CH254487A - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der mehrstufigen Kompression von Anlagen mit mindestens einem Kolbenkompressor. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der mehrstufigen Kompression von Anlagen mit mindestens einem Kolbenkompressor.

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CH254487A
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Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
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Sulzer Ag
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Description


  Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der mehrstufigen Kompression  von Anlagen mit mindestens einem Kolbenkompressor.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Regelung der mehrstufigen     Kompression    von  Anlagen mit mindestens einem Kolbenkom  pressor bei Betrieb mit verschiedenen Ge  samtkompressionsverhältnissen und eine Vor  richtung zur Ausführung dieses Verfahrens.  



  Verringert sich bei der mehrstufigen  Kompression das Gesamtdruckverhältnis sehr  wesentlich, indem sich der Saugdruck der  ersten Stufe erhöht oder der Enddruck der  letzten Stufe wesentlich erniedrigt, gege  benenfalls auch wenn beides zusammentrifft.  so wird bei den bekannten Anlagen, die mit  veränderlichem Enddruck arbeiten und höch  stens eine Regelung der Gesamtförderleistung  aufweisen, bei den kleineren Enddrücken eine  Kompression in der oder den letzten Druck  stufen nicht mehr stattfinden und das kom  primierte Medium lediglich ohne weitere Kom  pressiondurch die     Kompressorzylinder    dieser  Stufen hindurchgedrückt werden.  



  Insbesondere bei Wärmepumpenanlagen  haben die Kompressoren in verschiedenen  Jahreszeiten sehr verschiedene Gesamtkom  pressionsverhältnisse zu überwinden. Bei sehr       kalter    Witterung ist die beispielsweise aus  einem Flusslauf entzogene Umweltwärme von  dem tiefen Temperaturniveau des kalten Fluss  wassers auf das in solchen Zeiten sehr hohe  Temperaturniveau des Heizwassers zu pum  pen. Somit ist das zu überwindende Tempera  turgefälle und entsprechend das Druckgefälle  bzw. das Gesamtkompressionsverhältnis in die-    sen Zeiten am grössten.

   In     Übergangszeiten     hingegen, wenn .die Aussentemperaturen höher  sind, ist in der Regel auch die     Temperatur    des       Flusswassers    höher als im ersten Fall; ausser  dem muss zur Erzeugung einer genügenden  Heizleistung das Heizwasser weniger warm       sein.    Infolgedessen     wird    die Wärme weniger  hoch gepumpt, und der Kompressor hat ein       wesentlich        geringeres    Druckgefälle zu über  winden.  



  Nun müssen aber die Kompressoren einer       '%Tärmepumpenänla"ge    einerseits für das maxi  mal vorkommende Druckgefälle, anderseits  für die maximale Fördermenge -beim kleinsten  vorkommenden Druckgefälle bemessen werden.  Das     maximale    Druckgefälle bestimmt die An  zahl     Kompressorstufen,    in der Regel zwei bis  drei, die maximale Fördermenge das Förder  volumen jeder Stufe. Verringert sich nun das  Druckgefälle in Übergangszeiten so stark, dass  es von der ersten     Kompressorstufe    allein be  wältigt werden kann, so wird das zu fördernde  Medium bei     bekannten    Anlagen     ohne    weitere  Drucksteigerung durch die nachfolgenden  höheren Kompressionsstufen hindurchgescho  ben.

    



  Bei der Verwendung von Kompressoren  mit Stufenkolben und ausgeglichenen     Förder-          drücken    hat eine solche     zeitweilig        einstufige     Kompression eine einseitige Beanspruchung  des Antriebsgestänges zur Folge. Der Aus  gleich der Konstruktionskräfte wird dadurch  gestört. Ausserdem ergibt sich ein unruhiger      Lauf des     Kompressors    und eine Zunahme des  Verschleisses.

