<Desc/Clms Page number 1>
Elektromagnetisch angetriebener Kompressor.
Die Erfindung verbessert jene Gattung elektromagnetisch angetriebener Kompressoren, bei welcher das federnd gelagerte Verdichterorgan von dem schwingenden Anker eines Wechselstromelektro- magneten angetrieben wird und das gesamte Schwingungssystem genau oder angenähert auf Resonanz mit dem die Schwingungen des Systems erregenden und aufrechterhaltenden magnetischen Wechselfeld abgestimmt ist. Um vor allem die Federung den schwingenden Systems frequenzbestimmend zu machen, empfiehlt es sich, die Masse der schwingenden Systemteile möglichst klein zu wählen, derart, dass gie die Eigenfrequenz des Schwingsystems nur unerheblich beeinflussen.
Die Erfindung geht von dem Bestreben aus, den Kompressor dahin zu vervollkommnen, dass sein
Verdichterorgan möglichst harmonische Schwingungen ausfÜhrt. Auf Grund der Erkenntnis, dass die Krümmung der Kompressionslinie des Arbeitsmediums bei den bisher bekanntgewordenen Kompressoren das Zustandekommen harmonischer Schwingungen verhindert hat, schlägt die Erfindung vor, den verzerrenden Einfluss der Kompression dadurch zumindest teilweise zu kompensieren, dass, abweichend von der bisherigen Gepflogenheit, eine Federung des schwingenden Systems verwendet wird, die eine nichtlineare Kraft-Weg-Charakteristik besitzt.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Kompresoraggregats, u. zw.
Fig. 1 eine Schnittansicht, Fig. 2 den zugehörigen Grundriss und Fig. 3 einen Kreuzriss, teilweise im Schnitt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen die abgeänderte Ausbildung gewisser Einzelteile des Aggregats.
Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist 1 der den Kompressor antreibende Elektromagnet, dessen Wicklung 2 vom Netzwechselstrom durchflossen wird und dadurch auf den Anker J eine ihrer Intensität nach periodisch sich ändernde Anziehungskraft ausübt. Der Elektromagnet 1 besitzt einen möglichst geschlossenen Eisenkreis, um bei geringstem Gewicht und Raumbedarf eine möglichst grosse elektromagnetische Leistung zur Verfügung zu stellen. Aus diesem Grunde ist auch die Zahl und Grösse der den Eisenkreis unterbrechenden Luftspalte 4,4', 4" auf ein : Mindestmass beschränkt, wozu auch die zur Schwingungsrichtung des Ankers 3 schräge Lage der Luftspalte 4'und 4"beiträgt.
Im Anker 3 ist das untere Ende der gabelförmigen, aus plattenförmigem Material zusammengesetzten Kolbenstange 5 befestigt, welche an ihrem oberen Ende die gewölbte Unterplatte 6 des Kolbens trägt. Mit dieser Platte 6 ist der aus Gummi hergestellte Kolbenkörper 7 durch den einvulkanisierten Ring 8 und die Klauen 9 verbunden. Der Randteil 7 a des Kolbenkörpers 7 besitzt eine geringe Dicke, so dass er membranartig wirkt, und ist zusammen mit den übrigen Teilen des Kompressors in einem Ring 10 eingespannt, der von den Streben 11 des Kompressorgestells getragen wird. Die bisher beschriebenen Teile des schwingenden Systems, nämlich der Anker 3, der Kolben 7 und die Kolbenstange 5, sollen, um die Trägheitswiderstände möglichst herabzusetzen, so leicht wie möglich sein, was auch bei ihrei Formgebung zu berücksichtigen ist.
Die Unterplatte 6 des Kompressorkolbens ist durch einen Gummiklotz 13, der auf dem die Streben 11 verbindenden Querhaupt 12 aufgesetzt ist, gegen den ruhenden Teil der Maschine abgefedert. Dieser Gummiklotz 13 ist ein federnder, blockartiger Körper aus elastischem Material, der durch geeignete Formgebung auf die gewünschte Frequenz abgestimmt werden kann und eine nichtlineare Charakteristik besitzt, deren Verlauf gleichfalls durch richtige Formgebung beeinflusst werden kann. Statt des
EMI1.1
Systems verwendet werden, wie dies Fig. 4 andeutet. Bei der Ausbildung der Federung des schwingenden Kolbens ist auch darauf zu achten, dass die Feder, die ja gleichfalls zum schwingenden Gesamtsystem gehört, ein möglichst geringes Gewicht besitzt.
Um im Laufe des Betriebes stattfindende Veränderungen
<Desc/Clms Page number 2>
der Vorspannung der Federung 13 bzw. 13 a und damit Veränderungen ihrer Eigenfrequenz oder Charakteristik zu beseitigen oder auch um eine genaue Justierung der Federvorspannung zu ermöglichen, ist das Querhaupt M mittels Schrauben. M auf den Streben 11 verstellbar. Unerwünschte Lagenände-
EMI2.1
Der Kompressorkolben 7 schliesst mit dem ihm gegenüberliegenden, gleichfalls im Ring 10 eingespannten Kompressordeekel 16 den Arbeitsraum 17 des Kompressors ein, in welchem das Ansaugen, Komprimieren und Fortdrucken des Arbeitsmediums stattfindet. Im Deckel 16 sind das Saug-und das Druckventil des Kompressors angeordnet, so dass der schwingende Kolben keine Ventilbestandteile enthält, die seine Masse vergrössern. Die Verwendung eines selbsttätig arbeitenden Saugventils verlangt aber, dass dessen bewegliche Teile so ausgeführt werden, dass sie dem schnellen Arbeitsrhythmus des erfindungsgemässen Kompressors folgen können.
