EIöchstdruckkolhenkompressoranlage. Die Erfindung bezieht sich auf eine Höchst druckkolbenkompressoranlage nach dem Pa tentanspruch des Hauptpatentes und besteht darin, dass die Flüssigkeitssäule ausser mit min destens einem für die Nachspeisung vorgesehe nen Organ mit mindestens einem sich selbsttätig öffnenden Abschlussorgan versehen ist. Das Abschlussorgan kann als Organ zur Entlüf tung der Flüssigkeitssäule oder auch als Sicherheitsorgan, das sich bei Überschreitung eines maximal zulässigen Druckes öffnet, ausgebildet sein.
Sind mindestens zwei Flüs sigkeitssäulen und mehr als ein Abschluss- organ vorhanden, so können die Flüssigkeits säulen durch Abschlussorgane miteinander ver bunden sein,durch welche bei Eintritt eines nicht gewünschten Druckunterschiedes zwischen den Flüssigkeitssäulen der Druckunterschied wieder richtig eingestellt wird. Vorteilhafter weise wird für jede Flüssigkeitssäule nicht nur mindestens ein Abschlussorgan als Ent lüftungsorgan, sondern auch mindestens ein Abschlussorgan als Sicherheitsorgan vorge sehen.
Mindestens eines der Abschlussorgane kann natürlich auch als Speiseorgan für die Flüssigkeitssäule dienen.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind auf der Zeichnung in Anwendung auf einen mit mehreren Flüs sigkeitssäulen versehenen Höchstdruckkom- pressor schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Kompressor teilweise im Schnitt, teil weise in der Ansicht; Fig. 2, 3 und 4 sind andere Ausführungsformen eines solchen Kom pressors, während in Fig. 5 eine Einzelheit dargestellt ist.
In Fig. 1 ist 1 der Zylinder, in welchem der Kolben 2 der nicht gezeichneten, antrei benden Maschine hin und her geht. 3 und 4 sind die Zylinder für die Treibkolben 5 und G der Kompressorkolben 7 und B. Auf dem Gestell 0 beziehungsweise 10 sind die Zy linder 9. beziehungsweise B der Kompressoren befestigt. In den Zylinderräumen links und rechts des Kolbens 2 befinden sich die an treibenden Flüssigkeitssäulen I und 1I, wäh rend im Verbindungsstück 11 eine sog(-nannte kuppelnde Flüssigkeitssäule III eingeschlossen ist.
Als Druckmittel wird vorteilhafterweise Ö1 verwendet, welches durch die Speiseorgane 15, 16, 17 in die Zylinder geleitet wird. Jeder der Räume, in welchen sich eine der Flüssigkeitssäulen I, II, III befindet, ist mit einem als Sicherheitsorgan 12 beziehungsweise 13, beziehungsweise 14 ausgebildeten Ab schlussorgan und mit mindestens einem als Entlüftungsorgan 18, 18' beziehungsweise 19 beziehungsweise 20 ausgebildeten Abschluss- organ versehen.
Die Sicherheitsorgane können zum Beispiel als Abblaseventile von an sich bekannter Konstruktion ausgebildet sein und in eine Sammelleitung oder einen Sammel behälter (nicht gezeichnet) einmünden. Die Speiseorgane sind an eine nicht gezeichnete Druckflüssigkeitsleitung angeschlossen, oder mit einem solchen Behälter verbunden. Ausser diesen bereits erwähnten Organen ist sowohl der Kolben 2 der antreibenden Maschine mit Ven tilen 21 und 22 ausgerüstet, wie auch die getriebenen Kolben 5 und 6 der Kompressoren mit entsprechenden Ventilen 23, 21 bezie hungsweise 25, 26 versehen sind.
Der Deut lichkeit halber sind die in zweckentsprechen der Weise durch Federn belasteten Ventile in der Mittellage der Kolben als geöffnet dargestellt, dagegen in den punktiert gezeich neten Endlagen der Kolben in der in diesen Lagen möglichen Stellung.
Der Verdrängungsraum (Hub mal Kolben fläche) des Kolbens 2 der antreibenden Ma schine ist mindestens um das Mass der Öl verluste grösser als der Verdrängungsraum der Treibkolben 5 oder 6. Der Hub des Kolbens 2 ist durch die Bemessung der nicht gezeichneten Kurbel begrenzt, während der Hub der Treibkolben 5 und 6 durch die Anschläge 40 und 41, beziehungsweise 42 und 43 begrenzt ist. Infolge dieser Ausbildung werden daher die Treibkolben auf ihren Hubbegrenzungen aufsitzen, bevor der Kol ben 2 seine Endlage erreicht hat. Dabei würde nun ein unzulässig hoher Druck in den Ölsäulen entstehen, wenn nicht Mittel zur Regulierung dieser Drücke vorgesehen wären.