   Wird eine Wärmepumpen  anlage mit stufenweiser Entspannung des ver  flüssigten     Wärmeträgers    unter jeweiliger Ab  saugung der dabei gebildeten Dämpfe durch  die jeweils nachfolgende Kompressorstufe be  trieben, so könnte der plötzliche Ausfall     einer     oder mehrerer Kompressorstufen grosse  Schwierigkeiten in der Regelung des flüssigen       Wärmeträgers    verursachen. Auf alle Fälle  wären Umschaltungen vorzunehmen, die bei  automatischem Betrieb der Wärmepumpen  anlage eine beträchtliche Komplikation und  eine Verteuerung derselben zur Folge hätten.  



  Das Verfahren gemäss der Erfindung er  möglicht Beseitigung dieser Nachteile und be  steht darin, dass bei Änderung des     Gesamt-          kompressionsverhältnisses    die     Förderverhält-          nisse    mindestens einer über der ersten Stufe  liegenden Kolbenstufe geändert werden. Bei  der Vorrichtung zur Ausführung des Verfah  rens weist mindestens eine über der ersten  Stufe liegende Kolbenstufe Mittel zur Ände  rung     ihres        Förderverhältnisses    auf.  



  Auf der     Zeichnung    sind einige Ausfüh  rungsbeispiele der Einrichtung gemäss der Er  findung schematisch dargestellt, und es wird  an Hand derselben das erfindungsgemässe Ver  fahren beispielsweise erläutert. Es stellen dar:  Fig. 1 eine Wärmepumpenanlage,  Fig. 2 den Querschnitt durch die zwei  stufige Wärmepumpe der Anlage nach Fig. 1,  Fig. 3 eine Vorrichtung zum Offenhalten  des Saugeinlasses zu     Beginn    des Druckhubes  einer Stufe, mit dem Empfänger des Steuer  impulses,  Fig. 4 den Geber für Steuerimpulse zur  Änderung der gesamten Förderung der An  lage bzw. der Förderverhältnisse einer Stufe,  Fig. 5 ein Diagramm für die Änderung  der Förderverhältnisse einer Stufe bei Än  derung des Gesamtdruckverhältnisses,  Fig.

   6 den Kompressor einer Kälteanlage  mit     Regelung    der Förderverhältnisse der zwei  ten     Stufe,     Fig. 7 ein Diagramm der Zwischendrücke  für verschiedene Gesamtdruckverhältnisse,    Fig. 8 einen Kompressor einer Vakuum  anlage, mit veränderlichem schädlichem Raum,  Fig. 9 ein Diagramm für ein Programm  schaltwerk.  



  Die Wärmepumpenanlage in Fig. 1 hat  einen mehrstufigen, vom elektrischen Motor 1  angetriebenen Kolbenkompressor 2, welcher  das     Kältemittel    aus dem Verdampfer 3 über  die Saugleitung 4 ansaugt und im verdich  teten Zustand durch die Druckleitung 5 in  den Kondensator 6 fördert, der einen     Wärme-          austauscher    7 aufweist und aus dem das ab  gekühlte, verflüssigte Kältemittel über die  Leitung 8, das     Entspannungsventil    9 und die  Leitung 10 dem Verdampfer 3 wieder zuge  führt wird.

   Die Maschinenanlage ist in dem       Maschinenhaus    11 untergebracht, von dem  aus Vorlauf 12 und Rücklauf 13, die an den       Wärmeaustauscher    7 angeschlossen     sind,    zu       den_Verbrauchsstellen    des     Heizwassers    führen,  die Pumpe 14 dient zur Zirkulation des     Heiz-          wassers.    Die Pumpe 15 saugt     Wasser    z. B.  aus einem     Flusslauf    und drückt es durch die       Wärmeübertragungsvorrichtung    des Verdamp  fern 3 in .den     Flusslauf    zurück.  



  Der     zweistufige    Kolbenkompressor 2 in       Fig.    2 -hat drei Zylinder 16, in denen die  Stufenkolben 17 arbeiten. Diese werden vom  Motor 1 über das     Untersetzungsgetriebe    18  und .die Kurbelwelle 19 angetrieben. Die  Saugleitung 4 ist über die Saugeinlässe 20 mit  den Vorrichtungen 21 zum     Offenhalten    der  Einlässe 20 zu     Beginn    des     Druckhubes    wäh  rend     eines    veränderlichen Teils dieses Hubes  an den Raum 22 der ersten     Stufe,der    Zylin  der 16 angeschlossen.

