CH292909A - Zur Hebung einer Wärmemenge auf ein höheres Temperaturniveau dienende Anlage. - Google Patents

Description

  Zur     -Re        üng    einer Wärmemenge auf     ein    höheres Temperaturniveau dienende     Anlage.       Die Erfindung bezieht sich auf eine zur       llebun-    einer     Wärmemenge    auf ein höheres  Temperaturniveau dienende Anlage mit einem.  Kondensator, einem Verdampfer und einem  Kolbenkompressor zur Verdichtung des     ver-          dampften    Arbeitsmittels, wobei in den     Kom-          pressorzylinder    zur Kühlung verflüssigtes Ar  beitsmittel     ein--eführt    wird.  



  Die Erfindung ist gekennzeichnet durch  eine Steuervorrichtung, welche die Zufuhr  von     verflüssigtem    Arbeitsmittel in den Zylin  der im Takt der     Kolbenbewegung    freigibt und       unterbricht.     



  Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfin  dung ist zwischen einem äussern Ventilgehäuse       und        einem    innern     Regulierschieber    ein     rohr-          fö        rmiaer        Steuerschieber    angeordnet, der beim  Hin- und     Hergang    des Arbeitskolbens diesem  in der     Bewegring        folgt    und     Durehflusslöcher          aufweist,    die in einer Lage     des,

      Steuerschie  bers mit einem als     Ringmute    ausgebildeten       Flüssigkeitsraum    in Verbindung stehen und  bei einem Druckunterschied zwischen dein  Druck der     einzuspritzenden    Flüssigkeit und  dem Druck im Arbeitszylinder Flüssigkeit in  diesen einströmen lassen.  



  Der Steuerschieber kann dabei verschieden       grosse,    den Drücken ausgesetzte Flächen auf  weisen, wobei z. B. auf die gegen den Zylinder       gel-iellt.ete    Stirnfläche der     wechselnde    Druck       iin    Arbeitszylinder und, auf die dem Zylinder       abgelzehrte    Seite der konstante Druck der  Sauleitung einwirkt,     dergestalt,        dass    der  Steuerschieber am Ende der Expansionsperi-         ode    durch den alsdann eintretenden Unter  druck in     Richtung    zum Arbeitszylinder ver  schoben     wird    und während der Saugperiode  keine Flüssigkeit durchtreten lässt,

   beim Be  ginn der Kompression aber durch den zu  nehmenden Kompressionsdruck in entgegen  gesetzte Richtung geschoben wird, wobei die  Einspritzung wieder einsetzt und so lange an  dauert, bis durch den     wachsenden    Kompres  sionsdruck der     Flüssigkeitsdurchfluss    allmäh  lich aufhört und so lange bei unveränderter       Steuersehieberstellung    unterbrochen bleibt,  bis nach der Ausstossperiode und nach Beginn  der     Expansionsperiode    der Druck im Zylinder  so weit gesunken ist,     d@ass    das Einspritzen  durch genügenden Druckunterschied zwischen  dem Flüssigkeitsdruck und dem Druck im  Arbeitszylinder wieder einsetzt.  



  Weiterhin weist. bei diesem Beispiel der  axial verschiebbare Regulierschieber eine zu  dessen Längsachse schräg verlaufende     Abdeek-          kante    auf, durch die der Querschnitt der       Durchflusslöeher    des 'Steuerschiebers verän  dert werden kann, um die gesamte     Einspritz-          menge    einem     veränderlichen    Bedarf anpassen  zu können.  



  Die Zeichnung stellt Teile von zwei Aus  führungsbeispielen des Erfindungsgegenstan  des dar.  



       Fig.1    zeigt einen Längsschnitt in bezug  auf die Zylinderachse durch die     Einspritz-          vorrichtung,    während         Fig.    2 einen Querschnitt in     bezug    auf die           Zylinderaelrse    einer Variante der     Vorrielr-          tung    darstellt.  



  In den Figuren ist mit 1 das Ventilgehäuse  bezeichnet, das mittels nicht dargestellter  Schrauben auf dem Zylinder 21 des Kolben  kompressors zur Verdichtung des verdampf  ten     Arbeitsmittels    befestigt ist. Dieser Kom  pressor     bildet.    einen Teil einer Anlage, welche  auf bekannte Weise     zur    Hebung einer Wärme  menge auf ein höheres Temperaturniveau be  stimmt ist und auch einen Kondensator und  einen Verdampfer besitzt. Soweit die Teile  nicht     dargestellt    und, erläutert sind, handelt  es sieh um Bekanntes.

