Rotationskompressor. Vorliegende Erfindung bezieht sieh auf Verbesserungen an Rotationskompressoren für Luft und andere Gase, bei denen Öl in das Gas injiziert wird, um das Gas und den Kompressor zu kühlen. Das in erster Linie zu Kühlzwecken injizierte Öl kann auch als Schmiermittel und Flüssigkeitsverschluss zwi schen innern beweglichen Teilen der Ma- sehine dienen.
Das Kühlöl wird nach dem Verlassen des Kompressors mit dem komprimierten Gas, vom Gas getrennt, gekühlt und dann zum Kompressor zurückgeleitet, wobei zweck mässig der Druch des komprimierten Gases zur Förderung des Öls herangezogen wird.
Mit dem Ausdruck "Ölzirkulationssystem" in Beschreibung und Ansprüchen ist der vom kühlenden Öl genommene Weg zum und vom Kompressor bezeichnet; dieser Ausdruck umfasst auch die Röhren, den Olabscheider, den Ölkühler wie auch jeden andern Appa rat, durch den das kühlende Öl ausserhalb des eigentlichen Kompressors zirkuliert.
Wenn ein ölgekühlter Kompressor läuft, so ist der Druck im Ölzirkulationssystem zur Hauptsache gleich dem Gasdruck am Kompressorauslass. Folglich, wenn der Kom pressor gestoppt wird oder aus irgend einem andern Grund in der Geschwindigkeit über mässig abfällt, und der Druck in dem nach der Atmosphäre offenen Kompressor fällt, fliesst übermässig viel Öl in den Kompressor und überflutet ihn. Der Zweck der vorliegen den Erfindung ist nun, wirksame Mittel zu schaffen, um zu verhindern, dass das Öl den stillstehenden Kompressor überflutet.
Es ist schon vorgeschlagen worden, das 0l am Überfluten eines stillstehenden Kom- pressors zu verhindern, indem man ein Ab sperrventil im Ölzirkulationssystem und ebenso ein Luftdruckauslassventil in diesem System vorgesehen hat, welches Ventil auto matisch geöffnet wurde beim Stillsetzen des Kompressors. Die Anwendung eines Ölab- sperrventils allein ist unerwünscht und kann gefährlich werden.
Wenn das Ventil nicht vollkommen dicht auf seinen Sitz passt, so kann doch Öl in den Kompressor sickern, wenn auch das Ventil "geschlossen" ist. Ein solches undichtes Schliessen des Ventils kann vorkommen, wenn das Ventil oder dessen Sitz beschädigt sind, oder wenn sich Schmutz zwischen beiden abgelagert hat, und dem Wärter kein Zeichen gegeben wird, dass das Ventil nicht dicht schliesst. Ein Luftaus lassventil ist in dieser Beziehung geeigneter, weil, wenn es sich öffnet, die durch dasselbe abziehende Druckluft ein hörbares Zeichen gibt, dass das Ventiloffen ist, und das Feh len eines solchen Zeichens zeigt dem Wärter an, dass das Ventil nicht betätigt wurde.
Der Zweck der Erfindung ist die Sicher stellung des Offnens eines im Kühlölzirku- lationssystem angeordneten Druckgasauslass- ventils, wenn die Geschwindigkeit des Ro tors unter ein vorbestimmtes Minimum fällt, unabhängig vom Gasdruck, welcher am Aus lass des Kompressors herrscht.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Rotationskompressor mit einem Ülzirkula- tionssystem, in welchem in den Arbeitsraum des Kompressors zu Kühlzwecken injiziertes <B>01</B> vom komprimierten Gas getrennt, gekühlt und zum Kompressor zurückgeführt wird. und mit einem Druckgasauslassventil, wel ches sich beim Unterschreiten einer bestimm ten Umlaufzahl des Kompressorrotors öff net, wodurch das Ölzirkulationssystem unter atmosphärischen Druck gesetzt wird, zum Zwecke, ein Überfluten des Kompressors mit Öl beim Unterschreiten dieser Umlaufzahl zu verhindern.
Die Erfindung besteht nun darin, dass eine synchron mit dem Kompres- sorrotor umlaufende Vorrichtung vorgesehen ist, welche das Druckgasauslassventil einzig in Abhängigkeit von der Rotorgeschwindig- keit des Kompressors steuert.
Ferner ist zweckmässig, wenn das Ölzirkulationssystem mit einer Hauptleitung für die komprimierte; Luft oder einem Gefäss verbunden ist, wel ches bei stillstehendem Kompressor unter Druck zu halten ist, ein automatisches Rückschlagventil vorgesehen, welches sieh bei Reduktion des Druckes im Ölzirkula- tionssystem automatisch schliesst, um das genannte System von der genannten Luftlei tung oder dem unter Druck stehenden Ge fäss zu isolieren, solange das Luftauslass- "-entil offen ist.