   Der Raum 22 ist über  das Druckventil 23 und die     Verbindungslei-          tung    24 sowie über die von der Vorrichtung  25 zum Offenhalten eingestellten Saugeinlässe  26 an den Raum 27 der zweiten Stufe ange  schlossen, der über die Druckventile 28 mit  der Druckleitung 5 in Verbindung steht. Die  Vorrichtungen 21 zum Offenhalten der Saug  einlässe 20, gleichzeitig die     Empfänger    für       ,den    Steuerimpuls zur     Einstellung    dieser Saug  einlässe 20 der     ersten    Stufe, sind     mittels    der  Impulsleitung 30 mit dem Geber 31 der Re  gelvorrichtung zur Einstellung der Gesamt-      förderleistung des Kompressors 1 angeschlos  sen.

   Die Vorrichtungen 25 zum Offenhalten  der Saugeinlässe 26 sind mittels der Impuls  leitung 32 mit dem Impulsgeber 33 verbun  den. Der Impulsgeber 33 ist mittels der Im  pulsleitung 29 an den Geber 31 angeschlossen.  



  Der Saugeinlass jeder Stufe besteht aus ein  oder mehreren selbsttätig     wirkenden    Saug  ventilen 20 bzw. 26 mit einer Ventilplatte  36 (Fig. 3), welche den Saugraum 22 (bzw.  27) beim Anliegen an den Ventilsitz 37 durch  Zudecken der Bohrungen 38 abschliesst. Die  Federn 39 kompensieren das Gewicht der  Platte 36, um ein rasches Schliessen herbei  zuführen. Beim Ansaugen liegt die Platte 36  am Ventilfänger 40 an, der entsprechend der  Durchbrechungen der Platte mit Bohrungen  41 versehen ist.  



  Als Vorrichtung, die das Offenhalten des  Saugeinlasses 20 (bzw. 26) zu Beginn des  Druckhubes bewirkt, ist der die Ventilplatte  36 vom Sitz 37 abhebende Greifer 42 vor  gesehen, der durch die     Druckfeder    43 nach       oben    und durch die Druckfeder 44 nach unten  gedrückt wird, wobei die Feder 44 bei ge  nügend hoher, durch den Hilfskolben 45 er  zeugter Vorspannung die Kraft der Feder 43  überwindet. Der Raum 46 ist an die Impuls  leitung 30 (bzw. 32) angeschlossen, so dass  der Hilfskolben 45 vom Druck in dieser Lei  tung belastet wird.  



  Der Steuerimpulsgeber 31 (Fig. 4) hat  einen Steuerkolben 48, welcher den Druck  mittelzufluss 49 und den Druckmittelabfluss  50 über die Bohrung 51 mit dem Druckraum  52 verbinden kann und so den Steuerdruck  in der Impulsleitung 30 bestimmt. Die     Regel-          leituung    53 ist an das Innere der Federdose 54  angeschlossen, deren beweglicher Deckel 55       mittels    der Stange 56 mit dem Steuerkolben  48 gekuppelt ist. Die Stange 56 tritt frei  durch den Federteller 57 hindurch, der mit  tels des Hebels 58 und der Stange 59 in ver  schiedenen Lagen festgehalten werden kann  und damit die     Spannung    der Druckfeder 60  zu verändern gestattet.

   Die Kraft der Feder  (.U zusammen mit dem Druck des Druckmittels  im Raum 52 auf die Gesamtfläche des Steuer-         kolbens    48 halten der vom Druck aus der Lei  tung 53 auf -die Innenfläche des Deckels 55  ausgeübten Kraft die Waage.  