   Mit 2 ist. ein     rohrförmi-          ger        Steuerschieber    bezeichnet, der zwischen  dem äussern Ventilgehäuse 1 und einem     in-          nern    Regulierschieber 3 angeordnet ist. Dieser  Steuerschieber     ''    folgt in seiner Bewegung dem  Hin- und Hergang des Arbeitskolbens des       Kompressors    und weist     Durchflusslöeher    b  auf, die in der äussern Lage des Steuerschie  bers 2, also in seiner vom Zylinder 21 abge  wandten Lage     (Fig.1),    mit. einem als Ring  nute ausgebildeten Flüssigkeitsraum c in Ver  bindung stehen, der unter dem Druck der  Einspritzflüssigkeit (eines Kältemediums, z. B.

    Ammoniak) steht, als welche das verflüssigte  Arbeitsmittel verwendet. ist. Bei genügendem       Druckunterschied    zwischen der     Einspritzflüs-          sigkeit,    deren Druck normalerweise dem Ver  flüssigungsdruck einer Kälteanlage entspricht,  und dem Innendruck des     Arbeitszylinders     strömt die Einspritzflüssigkeit durch die       Durchflusslöcher        b,    entlang einem Raum d,  sowie unter     Öffnung    des unter Druck der  Feder 11 und des Druckes im Zylinder stehen  den Ventils 4 in den     Zylinder    21     (Fig.    l).  



  Der Steuerschieber     \?    weist verschieden  grosse, den Drucken ausgesetzte Flächen auf,  wobei auf die gegen den Zylinder 21 gerich  tete Stirnfläche der wechselnde Druck im       Arbeitszylinder    und auf die dem Zylinder  abgekehrte Seite der konstante Druck der  Saugleitung einwirkt.. Der Steuerschieber 2  wird am Ende der Expansionsperiode durch  den alsdann eintretenden Unterdruck aus der  Stellung gemäss     Fig.    1 in Richtung zum Zylin  der 21 verschoben, wodurch während der Saug-         periode    keine Einspritzung stattfindet.

   Beim  Beginn der Kompression aber wird der Steuer  schieber ? durch den zunehmenden     Konipres-          sionsdritck    in die entgegengesetzte Richtung,  a=lso in die     Stellung    gemäss     @Fig.    1, geschoben,  wobei die Einspritzung wieder einsetzt und  so lange andauert, bis durch den     wachsenden     Kompressionsdruck der     Flüssigkeitsdurchfluss     allmählich     aufhört    und so lange bei unver  änderter     Steuersclrieberstellung    unterbrochen  bleibt, bis nach der Ausstossperiode und nach  Beginn der     Expansionsperiode    der Druck im  Zylinder so weit     gesunken    ist,

   dass das Ein  spritzen durch genügenden Druckunterschied  zwischen dem Flüssigkeitsdruck und dein       Druck    im Arbeitszylinder wieder einsetzt.  



  Die     Gesamteinspritzmenge    kann dem     durch     veränderlichen     Dr-tlel,:untersehied    und Kälte  leistung veränderten Bedarf angepasst wer  den, wozu der axial verschiebbare Regulier  schieber 3 eine zu dessen Längsachse schräg  verlaufende     Abdeclikairte    e aufweist, durch  die der wirksame     Querschnitt    der     Durchfluss-          löcher    b des Steuerschiebers ? verändert wer  den kann, und zwar kann der Querschnitt von  geschlossener Stellung bis     zri        maximaler    Öff  nung kontinuierlich freigegeben werden.  



  Der     Stetierselrieber    ? ist als Differential  körper ausgebildet, wobei der Bewegungs  raum     a    für die äussere kleine     Druel#:fläehe    mit  dem Raum     a1    der innern grösseren Druck  fläche durch     einen    Verbindungskanal     k        unter          dein    gleichen Saugdruck gehalten wird.

