CN102734134A - 具有输送量调节的往复式活塞压缩机 - Google Patents

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Abstract

在具有输送量调节的往复式活塞压缩机中，气门挺杆(2)的电磁的操作装置(3)具有一个单独的定位装置(10)以调节所使用的磁铁致动器(5)的工作行程范围，因此磁铁致动器可以选择地较小和高动态性，并且仅仅产生较小的损失功率。

Description

具有输送量调节的往复式活塞压缩机
技术领域
本发明涉及一种具有输送量调节的往复式活塞压缩机，其包含在至少其中一个自动的吸气阀上设置的、在工作循环中能被电磁操作的气门挺杆以用于将相应的吸气阀在规定的曲轴转角范围上周期性地受控地保持打开。
背景技术
为了优选以恒定转速运行的往复式活塞压缩机的输送量调节，通常采用所谓的回流调节，其中每个缸体的至少一个吸气阀在压缩机行程的规定的范围上被保持打开。经由保持打开的吸气阀被推回的气体的压力或流动力可以在经历活塞行程的一定部分之后才将相应的吸气阀的封闭机构闭合，因为该封闭机构从另外一侧被加载相应于期望的输送量减小设定的对应力。这些对应力越大，那么相应的吸气阀在压缩行程中越晚地关闭，因此输送量下降。因为在过大设定恒定的对应力时吸气阀总是不关闭，在这种类型的压缩机调节时调节范围必须被向下限定，以便避免压缩机的在此期间的空转和与之相关联的问题。在这种输送量调节中已知这样的设计，其中用于待保持打开的吸气阀的加载装置被简单地液压或气动地预紧，通过改变相应的预紧压力可以对输送量施加影响。
此外例如由EP694693A1已知一种用于往复式活塞压缩机的回流调节，其中液压的控制缸体，其经由控制机构周期性地在往复循环中可加载和卸载利用压力介质，在往复方向上作用在待保持打开的吸气阀的封闭机构上。液压地施加的提升力因此在一个规定的曲轴转角上被突然减小，因此吸气阀被可靠地和快速地关闭。例如由EP1400692A1已知类似的具有气动操作的输送量调节，这具有优点，即操作压力能够直接被往复式活塞压缩机导出。由于被压缩的气体的较高的可压缩性，然而必须保持用于待排出的体积和排出时间的精确规定的条件。
此外很久就已知开头所述类型的往复式活塞压缩机，其具有电磁运行的回流调节。例如由DE1251121A或DE 849739B和类似的部分业已追溯到上世纪30年代的文献，其中作用在吸气阀的密封元件上的气门挺杆经由电磁阀运动，其周期性的激励例如通过集电器实现，其与压缩机的曲轴同步旋转。在抽吸气体往回移动期间用于将吸气阀保持打开所需要的操作力的特别分布需要磁铁致动器的高的力，这在同时需要较小的热量形成的情况下导致大的磁铁。同时磁铁然而应当具有高的动态性，以便能够快速打开和关闭，这通过电磁铁不能满足，因为在大的磁铁的情况下所存储的能量和用于在加载和消除电流的耗费是明显较大的。特别是在开头所述类型的系统中，可能由于热膨胀和磨损导致磁铁致动器的必要的工作行程范围的移动。因为电磁铁具有非常有限的可被利用的工作范围(几个毫米的行程高度)，所以必须使用相应加大的磁铁以便在工作行程范围移动时仍然可以施加相应较大的操作力，这进一步降低了操作动态性。所有这些至今的技术方案阻挠开头所述类型的电磁的回流调节，特别是当需要较高的压缩机转速并且应用情况不允许在必要的大的磁铁致动器的区域内的单独冷却时。
发明内容
因此本发明的任务在于如此改善开头所述类型的系统，使得避免相应的现有技术中的所提及的缺点并且特别是也可利用小的电磁铁作为气门挺杆的操作装置的致动器，从而在小的热量损失的情况下提供所需要的高的操作动态性。
该任务通过根据本发明如此解决，即电磁的操作装置包含一个单独的定位装置，并且该定位装置用于按照需要将所使用的磁铁致动器的就其对吸气阀作用而言的工作行程范围移入对于所使用的电磁铁最佳的工作范围内。
为了能够在对于输送量调节必要的行程范围上最佳地利用用于控制地移动气门挺杆的磁铁致动器，磁铁致动器也可以与一个单独的定位装置组合，该定位装置可以相对较慢地工作，因为它仅仅用于将实际的调节-致动器总是在对于电磁铁而言最佳的工作范围内运行。因此通过这种方式可以简单地满足所有在力、动态性和能量消耗方面的要求并且将气门挺杆的电磁操作装置的实际的磁铁致动器减小至少两倍。这导致在相对较小的损失功率的情况下近乎双倍高的调节动态性。高的动态性以特别有利的方式允许在磁铁致动器的往复运动期间主动控制提升装置的打开和闭合运动。损失功率可以相对于简单的设计成大的磁铁致动器减小大约50-70％，因为被移动的能量显著较小，这甚至允许这种类型的输送量调节在没有外部冷却磁铁致动器的情况下的应用并且开辟了许多新的这种调节的应用，在这些情况下外部冷却是不可能的或不可靠的。
