Einrichtung zur Regelung der Fördermenge von Kolbenkompreasoren. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Förderrnenge von Kolben kompressoren nach Patentanspruch des Hauptpatentes.
Es ist bekannt, dass mittels. einer Saug- ventilsteuerung mit Rückführvorrichtung gemäss Hauptpatent die Fördermenge nur auf annähernd<B>50%</B> der vollen, Fördermenge des Verdichters, das heisst die Menge, die bei schon zu Anfang des Verdichterhubes ge schlossenem Saugventil gefördert wird, ver- mindert werden kann.
Sobald nämlich der Kolben die Stellung der grössten Kolben geschwindigkeit überschritten hat und die Geschwindigkeitsabnahme stattfindet, ist das weitere Offenhalten des Saugventils zur Mengenregelung nicht mehr wirksam.
Die Verwendung eines vergrösserten schäd lichen Raumes, der zum Beispiel zugeschal tet werden kann oder dessen Grösse verän derlich ist, ermöglicht zwar, die Förder menge bis auf weniger als<B>50%</B> zu regeln, jedoch steigt bald die Grösse des zusätz lichen schädlichen Raumes derart an, dass die Baugrösse des Verdichters ein -in den aller meisten Fällen unerwünschtes Mass annimmt, insofern als der Platzbedarf zu gross wird oder die Grösse des zusätzlichen schädlichen Raumes eine unwirtschaftliche,
Verteuerung des Verdichters mit sich bringt.
Um nun einen weiteren Regelbereich, be sonders auch bei beschränkter Baugrösse, er möglichen zu können, wird gemäss der Erfin dung vorgeschlagen., zur Mengenregelung nicht nur eine Saugventilsteuerung mit Rück- führvorrichtung, sondern auch einen vergrö sserten schädlichen Zylinderraum vorzusehen.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt das Diagramm. eines Verdich ters mit normalem schädlichem Raum, Fig.2 das Diagramm eines Verdichters mit vergrössertem schädlichem Raum, Fig. 3 den Längsschnitt durch einen Ver dichter, dem das Diagramm nach Fig. 2 zu Grunde gelegt ist, Fig. 4 einen mehrstufigen Verdichter mit veränderlichem Scbadraum in einer und Saug- ventils@teuerung in einer andern Stufe,
Fig. 5 einen mehrstufigen Verdichter mit gemeinsamer Einstellung des veränderlichen Schadraumes und der Saugventilsteuerung.
Im Diagramm nach F'ig. 1 ist über den Kolbenweg s als Basis der Druck p im Zy linderraum 1 des: Verdichters 2 (Fig. 3) als Ordinate angegeben. Das Saugventil 3 ist mit einer Steuerungs- und Rückführvorrich- tung 4 versehen, die gemäss dem Hauptpatent ein Offenhalten zu Beginn des Druckhubes des Kolbens 5 des Verdichters. 2 ermöglicht.
Das verdichtete Medium wird durch das Druckventil 6 über eine nicht gezeichnete Leitung seinem Verwendungsort zugeführt.
Ist das. Saugventil 3 vom Beginn des Druckhubes des Kolbens 5 an geschlossen, so erfolgt im Raum 1 bei einem Zylinder mit normalem Schadraum eine Verdichtung von A bis<I>B.</I> Die Verbindungsliuie A -B .stellt die Kompressionslinie des Verdichters 2 dar. Beim Druck p, beginnt im Punkt<I>B</I> das Aus stossen des verdichteten 3Vlediums, bis der Kolben im Punkt C an seinem Endpunkt an gelangt ist. Beim Abwärtshub des Kolbens 5 tritt bis. zum Punkt D beim Saug- bzw.
An fangsdruck p, die Rückexpansion des im schädlichen Zylinderraum zurückbleibenden, verdichteten Mediums ein. Die Grösse dieses Schadraumes ist in Fig. 1 mit A s angegeben; er hat die normale Grösse,,die durch Kolben spiel usw. bestimmt wird.
Zur Mengenregelung wird nun das Saug ventil 8 von der Regelvorrichtung 4, wie im Hauptpatent beschrieben, offengehalten, und die Kompressionslinie in Fig. 1 verschiebt sich bei maximaler Regelung nach oben bis zum Punkt Al, der der grössten Kolben- geschwindigkeit V entspricht. Der Druck p, wird erst im Punkt B,. erreicht.
