Verfahren und Vorrichtung zur stufenlosen Regulierung von Kompressoren. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur stufenlosen Regulie rung von Kompressoren durch Offenhalten der Saugventile während einer bestimmten Strecke des Druckhubes des Kompressors, wobei .durch die Druckluft Hilfskolben gegen die Saugventilplatten gedrückt werden, so da.ss diese am Schliessen behindert sind.
Es sind derartige Einrichtungen bereits bekannt, sie haben aber den Mangel, dass eine besondere, synchron mit dem Kompressor laufende Antriebseinrichtung, die zudem durch ein besonderes Antriebsmittel, bei spielsweise elektrischen Strom oder Öldruck angetrieben werden muss, für die Steuerung der Offenhaltung der Saugventile erforder lich ist. Abgesehen davon, dass solche Ein richtungen nicht einfach im Aufbau und des halb teuer in der Herstellung sind, lassen sie sich auch nicht ohne weiteres bei vorhan denen Kompressoren einbauen.
Diese Mängel werden erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass hinter die die Saug- ventile steuernden Hilfskolben, die dem Druck eine kleinere Fläche als die Saug ventile darbieten, bei jedem Druckhub des Kompressors, bei dem Druckluft erzeugt wird, Druckluft eingeführt und diese die Hilfskolben und somit die Saugventile 2 be tätigt, wobei der Luftdruck hinter den Kol ben durch eine Drosseleinrichtung entspre- ehend der gewünschten Liefermenge geregelt wird.
Die schematischen Fig.l und 2 zeigen Ausführungsbeispiele der zur Ausübung des Verfahrens gemäss der Erfindung geeigneten Vorrichtung, und zwar gibt Fig. I eine Vor richtung mit von Hand einstellbarer und Fig. 2 eine Vorrichtung mit einer in Ab hängigkeit vom Windkesseldruck betätigten Drosseleinrichtung wieder.
In diesen Figuren bezeichnet Iden Kom pressor, 2 ein Saugventil, 3 einen Hilfs kolben zum Offenhalten des Saugventils, 4 einen Raum hinter dem Kolben 3 mit einer als Drosselventil dienenden Kugel 5, 6 einen Sitz für die Bügel 5, 7 eine Ventilfeder, 8 eine Stellschraube, 10 eine Verbindungs- leitung zum Kompressorzylinder (Fig. 1).
In Fig. 2 sind 13, 23, 25 Verbindungsleitun gen; 12 ist ein Rückschlagventil, 14 ein Steuergehäuse, 15 ein Steuerkolben mit den Kanälen 16, 17, 18, und 20 ist eine mit der Nut 21 zusammenarbeitende Steuerkante; 30 stellt einen Druckregler mit einem Membran rohr 31 dar, das innen mit Hilfe des Ventils 24 .durch einen konstanten Gasdruck und aussen über die Leitung 25 und die Öffnung 26 durch den Windkesseldruck belastet ist, wobei der Druckregler in Abhängigkeit von -dem Druck im Windkessel den -Steuerkolben 15 verschiebt.
Beim Beispiel gemäss Fig. 1 wird beim Druckhub des Kompressors 1 Druckluft durch die Leitung 10 in den Raum 4 ein geführt, wobei die Kugel 5 von ihrem Sitz 6 abgehoben wird. Die Druckluft kommt auf dem Kolben 3 zur Wirkung, kann aber das Saugventil 2 nicht aufdrücken, weil es dem Druck eine grössere Fläche als der Kolben 3 darbietet und durch den gleichen Druck be lastet wird. Ist die Stellschraube 8 so ein gestellt,
dass sie die Kugel 5 nicht vom Sitz 6 abdrückt, dann wird sich die Kugel 5 beim Saughub des Kompressors gegen den Sitz 6 legen und den Raum 4 von der Leitung 10 abschliessen. Die im Raum 4 befindliche Druckluft schiebt dabei Kolben 3 zurück, während gleichzeitig das Saugventil 2, das beim Saughub einem Unterdruck ausgesetzt ist, öffnet. Beim folgenden Druckhub bleibt das Saugventil aber offen, weil die Druck luft hinter dem Kolben 3 das Schliessen hin dert.
Der Kompressor schiebt somit die ge samte angesaugte Luft beim Druckhub durch ,las offene Saugventil hinaus, er läuft leer. Wenn die Stellschraube 8 dagegen so ein gestellt wird, dass die Kugel 5 weit ab von ihrem Sitz gehalten wird, dann wird beim Saughub sowohl die Fläche des Kolbens 3, als auch die im Verhältnis zu dieser grössere Fläche des Saugventils 2 dem Unterdruck ausgesetzt;
das Saugventil öffnet somit. Beim Druckhub erhalten ebenfalls beide Flä- chen gleichen Druck, und das Saugventil schliesst bei Beginn des Druckhubes infolge seiner grösseren Fläche. Der Kompressor arbeitet also mit Vollast.
Zwischen diesen beiden Grenzlagen gibt es je nach der Einstellung des Drosselquer schnittes zwischen Kugel 5 und Sitz 6 sehr viele Leistungszwischenstufen. Ist die Stell schraube 8 beispielsweise so eingestellt, dass beim Saughub !die Druckluft im Raum 4 nur unter nicht unerheblicher Drosselung in den Kompressorzylinder entweichen kann, dann wird der Druck hinter dem Kolben 3 beim Saughub und im Verlauf des darauf folgenden Druckhubes innerhalb einer be stimmten Zeit absinken, bis er die augen blickliche Höhe des Druckes im Kompressor erreicht hat.
