DD269881A1 - PISTON COMPRESSOR - Google Patents

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DD269881A1 DD31197587A DD31197587A DD269881A1 DD 269881 A1 DD269881 A1 DD 269881A1 DD 31197587 A DD31197587 A DD 31197587A DD 31197587 A DD31197587 A DD 31197587A DD 269881 A1 DD269881 A1 DD 269881A1
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DD
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piston
piston compressor
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DD31197587A
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Inventor
Percy-Michael Ebert
Original Assignee
Starkstrom Anlagenbau Veb K
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter, der in der Antriebs- oder Steuerungstechnik sowie zur pneumatischen Foerderung eingesetzt werden kann. Ziel der Erfindung ist es, die Anwendungsbreite und den Wirkungsgrad zu erhoehen. Der Kolbenverdichter weist erfindungsgemaess einen Rotor auf, der parallel zu seiner Antriebswelle mehrere paarweise angeordnete Zylinder aufweist, in denen sich Kolben bewegen, die ueber Kolbenstangen mit einer Schraegscheibe in Verbindung stehen, deren Drehpunkt versetzbar und deren Neigung ueber ein Stellglied einstellbar ist und die Zylinderoeffnungen um einen feststehenden Steuerkern gleiten.The invention relates to a reciprocating compressor, which can be used in the drive or control technology and for pneumatic conveying. The aim of the invention is to increase the scope and efficiency. The piston compressor according to the invention has a rotor which has, in parallel to its drive shaft, a plurality of cylinders arranged in pairs, in which pistons move, which are connected via piston rods to a screw disk, whose pivot point can be displaced and whose inclination is adjustable via an actuator and the cylinder openings slide a fixed control core.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter, der in der Antriebs- oder Steuerungstechnik sowie bei der pneumatischen Förderung flüssiger, körniger, staub- und faserförmiger Stoffe eingesetzt werden kann.The invention relates to a reciprocating compressor, which can be used in the drive or control technology and in the pneumatic conveying liquid, granular, dust and fibrous substances.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Zur Komprimierung von Gasen ist eine Reihe von Verdichtern bekannt, die sich von Hubkolben- über Umlaufkolbenverdichter bis zu Kreiselrad- und Axialverdichtern erstrecken, die sämtlich ein- bis mehrstufig ausgeführt sein können. Die fehlende bis geringe Möglichkeit der Drucksteuerung im Druckstutzen der Hubkolben- und Umlaufkolbenverdichter und der relativ geringe Volumenstrom sowie die Pulsation des Volumenstromes schränken den Einsatz dieser Verdichter wesentlich ein. Nachteile der bekannten Kreiselrad- und Axialverdichter sind der relativ geringe Druck, der im Druckstutzen zu erreichen ist sowie die mangelnde Regelbarkeit des Druckes. Die bekannten Hubkolbenverdichter bestehen generell aus einem oder mehreren Zylindern, die mit Ein- und Auslaßventilen ausgestattet sind und in deren inneren Kolben eine Translationsbewegung ausführen, hervorgerufen durch die Drehung einer Kurbelwelle, das heißt, die Bewegungsrichtung der Kolben verläuft senkrecht zur Rotationsachse der Kurbelwelle.For the compression of gases, a number of compressors are known, which range from reciprocating to rotary piston compressors to Kreiselrad- and axial compressors, all of which can be carried out in one to several stages. The lack to low possibility of pressure control in the discharge nozzle of reciprocating and rotary piston compressors and the relatively low flow rate and the pulsation of the flow restrict the use of these compressors essential. Disadvantages of the known centrifugal and axial compressors are the relatively low pressure that can be reached in the discharge nozzle and the lack of controllability of the pressure. The known reciprocating compressor generally consist of one or more cylinders, which are equipped with inlet and outlet valves and perform in the inner piston a translational movement, caused by the rotation of a crankshaft, that is, the direction of movement of the piston is perpendicular to the axis of rotation of the crankshaft.