单独的定位装置在电磁操作的压缩机阀的情况下业已由DE 684110C已知，在那儿然而不是用于调节所使用的磁铁致动器的工作行程范围，而是用于改变可靠的最大的阀行程，其可能在电磁控制中出现。与压缩机的运行情况相关，根据该文献仅仅调节阀门的最大可能的打开。
在本发明的有利的设计中定位装置作用在磁铁致动器连同被磁铁致动器操作的气门挺杆上并且按照需要调节该磁铁致动器和气门挺杆相对于吸气阀的共同的位置。因此将整个提升装置相对于相应的吸气阀的密封元件调节，这使得可以简单实现磁铁致动器的就其对吸气阀作用而言的工作行程范围的调节。
根据另外一个有利的本发明的构造，定位装置也可以具有用于在磁铁致动器和气门挺杆之间连接的传动杆的长度调节单元，因此无需将整个提升装置相对于吸气阀进行调节，并且磁铁致动器的工作行程范围的调节仅仅经由传动杆的伸长或缩短实现。
定位装置可以在两个上述方案中具有可被电动操作的丝杆，该丝杆如上所述仅仅必须相对缓慢地工作并且因此利用小的驱动力也就足够了。
根据本发明的另外的设计，定位装置也可以间接地优选经由杠杆、斜坡或类似件对磁铁致动器的工作行程的调节起作用，这可以以简单的方式与相应的条件相适配并且例如也允许进一步最小化或必要时彼此独立调节行程的起始点和终点。
在特别优选的进一步设计中规定，气门挺杆的操作装置具有附加的弹簧元件和/或流体缓冲器，这在相应协调或设计时允许磁铁致动器的附加卸载。
磁铁致动器的通电可以在本发明的进一步优选的构造中根据当前作用在吸气阀上的回流力进行调节。在吸气阀保持打开期间，回流力的水平与压缩机的当前的活塞速度相关，其例如经由曲轴转角传感器已知或可测定。“给磁铁致动器通电以产生必要的打开保持力”可以因此相应地适配，这减小了整体功率消耗并且因此进一步减小了损失热量。
附图说明
本发明接下来还要借助于在附图中示意示出的实施例详细阐述。
图1示出本发明的具有输送量调节的往复式活塞压缩机的一个吸气阀的一个区域的剖视图，并且图2以相同的图示示出一个替代的设计。
具体实施方式
根据图1，一个未详细示出的往复式活塞压缩机具有一个设置在压缩机的自动的吸气阀1上的气门挺杆2，其借助于电磁的操作装置3在压缩机的工作循环的一个可被控制的部分上将吸气阀1的两个环形的密封元件4保持打开。操作装置3为此目的具有一个磁铁致动器5作为驱动装置，磁铁致动器的磁铁线圈6与电枢板7共同作用，该电枢板安装在一个传动杆8的上端部上。传动杆8又在其下部区域内与气门挺杆2连接并且在纵向方向上在一个示意示出的引导部9中引导。
电磁操作装置3此外具有一个单独的定位装置10，其在此例如经由可被电动操作的丝杆驱动装置11和可移动的斜坡12影响连接在磁铁致动器5和气门挺杆2之间的传动杆8的有效长度。通过这种方式，在往复式活塞压缩机的工作循环中，气门挺杆2的周期性的电磁操作与磁铁致动器5的工作行程范围的经由定位装置10实现的调节是解除耦合的。
在电枢板7的上侧上可以看见一个上部的止挡13(该止挡用于例如在操作装置3未被激活时气门挺杆2的经由未示出的弹簧或类似件确定的缩进位置)以及弹簧元件14和流体缓冲器15，它们可以彼此独立地使用并且在相应的设计和协调时可以实现电磁的操作装置3的卸载。
一旦操作装置3的磁铁致动器5经由电控制装置16被通电并且因此电枢板7(克服未示出的弹簧)被吸引，那么气门挺杆2在视图中向下运动并且因此对密封元件4的否则自由的运动性产生影响。这些密封元件因此能够在往复式活塞压缩机的压缩行程的一个可控制的部分上克服(通常仅仅经由在吸气阀1之后和之后的压力情况实现的)自动操作被保持打开，这以已知的方式经由所谓的回流控制允许以恒定的转速运行的压缩机的输送量的调节。经由在图1中仅仅示出的在控制装置16中的电路元件20，可以在此通过控制电流使得将操作装置3保持打开的力与(例如经由曲轴转角传感器21测定的)当前起作用的回流力相匹配，这帮助减小热量损失。
在根据图2的实施例中，与图1不同的是，传动杆8在电枢板7和气门挺杆2之间是连贯的并且在长度上不改变。为了调节磁铁致动器5的工作行程范围，在此定位装置10经由壳体17或壳体法兰18共同地作用在磁铁致动器5连同被其操作的气门挺杆2上，因此它们相对于吸气阀2的共同的位置可以在需要时被调节。所以其它的重要的设计细节对应于图1，为了描述相同的特征和功能因此参考图1。