  Die Wirkungsweise der     Regelvorrichtung     ist folgende:  Zur Regelung der Heizleistung wird die  Regelvorrichtung mit den Impulsgebern 31  und 33 in Abhängigkeit von einem Betriebs  wert, z. B. die Vorlauftemperatur in der     Heiz-          wasser-Vorlaufleitung    12, eingestellt. Dazu  wird beispielsweise ein Thermostat an die Lei  tung 12 angeschlossen. der über die Leitung  53 den Druck in der Dose 54     entsprechend     dieser Vorlauftemperatur ändert, indem z. B.  bei steigender Temperatur der Druck in der  Dose 54 erhöht wird.

   Infolgedessen verschiebt  sich der Kolben 48 nach oben und öffnet den       Druckmittelzufluss    aus der Leitung 49 so  lange, bis der Druck im Raum 52 dem  höheren Druck in der Dose 54 entspricht und  den Kolben 48 wiederum in die     Abschluss-          stellung    absenkt.

   Infolgedessen ist auch der  Druck     in    der Impulsleitung 30 erhöht     worden.     Der Kolben 45 und damit die Feder 44, so  -uit die Saugventile 20, werden stärker be  lastet; sie schliessen später und sind somit  während eines grösseren Teils des Druckhubes  der ersten Stufe offen, so dass die     Förder-          leistung    der ersten Stufe und damit des gan  zen     Kompressors    1 zurückgeht.  



  Der höhere Druck in der Impulsleitung 30  belastet über die Leitung 29 auch den     Ver-          stellkolben    34, der ausserdem durch die Druck  federn 35 und 60 belastet ist. Der Kolben  34 senkt sich und verschiebt den Federteller  57 nach oben, wodurch die Feder 60 entlastet  wird. Dadurch geht der Kolben 48 des Im  pulsgebers 33 ebenfalls nach oben und stellt       einen    höheren     Druck    in der Impulsleitung 32  ein. Dies hat zur Folge, dass auch die Ventile  26 länger geöffnet werden und die Förderung  der zweiten     Stufe    ebenfalls vermindert wird,  so dass die Stufendrücke in der ersten und in  der zweiten Stufe auch bei der     Auderung    der  Leistung erhalten bleiben.  



  Der Hebel 58 des Impulsgebers 31 kann  über die Teile 35, 34, 59 auch von Hand ein  gestellt werden und dient dazu, einen be-      stimmten Sollwert für die gesamte     Förder-          leistung    bei ein und derselben Vorlauftem  peratur der Leitung 12 einstellen zu können,  der dann mittels eines Reglers selbsttätig  konstant gehalten wird.  



  Nun kann aber das Gesamtkompressions  verhältnis pe/pa für die zweistufige Kom  pression des Kompressors 2, das bei kalter  Witterung z. B. acht beträgt, in Übergangs  zeiten bis auf zweieinhalb absinken (Fig. 5).  so dass der Enddruck pe min. nur noch das  Zweieinhalbfache des Saugdruckes pa beträgt.  



  Um nun trotz einer derartigen Änderung  des Gesamtkompressionsverhältnisses pe/pa die  zweistufige Kompression erhalten zu können,  werden nun die Förderverhältnisse in der  zweiten Stufe entsprechend dieser Änderung  geändert. Die Federdose 54 des Impulsgebers  33 ist mittels der Regelleitung 47 an die       Druckleitung    5 angeschlossen, so dass der  Enddruck pe der Kompression auch in der  Druckdose 54 auftritt. Dadurch, dass das Ge  häuse des Gebers 33 mittels der Leitung 61  an     diel    Saugleitung 4 angeschlossen ist, wirkt  der Saugdruck pa des Kompressors 2 auf die       Aussenseite    der Dose 54     und    die Stellung ihres  beweglichen Deckels 55 entspricht dem Ge  samtkompressionsverhältnis. Wenn dieses  kleiner wird, z.

   B. durch Absinken des     End-          druckes    pe, so senkt sieh der Deckel 55, die  Feder 60 entspannt sich, so dass der Kolben  48 nach unten geht. Die Impulsleitung 32  bzw. der Raum 52 des Gebers 33 wird mit  dem Abfluss 50 verbunden, bis dass der Druck  im     Raum    52 sich so weit gesenkt hat, dass  die Abschlussstellung des Kolbens 48 bei der  geringeren     Spannung    der Feder 60 wieder  erreicht ist. Infolgedessen ist auch der Druck  in der Leitung 32 geringer, und der Kolben  45 der Empfänger 25 entspannt die Feder 44  (Fig. 3), so dass die Ventilplatte 36 schon  bei einem geringeren Druck, glas heisst also  früher geschlossen wird.