Wenn das Kühlölzirkulationssystem so angeordnet ist, dass eine gewisse Ölmenge sich über dem Kompressor befindet, so ist zweckmässig ein Olabsperrventil so nahe als möglich am Kompressor in das Ölzirkula- - tionssystem eingesetzt und mit der synchron mit dem Rotor angetriebenen Reguliervor richtung verbunden, so dass dieses Ventil automatisch und rasch geschlossen wird, wenn die Rotorgeschwindigkeit unter ein vorbestimmtes Minimum fällt.
Dieses Ölab- sperrventil kann auch als Sicherheitsventil an irgend einer andern Stelle des Ölzirku- lationssystems eingebaut sein.
Die synchron mit dem Kompressorrotor angetriebene Reguliervorrichtung kann ein hydraulischer oder mechanischer Regulator, zum Beispiel ein Zentrifugalkugelregulatär oder ein elektrischer Regulator in der Form einer Dynamo sein.
In der Zeichnung ist ein Luftkompressor mit einem Kühlölzirkulationssystem gemäss der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 ein Schema der Anlage mit einer zur Regelung des Kühlölstromes dienenden Einrichtung; Fig. 2 zeigt schematisch eine Detail variante.
Beim Rotationskompressor nach Fig. 1 ist die Rotorwelle 2 mit der Welle eines Elektromotors 3 gekuppelt.
Der Kompressor 2, dessen Rotor mit Gleitflügeln versehen und im Gehäuse ex zentrisch angeordnet ist, ist ein solcher, wie in der Patentschrift Nr. 164931 beschrieben. Öl wird dem Kompressor zu Kühlzwecken zugeführt und das Öl dient nebenbei noch als Verschlussmittel.
Die zu komprimierende Luft wird durch die Einlassöffnung 4 in den Kompressor ein geführt. Bei 5 tritt die komprimierte Luft aus dem Kompressor. Wie in der oben erwähnten Patentschrift beschrieben, wird Kühlöl zusammen mit der komprimierten Luft bei 5 abgelassen und durch eine Röhre 6 einem Olabscheider 7 zugeführt. Die komprimierte Luft verlässt den Olabscheider durch eine Röhre 8, wel che mit der Hauptleitung der komprimierten Luft kommuniziert.
Das abgeschiedene 01 gelangt aus dem Abscheider in einen Kühler 9, wo es für er neuten Gebrauch genügend abgekühlt wird. Das abgekühlte Öl passiert einen Filter 10, eine Röhre 11 und Zweigröhren 12 und ge langt zu Stirnkammern\ 13 an den Stirnenden des Kompressors. Das 01 wird aus den Stirn kammern axial in den Arbeitsraum des Kompressors injiziert. Die Ölzirkulation er möglicht ein wiederholtes Benutzen des 01s zum Kühlen des Kompressors und der kom primierten Luft.
Um die Zufuhr von @Öl zum Kompressor zu stoppen, wenn der letztere stillsteht, ist ein Luftauslassventil 14 am Abscheider 7 vorgesehen. Dieses Ventil wird so betätigt, dass es offen ist, während der Kompressor stillsteht, und geschlossen, während derselbe arbeitet, so dass beim Stillstand des Kom- pressors das Kühlölzirkulationssystem nach der Atmosphäre offen ist.
Die Steuerung des Ventils 14 wird mit tels eines hydraulischen Regulators 15 in Form einer direkt von der Rotorwelle 2 an getriebenen Zahnradpumpe bewirkt.
Das Ventil 14 besitzt einen Schaft 16 mit Kolben 17, der in einem Zylinder 18 ar beitet. Eine Feder 19 treibt das Ventil in seine Offenstellung.
Der Regulator 15 pumpt ein Druckmit tel, zum Beispiel @Öl, durch die Leitung 20-22, in welche der Zylinder 18 eingebaut ist. Das unter Druck stehende 01 tritt aus der Pumpe in eine Röhre 20, durch den Zylin der 18 und kehrt durch die Röhren 21 und 22 zur Pumpe 15 zurück. So lange die Pumpe 15 mit einer Geschwindigkeit arbei tet, die einen genügend hohen Druck in der Leitung 20--22 aufrechthält, so hält das auf den Kolben 17 wirkende 01 das Ventil 14 geschlossen.
Wenn jedoch der Kompressor und damit auch die Pumpe 15 stillstehen, sinkt der Üldruck in der Leitung 20 und damit der Druck auf den Kolben 17, worauf der Druck der Feder 19 und der Luft im Abscheider das Ventil 14 öffnen und das Ölzirkulationssystem mit der Atmosphäre in Verbindung setzt.
Wenn dies eintritt, schliesst sich ein Rückschlagventil 23 in der Röhre 8 automatisch, um das Kühlölzirku- lationssystem von der Drucklufthauptleitung abzusperren, so dass im Kühlölzirkulations- system kein das Kühlöl in den stillstehenden Kompressor treibender Luftdruck vorhanden ist.
In die Leitung 21 ist ein mit einer kleinen Öffnung 25 versehenes Gefäss 24 für das Drucköl eingebaut. Ein in die Leitung 21 eingesetztes Regulierorgan 26 bestimmt den auf den Kolben 17 bei einer gegebenen Geschwindigkeit der Regulatorpumpe 15 wirkenden Druck. Das Regulierorgan 26 hat zweckmässig die Form eines einstellbaren Nadelventils. In die Leitung 20 ist ein Mano meter 27 eingesetzt.
