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Selbsttätiger Leistungsregler fiir Kolbenverdichter.
Selbsttätige stufenlose Leistungsregler für Kolbenverdichter, die auf mechanischem, hydrau- lischem, pneumatischem oder elektromagnetischem Wege das Offenhalten der Saugventile während des ganzen oder eines Teiles des Verdichtungshubes zum Zwecke der stufenlosen Regelung der Ver- dichterleistung bewerkstelligen, sind bekannt, doch konnten sich die bisherigen Systeme nicht durch- i setzen, da das Erfordernis von Zusatzhilfsgeräten, ferner besonderer Energiequellen und fremde Druck- mittel umständlich, verwickelt, kostspielig, nicht wirtschaftlich und nicht immer verlässlich erschien.
Es sind Regelvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen die Steuerung der Ventile durch das im Verdichter behandelte Medium selbst erfolgt. Bei diesen Vorrichtungen wird das Druckmittel dadurch in veränderlicher Weise zu den Ventilen zugelassen, dass ein verschiebbares mit schräger Steuer- I kante versehenes Steuerorgan im Takte des Verdichters bewegt wird und durch Drehung des Steuer- organs um die Bewegungsachse eine grössere oder kleinere Fläche der abgeschrägten Steuernut mit den Leitungen für das Druckmittel in Verbindung kommt. Diese Einrichtung weist die Nachteile auf, dass der Steuerquerschnitt, durch den das Druckmedium zu den Ventilen strömt, bei verschiedenen
Steuerstellungen verschieden gross ist.
Insbesondere bei einer Belastung, die nur wenig unter der Nennlast liegt, überschneidet lediglich die Spitze der durch die schräge Kante der Steuernut gebildeten dreieckigen Fläche die Leitungen für das Druckmedium, wodurch an dieser Stelle eine starke Drosselung eintritt. Die Folge ist, dass die Regulierung nicht zeitgerecht anspricht. Ferner kann die Verschiebung des Steuerorgans in Abhängigkeit vom Verdichterenddruck bei dieser Einrichtung nicht unmittelbar, sondern nur über einen Übertragungsmechanismus erfolgen, was die Genauigkeit des Arbeitens beein- trächtigt, zumal der vom Verdichterenddruck beeinflusste Teil des Steuerorgans sich dauernd im Takte des Verdichters bewegt.
Diese Nachteile werden bei dem Regler gemäss der Erfindung grundsätzlich vermieden. Gemäss der Erfindung wird ein Steuerorgan verwendet, das aus einem Steuerschieber 1 besteht, der sich im
Takte des Verdichters längsachsig in einer koaxial angeordneten Steuerbüchse 2 bewegt, deren Ein- stellung längs der Achse durch den Verdichterenddruck beeinflusst wird. Bei der neuen Einrichtung wird also lediglich derjenige Teil, der nicht vom Verdichterenddruck beeinflusst wird, im Takte des
Verdichters bewegt, während der die Steuerung der Saugventile in Abhängigkeit vom Verdichter- enddruck bewirkende Teil im wesentlichen in Ruhe bleibt und seine Lage längs der Achse nur bei
Schwankungen des Verdichterenddruckes verändert.
Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass es möglich wird, die vom Verdichterenddruck beeinflusste Steuerbüchse ohne Übertragungs- mechanismus mit dem Druckreglerkolben, der die Wirkung des Verdichterenddruckes aufnimmt, unmittelbar, insbesondere axial, zu verbinden. Hiedurch wird ein trägheitsfreies und einwandfreies
Arbeiten der Steuervorrichtung gewährleistet.
Bestimmte Teilleistungen des Verdichters sind nebenbei am Leistungsregler von Hand ein- stellbar ; ab solchen Teileinstellungen erfolgt die Regelung der Liefermenge des Verdichters nach Bedarf selbsttätig bis zum Leerlauf.
In der Zeichnung ist der Leistungsregler gemäss der Erfindung dargestellt : Fig. 1 zeigt den Leistungsregler im Schnitt, Fig. 2 ein Arbeitsdiagramm des Verdichters bei Normalleistung.
Der Leistungsregler besteht im wesentlichen aus dem Steuerschieber 1, der Steuerbüchse 2 mit Druckreglerkolben 3, dem Verteilungszylinder 4, einem Gehäuse mit Bewegungsteilen und Druckreglerteilen. Der Steuerschieber 1 mit Aussparungen a und b sowie den Steuerkanten c und d wird
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mittels Kurbel oder Exzenter in der Steuerbüchse 2 im gleichen Takt wie der des Verdichters auf und ab bewegt, während die Steuerbüchse 2 gleichzeitig im Verteilungszylinder 4 gleitet und mit dem Reglerkolben 3 verbunden ist. Der Reglerkolben ist als Differentialkolben ausgeführt, um die Belastung zu verringern und eine schwächere Feder verwenden zu können.
In der Steuerbüchse 2 sind die Kanäle 5, 6, 7und8 vorgesehen, durch die, wenn die Steuerbächse infolge Eintrittes von Druckdifferenzen in den Zylinderräumen 9 und 10 des Reglerzylinders 11 bewegt wird, das Druckmittel fliesst. Im Verteilungzylinder 4 sind Aussparungen 12 und 13 vorgesehen, die die Weiterleitung des Druckmittels durch die Kanäle 14, 15, 16 und 17 gestatten. Bei 14 wird das vom Druckbehälter zugeführte Druckmittel in den Verteilungszylinder 4 geleitet, bei 15 erfolgt die Weiterleitung desselben zur Saugventilabhebevorrichtung, bei 16 erfolgt Rückfluss und bei 17 wird das Druckmittel ins Freie oder dem Saugraum zurückgeleitet.