   Im       Saugdruckraum        a1    der     Steuersehieber-Diffe-          rentialfläclre    ist. eine Druckfeder 9 angeord  net, die die     Bewegungskraft    auf den Steuer  schieber 2 beim Ende der     Expansionsperiode     verstärkt und den Hub des Steuerschiebers  bei seiner     Bewegring    in die äussere Endlage  dadurch begrenzt, dass beim Hubende des  Schiebers sich die Federwindungen     aneinair-          derlegen.    Desgleichen ist zur Erreichung eines  sanften Aufschlages des     Steuerschiebers    2 in  der Bewegungsrichtung gegen den Zylinder 2l.

    eine Druckfeder     10    angeordnet., die schwächer  ist. als die Feder 9, deren Windungen aber  beim Hubende des Schiebers ebenfalls     anein-          a.iderzuliegen    kommen.      Der Regulierschieber 3 weist unterhalb der       Abdeekkante    e einen zylindrischen     Fortsatz     von kleinerem Durchmesser auf,

   dessen unte  res Ende als Ventilfläche ausgebildet     ist.     Ausserdem weist der     Regulierschieber    3 über       der        Abdeckkante    e eine gegenüber der     Pass-          fläche    des Schiebers zurückstehende Fläche     g     auf, deren untere     Begrenzungskante    mit der       Ab(leckkante        e.    parallel verläuft, zum Zweck,

    die von der     Flüssigkeit    auf die Laufflächen  des     Regulierschiebers    3 und des Steuerschie  bers 2 ausgeübten Drücke mit Hilfe des Ver  bindungskanals     auszugleichen.    Am untern  Ende des Regulierschiebers 3     ist    ein Rück  sehla.gventil 4, das im Innern des Steuer  schiebers 2 geführt ist, angeordnet, welches  durch eine Druckfeder 11 gegen die untere       kegelige    Fläche des Regulierschiebers 3 ge  drückt wird und beim Verschieben des letz  teren an dessen axialer     Bewegung    teilnimmt,  um zu verhindern,

   dass beim     Erreichen    des       Druckausgleiches    zwischen Flüssigkeitsdruck  und Druck im Arbeitszylinder während der  Kompressionsperiode die Flüssigkeit durch  einen höheren Druck im Zylinder von diesem  zurückgedrückt wird, wodurch der     Einspritz-          vorgang    gestört würde.  



  Zur     axialen    Verstellung .des     Regulierschie-          bers    3 von Hand ist eine Spindel S mit einem  Gewinde i versehen, dessen     Windungshöhe     gleich dein vollständigen Hub des Regulier  schiebers ist, um mit einer einzigen Umdre  hung der Spindel den Regulierschieber 3 von  der einen in die andere     Endlage    zu bringen.

         1)ie    Spindel S     isst    durch eine Schraube 18 mit  einem Handgriff 15 fest verbunden, der eine  Skala an einem Mantel 17 aufweist und eine  Einstellschraube 16 enthält, welch letztere  nach getroffener Wahl der     Regulierschieber-          stellung    in die zugehörige Öffnung f des     Ven-          tilgehätises    1     eingeschraubt    wird., wobei so  viele Einstellöffnungen f angeordnet sind,  als die Skala am Handgriff Teilstriche auf  weist.  



  Zwecks einer automatischen Regulierung  des Regulierschiebers 3 kann dessen äusseres  Ende gemäss     Fig.    2 als Kolben 92 mit Dich  tungsringen 23 ausgebildet sein, welcher Kol-         ben    sich unter der     Druckwirkung    eines über  den Kolben geleiteten Druckmittels axial ver  schieben kann, wobei im Differentialraum     ce,     welcher unter dem Saugdruck steht, eine  Druckfeder 24 dem Druckmittel entgegen  wirkt.

   Auf den Regulierschieber 3 wirken als  dann folgende Kräfte: von unten die Rück  druckfeder 24, deren Raum     a    unter dem Saug  druck steht, sowie der wechselnde Druck im  Zylinder     27..    Im Fall der vollen Kompressor  leistung wird durch den Überdruck vom Zy  linder her der Regulierschieber 3 ständig  gegen den Anschlag der Spindel     S    gedrückt.

    Sinkt nun die     Kompressorleistung    durch die  Tätigkeit einer automatischen Leistungsregu  lierung, so tritt     selbsttätig        beispielsweise     Drucköl über den Kolben des Regulierschie  bers und drückt den Schieber so weit nach  unten, dass die     Flüssigkeits-Einspritzmenge     der verminderten     Kompressorleistung    ent  spricht. Diese Sonderausführung ist für einen       Kompressorbetrieb    mit veränderlicher Lei  stung gedacht, die sich beispielsweise bei kon  stanter     Verdamprungstemperatur    selbsttätig  einem veränderlichen Kältebedarf anpassen  soll.