Nach dem Anlassen des Kompressors aus dem Stillstand bewirkt die Regulatorpumpe 15 einen genügenden auf den Kolben 17 wirkenden Öldruck, um das Luftablassventil 14 zu schliessen; doch kann das Ventil, wenn gewünscht, zeitweise durch Handdruck auf das sich durch das obere Zylinderende er streckende Ende der Ventilstange geschlos sen gehalten werden. Es kann nun im Kühl- ölzirkulationssystem ein Luftdruck gebildet werden, der das Rückschlagventil 23 öffnet und dadurch den Auslass 5 des Kompressors 1 mit der Hauptrohrleitung in Verbindung setzt.
Bei einem Ölzirkulationssystem, bei dem eine gewisse Ölmenge über dem Niveau des Kompressors vorhanden ist, sickert das Öl, obgleich vom Druck in der @Drucklufthaupt- leitung entlastet, durch sein Gewicht in den stillstehenden Kompressor. Um dies zu ver meiden, ist ein Absperrventil 28 in das Kühl ölzirkulationssystem eingeschaltet. Dieses Ventil, welches so nahe als möglich *am Kompressor angebracht ist, blockiert, wenn geschlossen, den Öldurchfluss zum Kom pressor.
Das Ventil 28 wird durch das durch die Leitung 20-22 strömende Drucköl betätigt und ist an einer Stange 29 befestigt, welche einen in einem Zylinder 31 verschiebbaren Kolben 30 trägt. Eine Feder 32 hat die Ten denz, das Ventil geschlossen zu halten. Der Zylinder 31 ist durch eine Röhre 33 mit der Leitung 20 verbunden, so dass der durch die Pumpe 15 erzeugte Öldruck auf den Kolben 30 wirkt, um das Ventil 28 während des Betriebes des Kompressors offen zu halten.
Der Zylinder 31 kann noch durch eine zweite Röhre mit der Leitung 22 verbunden sein, so dass das Drucköl aus der Leitung 20 durch den Zylinder 31 in die Leitung 22 fliesst, zum Zwecke, jede Tendenz zur Bildung eines Luftsackes im Zylinder zu eliminieren.
Die Vorrichtung nach Fig. 2 dient zur Betätigung eines Luftauslassventils und eines Ölabsperrventils. In das Ölreguliersystem ist ein Zylinder 34 geschaltet. Ein in diesem Zylinder verschiebbarer Kolben 35 ist mit einem um einen Zapfen 37 schwenkbaren Hebel 36 verbunden. Der Kolben 35 wird bei Druckänderungen im Ölreguliersystem durch das Drucköl entgegen der Wirkung einer Feder 38 im Zylinder 34 verschoben.
Dabei ist das eine Ende des Hebels 36 zum Beispiel durch einen Bowdenzug mit dem Luftauslassventil und das andere mit einem Ölabsperrventil verbunden.
An Stelle des hydraulischen Regulators kann auch irgend ein mechanischer Regula tor, zum Beispiel ein synchron mit der Ro- torwelle angetriebener Zentrifugal-Kugel- regulatör vorgesehen sein.
Der bewegliche Teil des mechanischen Regulators ist dabei zweckmässig. mit dem Luftauslassventil und einem,Ölabsperrventil, wenn ein solches vor gesehen wird, durch Lenker oder Bowden züge verbunden oder er kann die Zufuhr von elektrischem Strom zu einem elektrischen, seinerseits das Auslassventil oder und das Öl- absperrventil betätigenden Apparat steuern. Wenn ein elektrischer Regulator ange wandt wird, so kann dieser als eine synchron mit dem Rotor des Kompressors angetriebene Dynamo ausgebildet sein.
Die Dynamo kann dabei dazu dienen, einem elektrischen Appa rat, zum Beispiel einem das Luftauslassven- til und das Olabsperrventil betätigenden Solenoid Strom zuzuführen. Die Spannung des erzeugten Stromes ist direkt proportional zur Rotationsgeschwindigkeit der Dynamo.
Wenn daher die Rotorgeschwindigkeit sinkt, so fällt auch die dem Solenoid zugeführte Spannung, welches infolgedessen das Luft auslassventil öffnet und das Olabsperrventil schliesst. Übersteigt die Rotorgeschwindig- keit eine gewisse Grenze, so werden die Ven tile durch das Solenoid ' im umgekehrten Sinne gesteuert, wodurch die Ölzirkulation wieder freigegeben wird.
Die Verwendung eines synchron mit dem Kompressorrotor angetriebenen Regulators ermöglicht eine rasche Betätigung von Ven tilen im Olzirkulationssystem unabhängig vom Druck des komprimierten Gases am Kompressorauslass 5.
Selbstverständlich können die Luft und das Öl zusammen auch vor der Trennung ge kühlt werden. .