Eine weitere Verringerung der Förder menge ist mit der Saugventilregelung nicht erreichbar, weshalb in Fig. 2 und 3 an Stelle des normalen schädlichen Raumes von weni gen Prozenten des Zylinderraumes ein ver grösserter schädlicher Zylinderraum A,.s vor gesehen ist.
Bei voller Förderung fängt in Fig. 2 die Kompression ebenfalls, im Punkt A an, endet aber im Zusammenhang mit dem Schadraum Als erst im Punkt B=. Das Ausstossen des Mediums erfolgt zwischen B.. und C, wäh rend die Rückexpansion erst im Punkt Dl auf der Linie p" beendet ist, da die Menge des sich enrtspannenden Mediums infolge des vergrösserten schädlichen Zylinderraumes 7 grösser ist.
Die Grösse dieses Schadratunes 7 kann nun so gewählt werden, dass D,. auf der Ordinate der grössten Kolbengeschwindigkeit _T' liegt.
Durch Offenhalten des Saugventils 3 mit tels der Saugventilsteuerungsvorrichtung 4 verschiebt sich die Kompressionslinie A-B, ebenfalls nach oben. Wenn aber A mit dem Punkt Dl zusammenfällt, so fällt der Punkt B".
mit dem Punkt C zusammen, so,dass der Verdichter 2 nur noch eine solche Menge ver dichtet, dass diese Menge beim Druck p1 gerade dem Volumen des vergrösserten schäd lichen Raumes 7 entspricht und eine Förde rung durch das Druckventil 6 nicht stattfin det bzw. der Verdichter 2, auf Nullförderung eingestellt ist.
Die Kombination der Saugventilsteuerung und der Vergrösserung .des schädlichen Rau mes ermöglicht somit eine stufenlose Rege lung von voller Förderung auf vollständige Nullförderung und umgekehrt.
Bei dem mehrstufigen Verdichter 10 nach Fig. 4 mit der ersten Stufe 11 oberhalb des Stufenkolbens 12 und der zweiten -Stufe 13 ist für die erste Stufe ein nicht gesteuertes Saugventil 14 und Druckventil 15 vorgeSe- hen, ausserdem ein schädlicher Raum 16, der durch Verschieben des Kolbens 17 mittels Spindel und Handrad 18 in der Grösse ver ändert werden: kann.
Das Druckventil 5 ist mit dem Saugventil 19 der zweiten Stufe 13 durch eine nicht gezeichnete Leitung verbun den. Letzteres wird durch eine Steuervorrich tung 20 gemäss dem Hauptpatent mittels des Handrades 21 geregelt. Aus der zweiten Stufe 13 gelangt das verdichtete Medium über das Druckventil 22 und eine nicht dar- gestellte Druckleitung zum Verwendungsort.
Wird zur Mengenregelung nun der Kol ben 17 verschoben, so nimmt die Grösse des Raumes 16 zum Beispiel zu und das Ver dichtungsverhältnis der ersten Stufe 11 ab. Wenn weiter -nichts erfolgt, so würde der Zwischendruck zwischen der ersten und zweiten Stufe sich absenken.
Deshalb wird die Steuervorrichtung 20 für das Saugventil 19 mittels des handbetätigten Organes 21 so eingestellt, dass die Mengenänderung in der ersten Stufe keine Änderung des Zwischen druckes mit sich bringt. Dies hat den Vor teil, dass trotz Verringerung der Förder menge die Verdichtungsverhältnisse in der eisten und in der zweiten Stufe gleich blei ben können und eine Erhöhung der Endtem- peratur vermieden werden kann.
In Mg. 5 äst der Kolben 17 zur Verände rung der Grösse des Schadraumes 16 von der Steuerungsvorrichtung 23 aus über die Lei tung 24 zu betätigen. Gleichzeitig betätigt. die Steuerungsvorrichtung 23 auch das Saug ventil 19 über die Leitung 25, indem zum Beispiel Drucköl mittels des Steuerorganes 27 aus der Leitung 26 zugeführt oder über diese Leitung abgeführt. wird.