Gemäss Fig. 1 erfolgt dies dadurch, dass in jedem der Kolben 2, 5 und 6 zwei Ventile 21, 22 beziehungsweise 23, 24 be ziehungsweise 25, 26 so angeordnet und aus gebildet sind, dass sie bei einem bestimmten Überdruck der einen gegenüber der andern Seite<B>01</B> durchfliessen lassen. Schlägt nun der Treibkolben 5 an die untere Hubbegrenzung an, während der Kolben 2 noch nicht am Ende seines Hubes angelangt ist, sich also noch weiter nach links bewegt, so strömt das<B>01,</B> welches dieser letztere bis zu seinem linken Umkehrpunkt noch verdrängt,
durch das Ventil 23 in die Flüssigkeitssäule III. Sollte nun der Treibkolben 6 schon an seiner obern Hubbegrenzung angekommen seit), so strömt das Öl aus dem Raum III durch das Ventil 26 in die Flüssigkeitssäule 1I. Das während des Betriebes durch Undichtheiten verloren gegangene 0I wird durch die Speise organe 15, 16, 17 ersetzt.
Weint zum Bei spiel durch die Stopfbüchsen Flüssigkeit aus der Säule I nach aussen vprloren gegangen ist, steigt der Treibkolben 5 bis zur obern Hubbegrenzung 40, bevor der Kolben 2 seine rechte Endlage erreicht hat. Es würde also auf der linken Seite des Kolbens 2 in der Flüssigkeitssäule I ein Vakuum eintreten, wenn nicht durch das Speiseorgan 16<B>01</B> selbsttätig nachgefüllt würde, indem dasselbe einen während eines bestimmten Teiles des Hubes grösseren Druck aufweist als derjenige der Flüssigkeitssäule selbst. In ähnlicher Weise erfolgt die Nachfüllung der Ölsäulen II und III.
Für den Fall eines ausserordentlich raschen Reguliervorganges sind, um holte Druckan stiege zu vermeiden, als Sicherheitsventile ausgebildete Abschlussorgane 12, 13 und 14 vorgesehen. Die Ventile 21-26 sind nicht absolut notwendig, indem ihre Aufgabe auch durch die Sicherheitsorgane 12, 13 und 14 gelöst werden kann.
Die in Fig. 2 zur Darstellung gebrachte Variante weist gegenüber Fig. 1 den Unter schied auf, dass für die kuppelnde Flüssig keitssäule III zwei Speiseorgane 15 vorge sehen sind, von denen zum Beispiel durch das linke, ausser Betrieb zum Füllen. Druck- flüssiglieit von normalem guck und durch das rechte während dem Betrieb Druckflüssigkeit von erhöhtem Druck eingeführt wird. Ferner ist weder der Kolben 2 der antreibenden Maschine noch sind die Treibkolben 5 und 6 mit Ventilen versehen.
An deren Stelle tritt ein als Umlaufvorrichtung wirkendes, sich selbsttätig öffnendes Abschlussorgan. Die Flüssigkeitssäule I ist durch das Ventil 27 und die Umlaufleitung 28 mit der kuppeln den Flüssigkeitssäule III verbunden, während die Flüssigkeitssäule II durch das Ventil 29 und die Uirrlaufleitung 30 mit der Flüssig keitssäule<B>111</B> in Verbindung steht.
Eutspreehend der getroffenen Bauweise ist der Verdrä ngungsrauin des Kolbens 2 grösser als derjenige der Kolben 5 oder 6 daher sitzen die letzteren auf ihren Hubbe- gilenzUngen auf, bevor der Kolben 2 seine Totpunktlagen erreicht hat.
Tritt nun ein [überdruck zum Beispiel der Säule I gegen über der Säule III auf, so wird derselbe durch entsprechenden Abfiuss durch das je nach den Arbeitsbedingungen entsprechend eingestellte Überströmorgan 27 reguliert.. Wird ein bestimmter, maximal zulässiger Druck in einer der Säulen I, Il; III über- >,chi-itteii, so erfolgt ein Ausgleich durch die sich in diesem Fall öffnenden Sicherheits organe 12, 13, 14.
Das ausgeströmte und durch Undichtheiten vorloren gegangene Ö1 wird durch die Naehspeiseorgane 16 und 17 zum Beispiel aus den Lagerölleitungen nach gespeist, Die Umlaufvorrichtung kann durch erstsprechende Ausbildung der Sicherheits organe 12, 13, 14 ersetzt werden.
Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfin dung auf einen Kompressor, bei welchem die kuppelnde Flüssigkeitssäule oberhalb des Kolbens 2 der antreibenden Maschine ange ordnet ist. Besondere Umlauforgane, oder in der Wirkung gleichwertige Kolbenventile sind nicht vorhanden. Dagegen sind zur Nach speisung aller drei Säulen Nachströniorgane 15, 16, 17 und ausser den als Entlüftungs- urgane ausgebildeten Abschlussorganen 18, 18', 19, 20 noch sich bei Überschreitung eines maximal zulässigen Druckes öffnende Sicherheitsventile 12, 13, 14 angeordnet.
Wenn während des Betriebes in irgend einer Säule zu viel Öl vorhanden ist, kann das selbe durch die Sicherheitsventile ausströmen; auch ein Mangel an Öl wird sofort ausge glichen, wenn der Druck in einer der Säulen unter denjenigen des Nachspeiseöles gesun ken ist.
Um das Auftreten von Stössen und harten Schlägen zu vermeiden, sind überdies insbe sondere die Triebkolben 5 und ti derart aus gebildet, dass<B>sie</B> in der Nähe des Totpunktes mit einem Ausbau 44 beziehungsweise 45 derart in einen ihren Hub begrenzenden An schlag, zum Beispiel 43 beziehungsweise 40 eingreifen, dass eine Drosselung der von ihnen verdrängten Flüssigkeit eintritt. Dadurch wird die Kolbengeschwindigkeit gegen Ende des Hubes abgebremst und die Kolben 5 und 6 kommen auf ein Ölpolster 47 zu liegen, wie dies für die in Fig. 5 gestrichelt gezeich nete Lage des Treibkolbens 6 dargestellt ist.
Gemäss dem in Fig. 4 dargestellten ein stufigen Kompressor sind zur Regulierung der Flüssigkeitssäule zwei Speiseventile 31 und 32, ferner zwei Ausgleichventile 36 und 37 und für die Flüssigkeitssäule I ein Entlüf tungsorgan 38, für die Säule 1I zwei Ent lüftungsorgane 39 und 46, sowie für jede Säule ein Sicherheitsventil 33 und 34 vorge sehen. Die letzteren treten erst in Tätigkeit, wenn der Druck in den Flüssigkeitssäulen ein bestimmtes Mass überschreitet, zum Bei spiel wenn die Ventile 36 und 37 versagen sollten. Die Arbeitsweise entspricht derjenigen der bereits im vorherigen beschriebenen Kol benmaschinen.
Das Entlüftungsorgan kann mit einem Sicherheitsorgan verbunden werden.
Ultra-high pressure piston compressor system. The invention relates to a high-pressure piston compressor system according to the patent claim of the main patent and consists in the fact that the liquid column is provided with at least one organ with at least one self-opening closing element except with at least one organ for replenishment. The closing organ can be designed as an organ for venting the liquid column or as a safety organ that opens when a maximum permissible pressure is exceeded.
If there are at least two liquid columns and more than one closing element, the liquid columns can be connected to one another by closing elements through which the pressure difference is correctly set again when an undesired pressure difference occurs between the liquid columns. Advantageously, not only at least one closing element as a venting element, but also at least one closing element as a safety element is provided for each liquid column.
At least one of the closing organs can of course also serve as a feeding organ for the liquid column.
Some embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically in the drawing in application to a high pressure compressor provided with several liquid columns. Fig. 1 shows a compressor partly in section, partly in view; Fig. 2, 3 and 4 are other embodiments of such a Kom compressor, while in Fig. 5 a detail is shown.
In Fig. 1, 1 is the cylinder in which the piston 2 of the not shown, driving machine goes back and forth. 3 and 4 are the cylinders for the drive pistons 5 and G of the compressor pistons 7 and B. On the frame 0 and 10, the Zy cylinder 9 and B of the compressors are attached. In the cylinder spaces to the left and right of the piston 2 are the driving liquid columns I and 1I, while a so-called coupling liquid column III is included in the connector 11.
Oil is advantageously used as the pressure medium, which is passed through the feed elements 15, 16, 17 into the cylinders. Each of the rooms in which one of the liquid columns I, II, III is located is provided with a closing organ designed as a safety organ 12 or 13 or 14 and with at least one closing organ designed as a ventilation element 18, 18 'or 19 or 20 .
The safety devices can be designed, for example, as blow-off valves of a construction known per se and open into a collecting line or a collecting container (not shown). The feed organs are connected to a pressure fluid line, not shown, or connected to such a container. In addition to these organs already mentioned, both the piston 2 of the driving machine is equipped with Ven valves 21 and 22, as well as the driven pistons 5 and 6 of the compressors with corresponding valves 23, 21 or 25, 26 are provided.
For the sake of clarity, the valves loaded in the appropriate manner by springs are shown as open in the central position of the pistons, but in the dotted end positions of the pistons in the possible position in these positions.