Die bereits bekannten Umlaufkolbenverdichter bestehen ebenfalls aus einem oder mehreren Zylindern, die Ventile aufweisen und deren Kolben durch Drehung der Zylinder um einen Exzenter eine Translationdbewegung ausführen. Wesentliche Nachteile sind der hohe Wartungsaurwand, hervorgerufen durch das Vorhandensein der Ventile, der niedrige Wirkungsgrund durch Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung und die fehlende Möglichkeit dor Drucksteuerung.The already known rotary piston compressors also consist of one or more cylinders which have valves and whose pistons execute a translation movement by rotation of the cylinders about an eccentric. Significant disadvantages are the high Wartungsaurwand, caused by the presence of the valves, the low effect by converting a rotational movement in a translational movement and the lack of dor pressure control.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Verdichterarten zu vermeiden und die Anwendungsbreite sowie den Wirkungsgrad eines Verdichters wesentlich zu erhöhen.The aim of the invention is to avoid the disadvantages of the known compressor types and to increase the scope and efficiency of a compressor significantly.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verdichter zu entwickeln, der einstufig ist, eine stufcnlose Druck- und Volumensteuerung realisiert, ventillos und pulsationsfrei arbeitet und niedrige bis höchste Drücke erzeu gen kann. Die Aufgabe wird durch einen Kolbenverdichter gelöst, der erfindungsgemäß einen Rotor aufweist, welcher parallel zu seiner Antriebswelle mehrere paarweise angeordnete Zylinder aufweist, in denen sich Kolben bewegen, die über Kolbenstangen mit einer Schrägscheibe in Verbindung stehen, deren Drehpunkt versetzbar und deren Neigung über ein Stellglied einstellbar ist und die Zylinderöffnungen um einen feststehenden Steuerkern gleiten. Der Steuerkern ist als zylindrischer Körper ausgebildet. Er besitzt einerseits eine Kompressionsringnut, die über eine Auslaßbohrung mit einem Druckstutzenausgang verbunden ;st und durch zwei Steuerkanten begrenzt wird. Andererseits ist eine Ansaugringnut vorgesehen, die über eine Ansaugbohru ig mit einem Ansaugstutzeneingang verbunden ist und durch zwei weitere Steuerkanten begrenzt wird.The object of the invention is to develop a compressor which is single-stage, realizes a stufcnlose pressure and volume control, valveless and pulsation-free and can generate low to highest pressures erzeu conditions. The object is achieved by a reciprocating compressor, which according to the invention comprises a rotor which has parallel to its drive shaft a plurality of cylinders arranged in pairs, in which move pistons, which are connected via piston rods with a swash plate, whose fulcrum displaceable and their inclination via an actuator is adjustable and the cylinder openings slide around a fixed control core. The control core is formed as a cylindrical body. He has on the one hand a compression ring groove, which is connected via an outlet bore with a discharge port outlet ; st and limited by two control edges. On the other hand, a Ansaugringnut is provided, which is connected via a Ansaugbohru ig with a Ansaugstutzeneingang and limited by two further control edges.

Dabei können din Kolbenstangen auf einer starren Schrägscheibe gleitend angeordnet oder auch auf einer mitrotierendenIn this case din piston rods can be slidably mounted on a rigid swash plate or on a co-rotating Schrägscheibe befestigt sein.Be attached swash plate. Die Gleitfläche des Steuerkerns, die die Zylinderöffnungen des Rotors umlaufen, sollte selbstschmierend ausgeführt sein.The sliding surface of the control core, which rotate around the cylinder openings of the rotor, should be self-lubricating. Die Vorteile der Erfindung liegen einmal in dem erreichten hohen Wirkungsgrad durch die Axialanordnung der Zylinder, dasThe advantages of the invention are once in the achieved high efficiency by the axial arrangement of the cylinder, the

heißt, durch parallele Anordnung von Antriebsebene und Translationsebene. Zum anderen arbeitet der erfindungsgemäßemeans, by parallel arrangement of drive plane and translation plane. On the other hand, the inventive works

Verdichter nahezu pulsationsfrei, da sich stets mehrere Zylinder im Verdichterstadium befinden und dabei über dieCompressor virtually pulsation-free, since there are always several cylinders in the compressor stage and thereby over the Kompressionsringnut des Steuerkerns untereinander verbunden sind.Compression ring groove of the control core are interconnected. Ferner werden durch den erfindungsgemäßen Axialkolbenverdichter sehr hohe Drücke bereits im einstufigen Betrieb erzieltFurthermore, very high pressures are already achieved in the single-stage operation by the axial piston compressor according to the invention

sowie durch den großen Drehzahlbereich eine hohe Förderleistung erreicht.and achieved by the large speed range, a high flow rate.