Die Bewegung des Steuerschiebers 1 ist durch den Kurbel-oder Exzenterhub s begrenzt und ist die Steuerbüchse 2 über den gleichen Weg h unter dem Einfluss der Druckdifferenz im Reglerzylinder 11 verschieblich. Durch den Kanal 18 wird den Reglerräumen 9 und 10 das Druckmittel direkt vom bei jeder Verdichteranlage vorgesehenen Druckbehälter zugeleitet. Der mit der Steuerbüchse 2 verbundene Reglerkolben 3 ist durch eine Feder 19 belastet und dient der Bund 20 als Anschlag. Die Reglerfeder 19 ist auf den Behälterdruck eingestellt.
Die Arbeitsweise ist nun wie folgt : Während der Normalleistung des Verdichters befindet sich die Steuerbüchse 2 infolge der Vorspannung der Reglerfeder 19 entsprechend des Behälterdruckes in der Höchstlage, wie gezeichnet. Die Kanäle 5 und 6 in der Steuerbüchse 2 bleiben bei dieser Stellung durch den Steuerschieber 1 gedeckt, so dass das aus dem Behälter kommende Druckmittel nicht zur Ventilabhebevorrichtung gelangen kann und somit die Saugventile normal arbeiten, d. h. während des ganzen Verdichtungshubes geschlossen bleiben ; die Kanäle 7 und 8 sind hiebei während der Bewegung des Steuerschiebers 1 offen. Tritt nun infolge Überleistung des Verdichters im Druckbehälter eine Drucksteigerung ein, dann tritt diese auch in den Räumen 9 und 10 auf und verdrängt den Reglerkolben 3 im Verhältnis der Drucksteigerung und der Federbemessung.
Ist beispielsweise die Reglerfeder 19 für eine Drucksteigerung von 0. 5 at bei Zusammendrückung um das Hubmass h bemessen, dann wird bei der ganzen Drucksteigerung von 0. 5 at die Steuerbüchse 2 ihre tiefste Lage haben und zufolge der während des ganzen Hubes freigelegten Kanäle'5 und 6 der Verdichter leer laufen, da die Saugventile infolge des auf die Ventilabhebevorrichtungen wirkenden Druckmittels während des ganzen Verdichtungshubes offen gehalten werden ; die Kanäle 7 und 8 bleiben in diesem Falle gedeckt, so dass das Druckmittel nicht zurückfliessen kann.
Ist beispielsweise die Drucksteigerung nur die Hälfte, dann stellt sich die Steuerbüchse 2 ebenfalls auf die Hälfte des Hubweges h ein und der Verdichter gibt nur die halbe Leistung. Der Druckmittelverlauf ist hiebei wie folgt : Die Steuerkante c des Steuerschiebers 1 gibt in halber s-Hubhöhe, gleich des halben Saughubes des Verdichters, die Kanäle 5 und 6 frei, worauf das Druckmittel vom Druckbehälter in die Saugventilabhebevorrichtung übertritt und die Saugventile bis zum halben Verdichtungshub offen hält, da in diesem Moment die Kanäle 5 und 6 vom Steuerschieber 1 wieder gedeckt werden, während im gleichen Moment die Kanäle 7 und 8 durch die Steuerkante d freigegeben werden und das Druckmittel zurückfliessen kann. Bei jeder Umdrehung des Verdichters bzw.
Auf-und Abgehens des Steuerschiebers 1 wiederholt sich der vorbezeichnete Druckmittelfluss. Demnach ergibt sich, der jeweiligen Drucksteigerung entsprechend eine im gleichen Verhältnis sich einstellende Lage der Steuerbüchse 2 und damit die dieser Lage entsprechende Teilleistung des Verdichters. Bestimmte Teilleistungen des Verdichters können eingestellt werden, indem die Steuerbüchse 2 in eine, der gewünschten Teilleistung entsprechende Lage über eine besondere Stellvorrichtung gebracht wird.
Die Steuervorrichtung, wie gezeichnet, beeinflusst die im Verdichter gleichzeitig arbeitenden Saugventile ; für Verdichter mit mehreren Zylinderseiten und abwechselnd arbeitenden Saugventilen erhalten die jeweils gleichzeitig arbeitenden Saugventile separate Steuerung. Somit arbeitet ein einfach wirkender Verdichter mit einem, ein doppeltwirkender-Verdichter mit zwei Steuerschieber und ist dadurch eine präzise Steuerung jeder Saugventilgruppe erreicht.
Die Steuervorrichtung kommt zweckmässig neben dem Verdichterzylinder zur Aufstellung und wird von der Verdichterwelle mittelbar in Bewegung gesetzt.
Das in Fig. 2 gezeichnete Diagramm veranschaulicht die Schieberbewegung zur Arbeitsweise des Verdichters.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätiger Leistungsregler für Kolbenverdichter, deren Saugventile zwecks stufenloser Leistungsregelung mittels einer von einem Druckregler beeinflussten Steuervorrichtung während des Verdichtungshubes ganz oder teilweise offengehalten werden, und wobei die Steuervorrichtung einem im Takte des Verdichters bewegten Steuerschieber besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (1.) sich längsaehsig in einer zu ihm-koaxial angeordneten Steuerbüchse (2) bewegt, deren Einstellung längs der Achse durch den Verdichterenddruck bewirkt wird.