 21, 21', 21" vor jedem Drosselventil
als Hilfsdrosselventil eingeschaltet.
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Jeder Hahn 21, 21',:21" wird vermittels eines Servomotors beliebiger
Art z. B. durch einen Elektromotor gedreht, der in der einen oder anderen Richtung
durch von Differentialmanometern 26, 26', 26" gesteuerte Erregerstromkreise angetrieben
wird. Ein solches Manometer ist in Fig.3 in vergrößertem Maßstabe herausgezeichnet
und besteht aus einem U-förmigen Rohr, dessen einer Schenlcel 26d rafft der Leitung
23 vor dem Drosselventil 22 und dessen anderer Schenkel 26b hinter dem Drosselventil
--2 mit der Leitung 23 verbunden ist. Das in dem Rohr 26 enthaltene Quecksilber
ist ständig mit einer Klemme c in Berührung und kann durch die Veränderung des Druckes
in den Schenkeln 26" und 26b mit der auf dem Schenkel26Q bzw. 26b angeordneten Klemme
a bzw. b in Kontakt gebracht werden. Die Erregerstromkreise des Elektromotors
endigen an den Klemmen a, b und c, so daß bei Schließen eines der Erregerstromkreise
der Motor in der einen oder anderen Richtung in Drehung versetzt wird und so das
Öffnen des Hahnes 21 mehr oder weniger weit bewirkt.
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Der Druckunterschied zwischen den Stellen 23Q und 23b wird so innerhalb
bestimmter Grenzen gehalten, welchen die Flüssigkeitsstände in den Schenkeln 26Q
und 26b, an welchen die Klemmen a und b befestigt sind, entsprechen. In dem
Schenkel 26a des Manometers ist der Druck gleich dem oberhalb des Drosselventils
22 und der in dem Schenkel 26b gleich dem hinter diesem.
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War das Quecksilber zu Beginn des Arbeitsvorganges in beiden Schenkeln
auf der gleichen Höhe, wie auf der Zeichnung in punktierter Linie gezeigt ist, so
sinkt das Quecksilber, wenn der Durchfluß stabilisiert ist, in dem Schenke126Q und
steigt in dem Schenke126b, wie auf der Zeichnung dargestellt. Erhöht sich dieser
Stand, so schließt das Quecksilber durch die Klemmen c und b den Stromkreis, und
der Servomotor wird derart angelassen, daß er die Schließung des Hahnes 2i unter
Herabsetzung des Druckes in dem Schenke126Q hervorruft. Sinkt dieser Quecksilberstand,
so steigt das Quecksilber in dem Schenke126Q und schließt den Stromkreis über c
und a unter Drehung des Servomotors in entgegengesetzter Richtung.
Wie
die Fig. q. und 5, von denen die erstere eine Vorderansicht, die letztere einen
Grundriß darstellt, erkennen lassen, läßt sich die Vorrichtung auf einem Gestell,
auch in einer gemeinsamen Verkleidung anordnen. Im hinteren Teil sind dann die Pumpen
16,:2o angeordnet, während vorn die Schaltbretter liegen, und zwar je ein Schaltbrett
für jede Flüssigkeitsart. Diese Schaltbretter weisen die Zeiger 27 an den Messern
18, 18', 18", darunter die Schaugläser 28 zur Beobachtung des Flüssigkeitsstromes
und unter diesen die Angreifer 29 zur Einstellung der Messer auf. Für die Pumpenantriebsmotoren
sind die Amperemeter 3o und die Schalter 31 vorgesehen. In den Gehäusen 2 1. liegen
die Servomotoren für die Hilfsdrosselventile 21, während die Differentialmanometer
26 in den Gehäusen a6, eingeschlossen sind. Nieben diesen sind in Fig. q. die Drosselventile
22, 22', 22" ersichtlich, welche mit Skalenscheiben 32 ausgestattet sind.
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Selbstverständlich können bei dieser Mischvorrichtung den Motorpumpen
Umgehungsleitungen mit Handpumpen parallel zugeordnet sein und bekannte Kreislaufleitungen
vorgesehen werden.