Ausführungsbeispielembodiment Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel nähe- -läutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing shows:

Fig. 1: e'n:o Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verdichters im Schnitt Fig. 2: der Steuurkern in Vorderansicht im Schnitt Fig. 3: eine Seitenansicht des Steuerkerns im Schnitt.Fig. 1: e'n: o schematic diagram of the compressor according to the invention in section Fig. 2: the Steuurkern in front view in section Fig. 3: a side view of the control core in section.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist innerhalb eines Gehäuses ein Rotor 1 vorgesehen, der mehrere parallel zu seiner Antriebswelle 9As shown in Fig. 1, a rotor 1 is provided within a housing, which is a plurality of parallel to its drive shaft. 9

paarweise angeordnete Zylinder 5 aufwei--t, in denen sich Kolben 2 bewegen. Die Kolbenstangen 4 stehen in Verbindung miteiner Schrägscheibe 3, deren Drehpunkt 7 versetzbar ist. Durch Drehung des Rotors 1 wird damit eine Translationsbewegung derpaired cylinders 5 in which pistons 2 move. The piston rods 4 are in communication with a swash plate 3, the pivot point 7 is displaceable. By rotation of the rotor 1 is thus a translational movement of the

Kolben 2 in den Zylindern 5 hervorgerufen, die einmal zum Ansaugen des Gases über den Ansaugstu ?en 12 und denPistons 2 caused in the cylinders 5, which once for sucking the gas over the Ansaugstu? S 12 and the Steuerkern 6 und andererseits zum Verdichten in den Zylindern 5 und Ausstoßen des komprimierten Gases über denControl core 6 and on the other hand for compression in the cylinders 5 and ejecting the compressed gas over the Steuerkern 6 und den Druckstutzen 11 führen.Control core 6 and the discharge nozzle 11 lead. Dio Lage des Drehpunktes 7 ist ausschlaggebend für die Form der Steuerung, das heißt Drucksteuerung 7.1,Dio position of the fulcrum 7 is crucial for the shape of the control, that is pressure control 7.1, Vok'menansteuerung 7,2 oder Druck- und Volumensteuerung 7.Voc menu control 7.2 or pressure and volume control 7. Die N 3igung der Schrägscheibe 3 wird über ein Stellglied 8 eingestellt und legt den Stellbereich fest, das heißt, Stärke desThe inclination of the swashplate 3 is adjusted via an actuator 8 and determines the setting range, that is, the thickness of the Druckes, Stärke des Volumenstromes oder Stärke des Druckes und Volumenstromes.Pressure, volume flow or strength of pressure and volume flow.

i·. Fig. 2 und 3 ist der Steuerkern dargestellt, der durch seine spezielle Gestaltung einen Kontinuierlichen Druckaufbau sowiei *. Fig. 2 and 3, the control core is shown, which by its special design a continuous pressure build-up as well

Volumensvomabgabe ermöglicht.Volume delivery allows. Dor Steuerkern 6 ist als zylindrischer Körper ausgebildet. Die Kompressionsringput 6.1 ist über eine Auslaßbohrung 0.2 mitDor control core 6 is formed as a cylindrical body. The compression ring 6.1 is about an outlet bore 0.2 with

einem Druckstutzenausgang 6.3 verbunden und durch die Steuerkanten 6.4 und 6.10 begrenzt. Ferner ist eine Ansaugringnutvorgesehen, die über eine Ansaugbohrung 6.7 mit einem Ansaugstutzeneingang 6.8 verbunden ist und durch dieconnected to a discharge port output 6.3 and limited by the control edges 6.4 and 6.10. Furthermore, a Ansaugringnutvorgesehen is connected via a suction hole 6.7 with a suction port entrance 6.8 and through the

Steuerkanten 6.5 und 6.9 begrenzt.Control edges 6.5 and 6.9 limited. Während des Kompressionsvorganges, hervorgerufen durch die Drehung des Rotors 1 über die Gleitfläche 10, bewegen sich dieDuring the compression process, caused by the rotation of the rotor 1 via the sliding surface 10, the move Zylinderöffnungen der Zylinder 5 entlang der K' ressionsringnut 6.1, welche über eine Auslaßbohrung 6.2 mit demCylinder openings of the cylinder 5 along the K rionsringnut 6.1, which via an outlet bore 6.2 with the Druckstutzenausgang 6.3 verbunden ist. (Fig. 1, 'c und 3)Discharge port output 6.3 is connected. (Figures 1, 'c and 3) Nachdem die Kolben 2 das von ihnen maximal koi. orimie/te Gas in die Kompressionsringnut 6.1 gepreßt haben, verschließt dieAfter the piston 2 koi the maximum of them. orimie / te gas in the Kompressionsringnut 6.1 have pressed closes the Steuerkante 6.4 durch Weiterdrehung des Rotors 1 c'ie Zyiinderöffnungen. Durch die Drehung des Rotors 1 bewegen sich dieControl edge 6.4 by further rotation of the rotor 1 c'ie Zyiinderöffnungen. By the rotation of the rotor 1, the move Kolben 2 in diesem Abschnitt in Richtung untere F.idlage und erzeugen dabei einen geringen Unterdruck in den Zylindern 5.Pistons 2 in this section in the direction of lower F.idlage and thereby generate a slight negative pressure in the cylinders. 5 Nachdem die Zylinderöffnungen die Steuerkante 6.5 passiert haben, saugen die Zyjinder 5 aus der Ansaugringnut 6.6 über dieAfter the cylinder openings have passed the control edge 6.5, suck the Zyjinder 5 from the Ansaugringnut 6.6 on the Ansaugbohrung 6.7 und den Ansaugstutzeneingang 6.8 Gas an. Wenn die Zylinderöf'nungen die Steuerkante 6.9, welche dieIntake hole 6.7 and the intake port 6.8 gas on. If the cylinder openings the control edge 6.9, which the Ansaugringnut 6.6 verschließt, passiert haben, setzt die Kompression des Gases ein, die Steuerkante 6.10 öffnet den Zugang zuAnsaugringnut 6.6 closes, have happened, begins the compression of the gas, the control edge 6.10 opens access to Kompressionsringnut 6.1 und der ganze Prozeß beginnt von neuem.Compression ring groove 6.1 and the whole process begins again.