   Der Druckhub in  der zweiten Stufe beginnt damit früher, und  die Förderleistung der zweiten Stufe wird  gegenüber der     Förderleistung    der ersten Stufe  unabhängig von der durch den Geber 31 ein  gestellten Gesamtförderleistung erhöht. In-    folgedessen sinkt der Zwischendruck in der  Verbindungsleitung 24, so dass trotz des ge  ringeren Enddruckes pe auch die zweite Stufe  einen Teil der Verdichtungsarbeit übernimmt.  



  Durch das Rückströmen des Kälteträgers  durch die geöffnete Ventilplatte 36 (Fig. 3),  die durch Abhebegreifer 42 heruntergedrückt  ist, weil die Druckkraft der vom Kolben 45  vorgespannten Feder 44 die Druckkraft der  Feder 43 überwiegt, entsteht unterhalb der  Platte 36 ein gewisser Staudruck. Da die  Kolbengeschwindigkeit der Kolben 17 von  Beginn des Druckhubes bis ungefähr zum hal  ben Hub zunimmt, so nimmt auch die Rück  flussgeschwindigkeit des Kälteträgers durch  die geöffnete Platte 36 zu, und der Staudruck  steigt entsprechend, bis die Gesamtkraft des  spezifischen Staudruckes auf die Platte 36  zusammen mit .der Druckkraft der Feder 43  gleich und danach grösser     werden    als die Kraft  der Feder 44.

   Alsdann wird .der Abhebe  greifer 42 angehoben und die     Ventilplatte    36  schliesst.     Schliesst    die     Ventilplatte    36 erst bei  etwa 50      J%    .des Druckhubes, entsprechend dem  mag.     Gesamtkompressionsverhältnis   <B>PC/</B>     pa    in       Fig.    5, so erfolgt in der zweiten Hälfte     des          Druckhubes    der zweiten Stufe     eine    Kom  pression und danach das Ausstossen des ver  dichteten     Kälteträgers    über die     Druckventile     28 in die Druckleitung 5.

   Bei geringerem  Druck in der Impulsleitung 32 und auf den  Kolben 45     (Fig.    5) wird der     Abheber    42  weniger stark belastet.     Infolgedessen    wird  schon bei einem geringeren Staudruck unter  halb der     Platte    36 die Kraft .der Feder 44       überwunden    und die     Ventilplatte    36 der Ven  tile 26 schliesst früher.

   Infolgedessen findet  während eines grösseren Teils des     Druckhubes     Kompression statt, bis beim     minimalen    Kom  pressionsverhältnis das Fördervolumen     T'I,     100     %    beträgt, so dass die Saugventile der  zweiten Stufe während des Druckhubes nicht  mehr offengehalten werden. Der Druck in  der     Impulsleitung    32 sinkt so weit ab, dass der  Kolben 45 der Druckfeder 44 eine     Vorspan-          nung    gibt, welche der     Spannung    der Feder 43  in der     obern        Stellung    .des     Abhebegreifers    43  entspricht.

        Nach Fig. 6 ist der von einem Elektro  motor 1 über ein Untersetzungsgetriebe 18  angetriebene Kompressor einer Kälteanlage  mit den zweistufigen Zylindern 62, in denen  die Stufenkolben 63     arbeiten,    mittels der       Saugleitung    64 an den nicht dargestellten  Verdampfer und mit der     Druckleitung    65 an  den ebenfalls nicht dargestellten Konden  sator der Anlage angeschlossen. Da die Kälte  leistung der Anlage durch Ein- und Ausschal  ten des Stromes für den Motor 1 während län  gerer oder kürzerer Zeit selbsttätig oder von  Hand erfolgt, ist eine Regelung der     Gesamt-          förderleistung    des     Kompressors    62 nicht er  forderlich.