Jetzt schliesst das Saugventil, durch welches der Kompressorkolben bis dahin die Luft ausgestossen hat, mit Hilfe der Feder, und der Kompressor erzeugt für den Restdes Druckhubes Pressluft.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unter- scheidet sich im wesentlichen von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, dass die Funktion einer Drosseleinrichtung und eines Rückschlag ventils nicht durch ein einziges Organ, wie zum Beispiel durch die Kugel in Fig. 1 aus geübt wird, sondern durch getrennte Vor richtungen; die Wirkung ist bei der Einrich tung nach Fig. 2 dieselbe wie bei der Ein richtung nach Fig. 1.
Befindet sich der Steuerkolben 15 in der gezeichneten Stellung, dann wird die Luft beim Druckhub des Kompressors durch die Leitung 10 über das Rückschlagventil 12, durch die Leitung 13, die Kanäle 16, 17 und 1.8, die Leitung 23 nach der Leitung 10 tre ten; diese Leitungen werden also unter Druck gesetzt. Dies geschieht auch mit der Leitung 11, und es strömt Druckluft in den Raum und hinter den Kolben 3.
Da der Kompressordruck aber auch auf die Ventil platte 2 drückt, die eine grössere Fläche als der Kolben 3 besitzt, bleibt das Saugventil 2 geschlossen.
Beim Saughub des Kompressors kann die hinter -dem Kolben 3 befindliche Druckluft durch die Leitung 11, 13, 23 und 10 in den Kompressorzylinder treten; das Saugventil 2 öffnet sich. Beim erneuten Druckhub spielt sich der beschriebene Vorgang wieder ab, das heisst während des Saughubes ist das Saug ventil geöffnet und während des gesamten Druckhubes geschlossen; der Kompressor arbeitet also mit Vollast.
Ist der Druck im Windkessel .gestiegen, dann verschiebt das Membranrohr 31 den Steuerkolben 15 derart nach unten, .dass die Steuerkante 20 gerade unterhalb der Ansatz stelle der Nut 21 sitzt. Beim Druckhub des Kompressors wird die Luft durch die Lei tung 10 über 12, 13, 16, 17 bis in den Kanal 18 gelangen, der infolge der Stellung des Steuerkolbens abgeschlossen ist. Es gelangt aber anderseits Druckluft durch die Leitung 10 über 12 und 11 hinter den Kolben 3. Beim Saughub des Kompressors kann die die Druckluft aus diesem Raum nicht ent weichen, weil das Rückschlagventil 12 ge schlossen ist.
Die Druckluft hinter dem Kol ben 3 stösst nun das Saugventil 2 auf; beim nächsten Druckhub bleibt das Saugventil offen, so dass der Kompressorkolben die an gesaugte Luft wieder ausstösst. Die Maschine arbeitet somit im Leerlauf.
Je nach der Höhe des Überdruckes im Windkessel wird der Steuerkolben 15 durch den Druckregler 30 so verstellt, dass die Steuerkante 20 die Drosselnut 21 mehr oder weniger abdeckt und damit den Durchtritt der Luft verzögert.
Sie braucht im Raum 4 und in den Leitungen 11, 13, 16, 17, 18 beim Saughub und nächstfolgenden Druck hub des Kompressors je nach der Drossel stellung des Steuerkolbens 15 eine bestimm bare Zeit, die einer bestimmten Wegstrecke des Druckhubes entspricht, um auf die im gompressorzylinder herrschende Spannung über die Ireitung 23 und 10 abzusinken, so dass ein Druckausgleich hinter dem Hilfs kolben 3 und im gompressorzylinder statt findet.
In diesem Augenblick schliesst das Saugventil 2 infolge des Druckes seiner Feder 7, so dass im weiteren Verlauf des Druckhubes des Kompressors Druckluft er zeugt werden kann.
Wie aus den Darlegungen hervorgeht, wird das Saugventil 2 nur so lange offen gehalten, solange der Druck hinter dem Kol ben 3 grösser ist als der Druck im Kom- pressorzylinder und die Belastung des Ven tils 2 durch den auf Schliessen gerichteten Federdruck.
Steht der Druck hinter dem Kolben 3 längere Zeit an, zum Beispiel bei einer längeren Leerlaufperiode, dann wird er infolge von Undichtigkeiten allmählich sin ken, so dass .das Saugventil beim Druckhub des Kompressors nicht mehr offen gehalten wird. Damit steigt aber, da der Kompressor jetzt Druckluft fördert, der Druck im Wind kessel, und es verschiebt sich der Steuer kolben 15 derart im Gehäuse 14, dass seine Steuerkante 20 über den Ansatz der Drossel nut 21 hinwegtritt, so dass der Kanal 18 mit dem Kanal 25 in Verbindung kommt.
Es strömt nun Druckluft aus dem Windkessel über die Leitung 25, die Kanäle 18, 17, 16; die Leitungen 13 und 11 hinter den Kol ben 3; das Saugventil wird nun zwangsweise durch den Windkesseldruck offen gehalten.
Mit den beschriebenen Vorrichtungen ist es möglich, die Saugventile schon bei ganz geringfügigem Überschreiten des vorbestimm ten Druckhubes offen zu halten, während sie beim Verschwinden des Überdruckes ohne Verzug durch Trägheitskräfte oder Reibung schliessen. Es lässt sich, da die Regelvorrich tung bereits bei ganz geringen Druckände rungen wirksam wird, somit eine stufenlose Regelung herbeiführen.