Claims (5)

1. Kolbenverdichter, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotor (1) vorgesehen ist, der parallel zu seiner Antriebswelle (9) mehrere paarweise angeordnete Zylinder (5) aufweist, in denen sich Kolben (2) bewegen, die über Kolbenstangen (4) mit einer Schrägscheibe (3) in Verbindung stehen, deren Drehpunkt (7) versetzbar und deren Neigung über ein Stellglied (8) einstellbar ist und die Zylinderöffnungen der Zylinder (5) um einen f&ststehenden Steuerkern (6) gleiten.1. piston compressor, characterized in that a rotor (1) is provided which has parallel to its drive shaft (9) a plurality of pairs arranged cylinder (5) in which the piston (2) move, via piston rods (4) with a Swash plate (3) are in communication, the fulcrum (7) displaceable and the inclination of which is adjustable via an actuator (8) and the cylinder openings of the cylinder (5) to a f & standing control core (6) slide. 2. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadiTi.ii gekennzeichnet, daß der Steuerkern (6) als zylindrischer Körper ausgebildet ist, der eine Kompressionsringnut (6.1) aufweist, welche über eine Auslaßbohrung (6.2) mit einem Druckstutzenausgang (6.3) verbunden ist und durch Steuerkanten (6.4 und 6.10) begrenzt wird und daß eine Ansaugringnut (6.6) vorgesehen ist, die über eine Ansaugbohrung (6.7) mit einem Ansaugstutzeneingang (6.8) verbunden ist und durch Steuerkanten (6.5 und 6.9) begrenzt ist.2. Piston compressor according to claim 1, dadiTi.ii characterized in that the control core (6) is designed as a cylindrical body having a Kompressionsringnut (6.1) which is connected via an outlet bore (6.2) with a discharge port (6.3) and by control edges (6.4 and 6.10) is limited and that a Ansaugringnut (6.6) is provided, which is connected via an intake bore (6.7) with a Ansaugstutzeneingang (6.8) and by control edges (6.5 and 6.9) is limited. 3. Kolbenverdichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (4) auf der starren Schrägscheibe (3) gleitend angeordnet sind.3. Piston compressor according to claim 1 and 2, characterized in that the piston rod (4) on the rigid swash plate (3) are slidably disposed. 4. Kolbenverdichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (4) auf einer mitrotierenden Schräge jheibe (3) befestigt sind.4. piston compressor according to claim 1 and 2, characterized in that the piston rods (4) on a co-rotating bevel jheibe (3) are fixed. 5. Kolbenverdichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkern (6) eine selbstschmiereiide Gleitfläche (10) aufweist.5. Piston compressor according to claim 1 and 2, characterized in that the control core (6) has a self-lubricating sliding surface (10).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0531951A1 (en) * 1991-09-11 1993-03-17 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Reciprocatory piston type compressor with a rotary valve
DE4302388A1 (en) * 1992-01-29 1993-08-05 Toyoda Automatic Loom Works Swashplate compressor for refrigerant gas - has gas feed inlet arranged coaxially with cylinder block shaft to avoid pressure drops
DE4326407A1 (en) * 1992-08-07 1994-02-10 Toyoda Automatic Loom Works Axial piston compressor for air conditioning system - has rotary slider elements mounted on hollow drive shaft
DE4326408A1 (en) * 1992-08-07 1994-02-10 Toyoda Automatic Loom Works Axial piston compressor for air conditioning system - uses rotary slider to feed fluid into cylinder bores during suction strokes

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