Es empfiehlt sich daher, die Saugventilklappe - und das gleiche gilt auch für die Druekventilklappe-möglichst leicht im Gewicht auszubilden und ihr eine solche Form zu geben, dass sie sich mit der Frequenz der Kolbensehwingung oder mit einer noch höheren Frequenz öffnen und schliessen kann. Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung wird dies durch
EMI2.2
durch eine die erforderliche Vorspannung der Klappe sichernde Schraube 20 festgehalten. Das Druckventil 21 ist als ringförmige Membran ausgebildet, die Öffnungen 22 besitzt, welche gegenüber entsprechenden Öffnungen 23 des Deckels 16 versetzt angeordnet sind.
Wie die Zeichnung zeigt, ist der Kompressordeckel16 so geformt, dass er bei eingesetzter Saugventilklappe M eine Abschlusswand des Arbeitsraumes 17 bildet, an die sich der Kolben in seiner höchsten Stellung satt anlegen kann, so dass der schädliche Raum, falls der Hub des Kolbens genügend gross ist, auf ein Minimum verringert wird. Es kann bei einer solchen Ausbildung des Arbeitsraumes durch entsprechend Abstimmung der Eigenfrequenz des schwingenden Systems auf die Frequenz der magnetischen Kraft und durch richtige Bemessung der hubbegrenzenden Gegenkräfte ein Hubraum des Verdichterorgans eingestellt werden, der den Arbeitsraum des Kompressors fast zur Gänze ausfüllt.
Oberhalb des Deckels 16 befinden sich der Saugraum 27 mit dem Saugstutzen 24 und der Druck-
EMI2.3
bzw. am Ring 10 befestigt und können durch Lösen der Schrauben 30 mitsamt dem Deckel 16 leicht abgehoben werden, so dass es keine Schwierigkeit bereitet, zu den Ventilen des Kompressors zu gelangen, um eine Reparatur oder Auswechslung vorzunehmen. Zweckmässigerweise wird die Haube 29 aus einem Material, wie z. B. Aluminium, Zink oder Bleiblech, hergestellt, welches das Geräusch der aus dem Druckventil gegen die Haube ausgestossenen Luft dämpft. Aus ähnlichen Gründen stehen der Elektromagnet 1 und die Streben 11 auf Füssen 31 und 32, die aus einem geräuseh-und stossdämpfenden Material bestehen.
Die auf einen verhältnismässig kleinen Arbeitsraum entfallende erhebliche Leistung des Kompressors kann trotz des günstigen Wirkungsgrades die Abgabe einer beträchtlichen Verlustwärme an den Kom- pressordeckel 76 bewirken. Erweist sich die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion zur Abführung dieser Wärme als ungenügend, so kann eine bessere Kühlung des Deckels 16 schon dadurch erreicht werden, dass gemäss Fig. 5 der Einspannring 10 als nach aussen Wärme abgebender Körper grösser dimensioniert und mit dem Deckel durch Verschraubung fest verbunden wird. Reicht auch die erhöhte Wärmekapazität des Ringes noch nicht aus, so kann dessen Oberfläche durch Löcher, Rippen od. dgl. künstlieh vergrössert werden oder man kann eine künstliche Kühlung des Deckels 16 durch Luft, Wasser od. dgl. vorsehen.
Das niehtlineare Verhalten der Kolbenfederung verbessert nicht nur den Charakter der Schwin- gungen, sondern trägt auch dazu bei, dass im allgemeinen die Grösse des Kompressorhubes von der Grösse der Arbeitsleistung des Kompressors wenig beeinflusst wird, da die eingestellte Resonanz in den verschiedenen Betriebszuständen des Kompressors gewahrt bleibt.
In der Zeichnung ist die tiefste Lage des schwingenden Systems (Kolben und Anker) eingezeichnet.
Im normalen Betrieb sind die Verhältnisse so getroffen, dass diese tiefste Lage nicht unterschritten wird und dass anderseits der Kolben in der höchsten Lage nicht mit nennenswerter Geschwindigkeit gegen den Kompressordeckel stosst. Tritt aber unter aussergewöhnlichen Betriebsbedingungen einmal der Fall ein, dass die vorbeschriebene maximale Schwingungsamplitude überschritten wird, so verhindert das Anschlagen der unteren Ankerfläche 33 an die ihr gegenÜberliegende Fläche 34 des Elektromagnetkernes bzw. das Anschlagen des Kolbenkörpers 7 an den Deckel 16 ein unzulässig grosses Ausschwingen des Kolbens.
Diese obere und untere Begrenzung des Kompressorhubes dient aber nur Sicherheitszwecken und nicht der Erzeugung einer erhöhten Schwingungsfrequenz.
Wie jede Kompressorbauart kann das erfindungsgemässe Aggregat auch als Vakuumpumpe ver-
EMI2.4
menge von 10. 000 l pro Stunde und darüber zu erzeugen vermag.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.