   Die erste Stufe arbeitet daher mit  unveränderlicher maximaler Förderung, wäh  rend die Saugeinlässe der zweiten Stufe in  der bereits beschriebenen Weise durch die       Vorrichtungen    67 zum Offenhalten der Saug  ventile 66 zur Regelung der     Förderverhält-          nisse    der zweiten Stufe gesteuert werden. Die  Vorrichtungen 67 sind über die Impulsleitung  68 mit dem Geber 69 verbunden, der wie der  Geber 33 in Fig. 2 bzw. 4 ausgebildet ist.  Da sich lediglich der Enddruck in der Druck  leitung 65 ändert, ist die Druckdose 54 mit  tels der Leitung 47 mit der     Druckleitung    65  verbunden.  



  In Fig. 7 ist für eine dreistufige Kom  pression das Druckdiagramm mit dem An  fangsdruck pa und dem maximalen Enddruck  pe max. dargestellt. Der maximale Enddruck  der ersten Stufe ist pI max. und der zweiten  Stufe pII max., während der maximale     End-          druck    der dritten Stufe dem Druck pe max. ent  spricht. Das maximale Gesamtkompressions  verhältnis pe max./pa hat den Wert acht. Wenn  nun diesem maximalen Kompressionsverhält  nis ein minimales mit Wert zweieinhalb  gegenübersteht, so senkt sich der maximale  Enddruck pe max. auf pe min., welcher nicht nur  unter dem Enddruck pII max. der zweiten, son  dern sogar unter dem Enddruck pI max. der  ersten Stufe liegt.  



  Ohne Regelung     würde    die ganze Ver  dichtung in der ersten Stufe     stattfinden    und  das zu verdichtende Medium ohne weitere Ver  dichtung durch die zweite und     dritte    Stufe    hindurchgedrückt werden. Wird hingegen das  Förderverhältnis der zweiten Stufe geregelt,  so senken sich auch die Zwischendrücke pI max.  und pII max. bzw. die Enddrücke der ersten und  zweiten Stufe auf pI min. und pII min, Infolge  dessen ist die mehrstufige Verdichtung auch  beim kleinsten Gesamtdruckverhältnis ge  wahrt.  



  Senkt sich der Druck pe max. lediglich auf  pe red (Fig. 7), so ist nur die dritte Stufe  ausgeschaltet, wenn nicht die Förderung der  dritten Stufe geändert wird und der Zwischen  druck pII max. auf den neuen Zwischendruck  pII red abgesenkt wird. Der Zwischendruck  pI max. kann entweder derselbe bleiben, so dass  die Förderung (Fördermenge) der ersten  Stufe unverändert ist, oder aber bei Änderung  dieser Förderung sinkt dieser Zwischendruck  auf den neuen Wert pI red.  



  Der Kompressorzylinder 88 (Fig. 8 )  einer Vakuumanlage ist mit seiner Saug  leitung 89 an den nicht     gezeichneten    Zylinder  der     ersten        Stufe    angeschlossen. Diese erste       Stufe    kann sowohl ein Kolbenkompressor als  auch ein     Axial-,    Radial- oder ein Diagonal  verdichter sein und saugt aus dem Raum oder  dem Gefäss, in welchem ein Vakuum erzeugt  werden soll. Die drei letzteren arbeiten mit.  dynamischer Verdichtung.

   Es stellt somit der  Raum 90 die zweite     und    der Ringraum 91 die       dritteKompressionsstufedar.        WennLuft"ver-          dichtet"    (abgesaugt) wird,     fördert    die dritte  Stufe ins Freie. Das     Gesamtdruckgefälle        wird     mit Zunahme des Vakuums immer grösser.  



  Zur Regelung der     Förderverhältnisse    der  zweiten Stufe 90 ist ein     Hilfskolben    92 vor  gesehen, -durch dessen Verschiebung der schäd  liche Raum 93 .der zweiten Stufe 90 kon  tinuierlich verändert werden kann. Der Kol  ben 92     wird    vom     Servomotorkolben    94 einge  stellt und festgehalten, wobei der Schieber 95  die Zu- und Abfuhr von Druckmittel zum  bzw. vom Kolben 94 steuert.  