   Für diesen Fall soll sich die     Einspritz-          menge    so weit wie möglich     ebenfalls    selbst  tätig .der     veränderten    Leistung anpassen. Zu  diesem     Zweck    kann z. B. das für die Steue  rung der Leistungsregulierung verwendete       Drucköl    auch gleichzeitig für die Steuerung  der     Einspritzmenge    gebraucht werden. Von  Hand kann durch das Handrad 15 nachregu  liert werden, wobei die Stellung der Spindel     S     die oberste Lage des Kolbens 22 und .damit  des Regulierschiebers 3 bestimmt.  



  Die Teile 12, 13 und 14     stellen    eine Stopf  büchse für den     Spindeldurchgang    dar. Mit  19 und 20 sind gemäss     Fig.    1 Dichtungen be  zeichnet. Teil 5 ist ein Führungsträger für die  Feder 11. Der Ring 6 begrenzt den Hub für  den Steuerschieber 2 und ist mit einem Sieb 7  und einer     Sicherungsfeder    8 ausgerüstet.  



  Die beschriebene Vorrichtung bietet den  Vorteil, je nach Betriebstemperaturen,     Di-Lik-          ken    und Kälteleistung, die zur Verminderung  des Kraftbedarfes für einen Kompressor ein  zuspritzende     Flüssigkeitsmenge        eines    Kälte-           mediums    entweder von Hand oder vollauto  matisch regeln zu können.

Claims (1)

1. PATEN TANSPR.UfflZur Hebung einer Wärmemenge auf ein höheres Temperaturniveau dienende Anlage mit einem Kondensator, einem Verdampfer und einem Kolbenkompressor zur Verdichtung des verdampften Arbeitsmittels, wobei in den kompressorzylinder zur Kühlung verflüssigtes Arbeitsmittel eingeführt wird, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung, welche die Zu fuhr von verflüssigtem Arbeitsmittel in den Zylinder im Takt der Kolbenbewegung frei gibt. und unterbricht.

   UNTERANSPRüCHE 1.. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung die Zufuhr von verflüssigtem Arbeitsmittel so wohl während eines Abschnittes der Kompres sionsperiode als auch während eines Teils der Expansionsperiode freigibt. 2. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung vom Druck im Kompressorzylinder beein- flusst ist. 3.

   Anlage nach Patentanspruch, dadureli gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen Regulierkolben (22) besitzt, der vom Zylinderdruck und durch eine Feder (24) belastet ist und mit einem Steuerschieber zusammenwirkt, welcher je nach Kompres- sions- oder Expansionsdruck die Zufuhr von verflüssigtem Arbeitsmittel freigibt oder unterbricht. .

   Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet., dass die Steuervorrichtung zwischen einem äussern Ventilgehäuse (1) und einem innern Regulierschieber (3) einen rohr- förmigen Steuerschieber (2) besitzt, der im Takt des Arbeitskolbens arbeitet und Durch- flusslöelier (b) aufweist, die in einer Lage des Steuerschiebers (2) mit einem als Ring nute ausgebildeten Flüssigkeitsraum (e) in Verbindung stehen, um bei einem. Unterschied zwischen dem Druck der Arbeitsflüssigkeit und dem Druck im Arbeitszylinder (21) in diesen. Flüssigkeit einströmen zu lassen. 5.

   Anlage nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (2) verschieden grosse, den Drücken ausgesetzte Flächen aufweist, wobei auf die gegen den Zylinder ('1) gerichtete Stirnfläche der weeli- selnde Druck im Zv linder und auf die dem Zylinder abgekehrte Seite der konstante Dreck der Saugleitung einwirkt, das Ganze derge stalt, dass der Steuerschieber (2) am Ende der Expansionsperiode durch den alsdann eintretenden Unterdruck in Richtung zum Arbeitszylinder (\'1.)

   verschoben wird und während der Saugperiode keine Flüssigkeit durchtreten lässt, beim Beginn der Kompres sion aber durch den zunehmenden Kompres sionsdruck in entgegengesetzte Richtung ge schoben wird, wobei die Einspritzung wieder einsetzt und so lange andauert, bis durch den wachsenden Kompressionsdruck der Flüssig keitsdurclifluss allmählich aufhört und so lange bei unveränderter Steuersehieberstel- lung unterbrochen bleibt, bis nach der Aus stossperiode und nach Beginn der Expansions periode der Druck im Zylinder soweit gesun ken.

   ist, dass das Einspritzen durch genügenden Dritckuirtersehied zwischen dem Flüssigkeits druck und dem Druck im Arbeitszylinder wieder einsetzt. 6. Anlage nach Unteranspruch d, dadurch gekennzeichnet, dass der axial ver:sehiebbare Regulierschieber (3) eine zu dessen Läng:

   s- aehse schräg verlaufende Abdeelzkante (e) aufweist, durch die der Querschnitt der Durch flusslöeher (b) des Steuerschiebers (2) so verändert werden kann, um die gesamte Ein- spritzmenge einem veränderlichen Bedarf anpassen zu können. 7.

