AT167371B - Stufenlose Regelung on Kolbenverdichtern - Google Patents

Description

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  Stufenlose Regelung von Kolbenverdichtern 
Für die stufenlose Regelung von Kolben- verdichtern sind verschiedene Verfahren bekannt.
Man verwendet einerseits Zuschalträume von kontinuierlich veränderbarer Grösse oder Zu- schaltdauer während eines Kolbenspiels, ander- seits sind Methoden bekannt, durch die entsprechend beeinflussten Druckventile einen Rückstrom in den Hubraum oder durch die Saugventile in die Saugleitung zu bewerkstelligen. 



  Unter den letzteren sind die einfachsten jene, bei denen die Ventile durch die Kräfte des Rückstromes selbst geschlossen werden. Diese Regelung ist solange stufenlos veränderbar, als die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den Ventilen zunimmt, d. h. mindestens bis der Kolben den halben Hub durchlaufen hat. Dann treten bei elastischem Fördermittel Stauungserscheinungen im Zylinder sowie Trägheitserscheinungen beim Ventilschluss ein, so dass es möglich ist, nicht nur bis auf 50% sondern noch weiter herunterzuregeln.

   Bei kleineren einstufigen Maschinen, wo es auf die Höhe der Verluste der Regelung wenig ankommt, kann man, indem man zur Regelung nur einen kleinen Teil des ganzen Saugventilquerschnittes heranzieht, leicht so starke Stauungserscheinungen erhalten, dass der Rückströmdruck auf die offengehaltenen Ventilplatten   bzw.-ringe   bis zur normalen Beendigung der Rückexpansion anhält, so dass bis auf Leerlauf geregelt werden kann, da mit der höheren Durchströmgeschwindigkeit und wegen der zunehmenden Verdichtung rasch erhebliche   Form-und Oberflächenwiderstände   der Ventilplatten   bzw.-ringe   in der Rückströmung auftreten. 



    Bei grossen Verdichtern (Gebläsen usw. ) ergeben   sich dabei jedoch sehr erhebliche Leistungsverluste, wie die Linie   1   des Rückströmdruckes in dem Kompressor-Diagramm Fig. 1 zeigt. 



   Gegenstand der Erfindung ist nun eine Regelung, nach welcher diese Verluste erheblich verringert werden. Hiebei werden mehrere Saugventilquerschnitte während des Verdichtungshubes hintereinander derart ausgeschaltet, dass ein monoton steigender Druckverlauf auf den jeweils noch durchströmten Ventilen die Folge ist. 



   Dies kann z. B. dadurch erreicht werden (Fig. 2), dass bei einem Saugventil 3 mit zwei konzentrischen Ventilplatten 7,8 ein Abhebegreifer 4 angewendet wird, der die eine Platte 7 nur mit dem zweckmässig begrenzten Druck der Feder 5 abhebt, wogegen er die andere Platte 8 mit seiner ganzen Belastung offenhält, wobei der Abhebegreifer entweder von der gespannten Feder 6 oder auch hydraulisch usw. betätigt sein kann. Es wird auf diese Weise durch den Rückströmdruck zuerst die Platte 7 geschlossen (Punkt C des Diagrammes Fig. 1) und hernach erst die Platte 8. 



   Bei Anwendung mehrerer getrennter Abhebegreifer kann das gleiche Prinzip verfolgt werden. 



  So zeigt z. B. Fig. 3 die Ausführung mit mehreren Ventilen, wobei in dieser Figur bloss zwei Ventile dargestellt sind. Es wird nun das eine Ventil mittels eines normalen Abhebegreifers 10 und eines hydraulisch belasteten Abhebekolbens 11 abgehoben, wogegen zwischen die Greifer 12 und die zugehörigen hydraulisch belasteten Abhebekolben 13 der anderen Ventile 14 Federkörper 15 geschaltet sind, wobei durch geeignete Anschläge 9 bzw. Wahl der Federkörper die höchste Offenhaltekraft der verschiedenen Ventile so abgestuft wird, dass die Ventile durch den Rückströmdruck nacheinander zum Schliessen kommen. Der zugehörige Druckverlauf wird dabei durch Linie 2 in Fig. 1 wiedergegeben. 



   Es ist so bis etwa Hubmitte möglich, zur Schliessung der abgehobenen Ventile den geringstmöglichen Rückströmdruck heranzuziehen und damit mit den kleinsten Verlusten auszukommen ; danach kann man sich wieder mit der kleinsten Stufe begnügen usw., worauf durch Abschalten eines Ventiles ein neuerliches Aufstauen und ein geringer Druckanstieg im Arbeitsraum auftritt. 



  Die schraffierte Fläche in Fig. 1 zeigt den Energiegewinn durch die Regelung gemäss der Erfindung. Es ist durch Verwendung einer Reihe derartiger Ventile mit Abhebegreifern von verschieden hoch begrenztem Federdruck auch möglich, eine grössere Stufenreihe zu erhalten, was z. B. bei Maschinen mit vielen Saugventilen in Ringkastenanordnung (Gebläsen) von grosser Bedeutung ist. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Stufenlose Regelung von Kolbenverdichtern mittels Rückströmdruckes auf die Ventilplatten <Desc/Clms Page number 2> der Saugventile (oder auch der Druckventile), welche Ventile durch federbelastete Greifer offengehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Rückschub in die Saugleitung (bzw. Rückströmung in den Zylinder bei Druckventilbeeinflussung) mehrere Ventilquerschnitte jeweils nacheinander ausgeschaltet werden, ehe der Strömungsdruck auf die abgehobenen Ventilplatten zu sinken beginnt, während die zuletzt noch offenen Querschnitte zugleich durch den Rückströmdruck bei Erreichen der eingestellten Abhebekraft geschlossen werden.

   2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Ventile mit je zwei oder mehr Ventilringen (bzw.-platten) verwendet werden, von denen jeder bzw. jede mittels eines einzigen Greifers geregelt wird, wobei die Finger dieses Abhebegreifers mit verschieden gestufter Federbelastung (5, 6) auf die Ventilringe (bzw. -platten) (7, 8) eines und desselben Ventils einwirken, derart, dass durch den Rückströmdruck die einzelnen Ventilringe (bzw.-platten) nacheinander geschlossen werden (Fig. 2).

   EMI2.1 eines Ventils unter einem bestimmten, durch entsprechende Anschläge (9) für die verschiedenen Greifer verschieden hoch begrenzten Federdruck einwirkt, derart, dass durch den Rückströmdruck die verschiedenen Ventile nacheinander geschlossen werden (Fig. 3).