  An die     Impulsleitung    96, die zu einem  nicht gezeichneten Geber, der beispielsweise  wie die Geber 31 und 33 in     Fig.    2 ausgebildet  sein kann, angeschlossen ist, ist der Verstell-      kolben 97 angeschlossen, welcher über den  zweiarmigen Hebel 98 den Schieber 95 ver  stellt entgegen zz der Kraft der Feder 99, deren  Spannung mittels des Hebels 100 von Hand  oder in Abhängigkeit von irgendeinem Be  triebswert eingestellt werden kann, durch  Verschieben des Federtellers 101. Der Saug  einlass 102 der dritten Stufe wird durch die  Vorrichtung 103 in bereits beschriebener  Weise offengehalten, wobei die Vorrichtung  l03 ebenfalls an die Impulsleitung 96 an  geschlossen ist.  



  Steigt der Druck in der Impulsleitung 96,  so geht der Verstellkolben 97 nach oben und  öffnet durch Verschiebung des Schiebers 95  den Druckmittelzufluss unterhalb des Kolbens  94, so dass der Kolben 92 ebenfalls nach oben  geht und den schädlichen Raum 93 der zwei  ten Stufe 90 vergrössert und damit die För  derung verkleinert. Bei sinkendem Druck in  der Impulsleitung 96 erfolgt das Gegenteil  bzw. auch bei Vergrösserung der Spannung  der Feder 99. Der Kolben 92 bringt nun  durch Drehung des Doppelhebels 98 den  Schieber 95 in die Mittelstellung zurück. So  fern also die Änderung des schädlichen Rau  mes 93 der zweiten Stufe 90 genügend ist,  bleibt der Schieber 95 in seiner Abschluss  stellung.  



  Es ist oft auch notwendig, die     Förder-          leistung    eines Kompressors genau gemäss  einem vorher festgelegten Programm zu  ändern. Dieses Programm kann z. B., wie in  Fig. 9 gezeigt, über der Zeit als Basis aufge  stellt sein, indem im Verlauf eines Fabrika  tionsprozesses eine gewisse Zeit t1 diese, einige  Zeit t2 jene und während eines weiteren Zeit  abschnittes t3 eine dritte Leistung usw. ein  zustellen ist.

   Bei Wärmepumpenanlagen kann  beispielsweise die     Änderung    in Abhängigkeit  vom Tageslauf erfolgen, während bei     andern          Fabrikationsprozessen    gegebenenfalls     die     Temperaturänderungen oder Änderungen eines  andern Betriebswertes als Basis für das ge  wählte Programm denkbar sind.  



  Während nun in Fig. 9 die gebrochene  Linie N das Mass der Förderleistung während    der einzelnen Zeitabschnitte darstellt, ergibt  sich eine weitere gebrochene Linie, welche  das beim Einhalten dieser Leistung auftre  tende Gesamtverdichtungsverhältnis darstellt.  Die Förderverhältnisse mindestens in der  zweiten oder einer höheren     Stufe    würden  hierbei entsprechend dem Verlauf der Linie  pe/pa (Fig. 9) eingestellt werden.  



  Bei einem Programm, das auf Zeitbasis  beruht, wäre beispielsweise ein Programm  schalter mit einer Nockenscheibe, dessen  äusserer Umfang gemäss der Linie pe/pa ge  staltet ist, versehen. Diese Nockenscheibe  würde in der dem Programm zugrunde liegen  den Gesamtzeit     t4    eine einzige Umdrehung  ausführen, indem sie z. B. von einer Zeituhr  angetrieben würde. Dem Umfang entlang  wären Nockenrollen vorzusehen, welche z. B.  auf den Schalter für den Antriebsmotor ein  wirken, indem für jede durch die Linie pe/pa  vorgeschriebene Änderung der Motor so lang  in der einen oder in der andern Richtung in  Betrieb gehalten wird, bis die vorgesehene  Änderung im Gesamtdruckverhältnis jeweils  erreicht ist.  