   Anlage nach Unteransprueb -l, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Arbeitszylin der (21) abgekehrte Ende des Regulier.sehie- bers (3) als Kolben (22) mit Dichtungsringen (23) ausgebildet ist, der sich unter der Druck- wirkun- eines über den Kolben (22) geleiteten Drrickmittels axial verschieben kann, wobei in einem Rauirr. (a), welcher unter dem Saug druck steht, eine Drriekfed.er (W dem Druck mittel entgegenwirkt.

   b. Anlage nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (2) eine äussere kleine Druckfläche und eine in riere grössere Druckfläche aufweist, wobei die Bewegungsräume für beide Druckflächen durch einen Verbindungskanal (lc) unter glei cher, Saugdruck gehalten werden. 9.

   Anlage nach Unteranspruch 8, dadurch bekenn.zeichnet, dass im Bewegungsraum (a1) der innern Druckfläche eine Druckfeder (9) @-orgesehen ist, die die Bewegungskraft auf den Steuerschieber (2) beim Ende der Expan sionsperiode verstärkt. 10.

   Anlage nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (9) den Ilub des Steuerschiebers (2) bei seiner Bewe gung in die äussere Endlage dadurch begrenzt, da1> beim Hubende des Schiebers die Feder- vindunben aneinanderzuliegen kommen. 71..

   Anlage nach Unteranspruch 10, da (l iireli gekennzeichnet, dass zur Erreichung eines sanften Aufschlages des Steuerschiebers ('_') in der Bewegungsrichtung gegen den Zylinder (21) eine zweite Druckfeder (10) < < ngeordnet ist, die schwächer ist als die auf der entgegengesetzten Seite auf den Steuer- schieber wirkende erste Druckfeder (9), deren Windungen aber bei einem Hubende des '-;eliieber;s ebenfalls aneinanderzuliegen kom- tuen. 12.

   Anlage nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Regulierschieber (3) unterhalb der Abdeekkante (e) einen mit kleinerem Durchmesser ausgebildeten zylin drischen Fortsatz aufweist, dessen unteres linde eine Ventilfläche bildet. 13.

   Anlage nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am untern Ende des Regulier;sehiebers (3) ein Rückschlagventil (4), ini Innern des Steuerschiebers (2) geführt, ist, welches Ventil durch eine Druckfeder (11) gegen eine untere kegelige Fläche des Regu lierschiebers (3) gedrückt wird und beim Ver schieben des letzteren an dessen axialer Bewe gung teilnimmt, um zu verhindern, dass Flüs sigkeit durch einen höheren Druck im Zylin der (21) als der Flüssigkeitsdruck zurück gedrückt werden kann. 14.

   Anlage nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Verstellung des Regulierschiebers (3) von Hand eine Spindel (S) mit einem Gewinde (i) versehen ist, dessen Windungshöhe gleich dem vollstän digen Hub des Regulierschiebers ist, um mit einer einzigen Umdrehung der Spindel (S) den Regulierschieber (3) von der einen in die andere Endlage bringen zu können. 15.

   Anlage nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass der Regulierschie ber (3) über der Abdeckkante (e) eine gegen über der Passfläche des Schiebers zurück stehende Fläche (g) aufweist, deren untere Begrenzungskante mit der Abdeckkante (e) parallel verläuft, zum Zweck, die von der Flüssigkeit auf die Laufflächen des Regulier schiebers (3) und des Steuerschiebers (2) aus geübten Drücke mit Hilfe des Verbindungs kanals (h) auszugleichen. 16.

   Anlage nach Unteranspruch 14, da durch gekennzeichnet, dass die Spindel (S) mit. einem Handgriff (15) fest verbunden ist, der eine Skala aufweist und eine Einstell schraube (16) enthält, welch letztere nach getroffener Wahl der Regulierschieberstellung in eine zugehörige Einstellöffnung (f) des Ventilgehäuses (1) eingeschraubt werden kann, wobei so viele Einstellöffnungen<B>(f)</B> angeordnet sind, als die Skala am Handgriff Teilstriche aufweist.