The displacement space (stroke times the piston area) of the piston 2 of the driving machine is at least the amount of oil losses greater than the displacement space of the drive piston 5 or 6. The stroke of the piston 2 is limited by the dimensioning of the crank, not shown, during the Stroke of the drive piston 5 and 6 is limited by the stops 40 and 41, and 42 and 43, respectively. As a result of this training, therefore, the driving piston will sit on their stroke limits before the Kol ben 2 has reached its end position. This would result in an inadmissibly high pressure in the oil columns if there were no means for regulating these pressures.
According to FIG. 1, this takes place in that in each of the pistons 2, 5 and 6 two valves 21, 22 or 23, 24 or 25, 26 are arranged and formed in such a way that, at a certain overpressure, they one compared to the other Let page <B> 01 </B> flow through. If the drive piston 5 now strikes the lower stroke limit while the piston 2 has not yet reached the end of its stroke, i.e. is moving further to the left, the 01 flows which the latter flows to its left turning point still displaced,
through the valve 23 into the liquid column III. If the driving piston 6 should now have reached its upper stroke limit, the oil flows from the space III through the valve 26 into the liquid column 1I. The OI lost during operation due to leaks is replaced by the food organs 15, 16, 17.
If, for example, liquid from column I has gone out through the stuffing box, the drive piston 5 rises to the upper stroke limit 40 before the piston 2 has reached its right end position. A vacuum would therefore occur on the left side of the piston 2 in the liquid column I if the feed element 16 was not automatically refilled, in that it has a greater pressure than that during a certain part of the stroke the liquid column itself. The refilling of the oil columns II and III takes place in a similar manner.
In the event of an extraordinarily rapid regulating process, closing elements 12, 13 and 14 designed as safety valves are provided in order to avoid increased pressure. The valves 21-26 are not absolutely necessary in that their task can also be achieved by the safety devices 12, 13 and 14.
The variant shown in FIG. 2 has the difference compared to FIG. 1 that two feeding organs 15 are provided for the coupling liquid keitssäule III, of which, for example, by the left, out of order for filling. Pressurized fluid from normal viewing and through which pressurized fluid from increased pressure is introduced during operation. Furthermore, neither the piston 2 of the driving machine nor the drive pistons 5 and 6 are provided with valves.
In their place there is an automatically opening closing element acting as a circulating device. The liquid column I is connected through the valve 27 and the circulation line 28 with the coupling the liquid column III, while the liquid column II is connected through the valve 29 and the Uirrlaufleitung 30 with the liquid keitssäule <B> 111 </B>.
According to the construction, the displacement roughness of the piston 2 is greater than that of the piston 5 or 6, therefore the latter sit on their stroke components before the piston 2 has reached its dead center position.
If an overpressure occurs, for example in column I compared to column III, this is regulated by a corresponding outflow through the overflow element 27, which is set according to the working conditions. If a certain maximum permissible pressure in one of columns I, II ; III über->, chi-itteii, a compensation is made by the security organs 12, 13, 14 that open in this case.
The oil that has flowed out and lost due to leaks is fed through the sewing elements 16 and 17, for example from the bearing oil lines. The circulating device can be replaced by the safety organs 12, 13, 14 in question.
Fig. 3 shows the application of the inven tion to a compressor in which the coupling liquid column is arranged above the piston 2 of the driving machine. There are no special circulation organs or piston valves with equivalent effect. On the other hand, downstream flow organs 15, 16, 17 and, in addition to the closing organs 18, 18 ', 19, 20, which open when a maximum permissible pressure is exceeded, safety valves 12, 13, 14 are arranged to feed all three columns.
If there is too much oil in any column during operation, the same can flow out through the safety valves; A lack of oil is also immediately compensated if the pressure in one of the columns has fallen below that of the make-up oil.
In order to avoid the occurrence of bumps and hard knocks, the drive pistons 5 and ti in particular are formed in such a way that they limit their stroke in the vicinity of the dead center with an expansion 44 and 45, respectively At impact, for example 43 or 40 intervene that a throttling of the displaced liquid occurs. As a result, the piston speed is braked towards the end of the stroke and the pistons 5 and 6 come to rest on an oil cushion 47, as is shown for the position of the drive piston 6 in FIG.
According to the one-stage compressor shown in Fig. 4, two feed valves 31 and 32, two equalizing valves 36 and 37 and for the liquid column I a venting device 38, for the column 1I two venting organs 39 and 46, as well as for each column see a safety valve 33 and 34 easily. The latter only come into operation when the pressure in the liquid columns exceeds a certain level, for example when the valves 36 and 37 should fail. The operation corresponds to that of the Kol benmaschinen already described above.
The ventilation device can be connected to a safety device.