Claims (7)

1.具有输送量调节的往复式活塞压缩机，其包含在至少其中一个自动的吸气阀(1)上设置的、在工作循环中能被电磁操作的气门挺杆(2)以用于将相应的吸气阀(1)在规定的曲轴转角范围上周期性地受控地保持打开，其特征在于，电磁的操作装置(3)包含一个单独的定位装置(10)，并且该定位装置(10)用于按照需要将所使用的磁铁致动器(5)的就其对吸气阀(1)作用而言的工作行程范围移入对于所使用的电磁铁最佳的工作范围内。
2.如权利要求1所述的往复式活塞压缩机，其特征在于，定位装置(10)作用在磁铁致动器(5)连同被磁铁致动器操作的气门挺杆(2)上并且按照需要调节该磁铁致动器和气门挺杆相对于吸气阀(1)的共同的位置(图2)。
3.如权利要求1所述的往复式活塞压缩机，其特征在于，定位装置(10)具有用于在磁铁致动器(5)和气门挺杆(2)之间连接的传动杆(8)的长度调节单元(图1)。
4.如权利要求2或3所述的往复式活塞压缩机，其特征在于，定位装置(10)具有能被电动操作的丝杆驱动装置(11)。
5.如上述权利要求1至4中一项或多项所述的往复式活塞压缩机，其特征在于，定位装置(10)间接地，优选经由杠杆、斜坡(12)或类似件，对磁铁致动器(5)的工作行程范围的调节起作用。
6.如上述权利要求1至5中一项或多项所述的往复式活塞压缩机，其特征在于，气门挺杆(2)的操作装置(3)具有附加的弹簧元件(14)和/或流体缓冲器(15)。
7.如上述权利要求1至6中一项或多项所述的往复式活塞压缩机，其特征在于，根据当前作用在吸气阀(1)上的回流力调节磁铁致动器(5)的通电。
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