  Bei Kolbenkompressoren, bei denen die  Stufen in verschiedenen Zylindern angeordnet  sind, kann eine Vorrichtung zur Änderung des  Kolbenhubes mindestens für die zweite oder  für eine höhere Stufe vorgesehen sein.

Claims (1)

  1. PATENTAN?SPRüGHE I. Verfahren zur Regelung der mehrstufi- gen Kompression von Anlagen mit mindestens einem Kolbenkompressor: bei Betrieb mit ver schiedenen Gesamtkompressionsverhältnissen, dadurch gekennzeichnet, dass bei Änderung des Gesamtkompressionsverhältnissesdie För- derverhältnisse mindestens einer über der ersten Stufe liegenden Kolbenstufe geändert werden.
    II. Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens eine über der ersten Stufe liegende Kolbenstufe Mittel zu:, Änderung ihres Förderverhältnisses aufweist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der schädliche Raum mindestens einer über der ersten Stufe liegenden Stufe verändert wird.
    Regelvorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine über der ersten Stufe liegende Stufe eine Vorrichtung zur volumetrischen Veränderung ihres schädlichen Raumes aufweist. 3. Regelvorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass eine über der ersten Stufe liegende Stufe eine Vorrichtung aufweist, welche das Offenhalten des Saug einlasses dieser Stufe zu Beginn des Druck hubes während eines veränderlichen Teils des selben bewirkt. 4. Regelvorrichtung nach Patentanspruch II, für Kolbenkompressoren, bei denen die Stufen in verschiedenen Zylindern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vor richtung zur Änderung des Kolbenhubes min destens einer über der ersten Stufe liegenden Stufe vorgesehen ist.
    Regelvorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stufe einen Kompressor mit dynamischer Ver dichtung aufweist, die andere Stufe bzw. an dern Stufen mit Verdichtung nach dem Ver drängerprinzip arbeiten. 6. Regelvorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine den Sollwert für die Förderverhältnisse einer Stufe einstel lende Vorrichtung, welche selbsttätig in Ab hängigkeit von einer mit den Saugverhält nissen der ersten Stufe sich ändernden Zu standsgrösse arbeitet. 7. Regelvorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine den Sollwert für die Förderverhältnisse einer Stufe einstel lende Vorrichtung, welche selbsttätig in Ab hängigkeit von einer mit den Druckverhält nissen der höchsten Stufe sich ändernden Zu standsgrösse arbeitet. B.
    Regelvorrichtung nach Patentanspruch II, für Anlagen mit selbsttätig arbeitender Leistungsregelvorrichtung, dadurch gekenn zeichnet, dass ausser einem Impulsgeber der Leistungsregelvorrichtung, welcher die För- derverhältnisse der ersten und mindestens einer höheren Stufe einstellt, in der Impuls leitung zur höheren Stufe eine andere den Sollwert für die Förderverhältnisse dieser höheren Stufe beeinflussende Vorrichtung vorgesehen ist, welche den zu dieser Stufe führenden Steuerimpuls des Impulsgebers selbsttätig in Abhängigkeit von der Änderung des Gesamtkompressionsverhältnisses ändert. 9.
    Regelvorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Im pulsleitung zwischen einem Geber einer Lei- stungsregelvorriehtung und dem Saugeinlass einer über der ersten Stufe liegenden Stufe ein zweiter Impulsgeber vorgesehen ist. 10. Regelvorrichtung nach Patentanspruch II, für Anlagen mit einer Einstellvorrichtung, welche die Leistung selbsttätig in Überein stimmung mit einem für einen gewissen Zeit bzw.
    Betriebsabschnitt festgelegten Programm einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass .die den Sollwert für die Förderverhältnisse einer Stufe einstellende Vorrichtung in Abhängig keit von der erwähnten Programm-Einstell- vorrichtung arbeitet.
CH254487D 1946-04-18 1946-04-18 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der mehrstufigen Kompression von Anlagen mit mindestens einem Kolbenkompressor. CH254487A (de)

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