DE102009017826A1 - Vorrichtung zur kurbelseitigen Druckentlastung und Saugdruckregelung eines doppeltwirkenden, ein- oder mehrstufigen Kolbenverdichters - Google Patents

Vorrichtung zur kurbelseitigen Druckentlastung und Saugdruckregelung eines doppeltwirkenden, ein- oder mehrstufigen Kolbenverdichters Download PDF

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Abstract

Technisches Problem der Erfindung Wird bei doppelt wirkenden Verdichtern zur Reduzierung der Liefermenge nur eine Kolbenseite (Deckelseite) zur Verdichtung genutzt, muss die entgegengesetzte Seite (Kurbelseite) zur Atmosphäre wie auch bei doppelseitiger Verdichtung mittels einer Kolbenstangendichtung abgedichtet werden. Da das Gas beim Rücklauf des Kolbens auf der kurbelseitigen Zylinderseite nicht ausgeschoben wird und somit komprimiert, wird durch eine Ausgleichsraum in der Größe des Hubvolumens eine Verdichtung des Gases vermieden. Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren besteht einerseits der Nachteil im technischen Aufwand, andererseits in der Erwärmung des Gases im Ausgleichsraum, weil hier kein Gasaustausch stattfindet. Lösung des Problems Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, so dass die zuvor erwähnten Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen aus den Patentansprüchen 1 bis 2 gelöst. Anwendungsgebiet Kurbelseitige Druckentlastung und Saugdruckregelung bei gleichzeitiger Reduzierung des Stufendruckverhältnisses und somit Verminderung der Kompressionswärme eines doppelt wirkenden Kolbenverdichters.

Description

  • Wird bei doppelt wirkenden Verdichtern zur Reduzierung der Liefermenge konstruktiv nur eine Kolbenseite (Deckelseite) zur Förderung genutzt, muss die entgegengesetzte Seite (Kurbelseite) zur Atmosphäre wie auch bei doppelseitiger Verdichtung mittels einer Kolbenstangendichtung abgedichtet werden. Da kurbelseitig keine Arbeitsventile vorhanden sind, das Gas beim Rücklauf des Kolbens nicht ausgeschoben wird und somit komprimiert, wird durch einen Ausgleichsraum in der Größe des Hubvolumens eine Verdichtung des Gases vermieden.
  • Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren besteht einerseits der Nachteil im technischen Aufwand, andererseits in der Erwärmung des Gases im Ausgleichsraum, weil hier kein Gasaustausch stattfindet.
  • Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, so dass die zuvor erwähnten Nachteile vermieden werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen aus den Patentansprüchen 1 bis 2 gelöst.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kurbelseitigen Druckentlastung und Saugdruckregelung eines doppeltwirkenden, ein- oder mehrstufigen Kolbenverdichters.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen.
  • Dabei zeigt:
  • I einen Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Druckrohr (06) zur kurbelseitigen Druckentlastung des Zylinderinnendrucks.
  • II einen Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Druckrohr (06) und einer Anordnung von Ventilen (09 + 10) zur saugseitigen Druckerhöhung des Gases und somit zur Reduzierung des Stufendruckverhältnisses.
  • Hierbei handelt es sich um wenigstens einen Zylinder (01) mit einem Kolben (02) und einer Kolbenstange (03). Wird der Kolben (02) durch die Kolbenstange (03) in Richtung deckelseitiger Zylinderseite (04) bewegt, verdichtet sich das Gas auf dieser Seite und wird bei Überschreitung des Zwischen- oder Enddruckes aus der deckelseitigen Druckseite (08) ausgeschoben. Gleichzeitig wird von der Saugseite (07) Gas in die kurbelseitige Zylinderseite (05) gesaugt.
  • Bewegt sich der Kolben (02) nach Durchfahren des unteren Totpunktes in Richtung kurbelseitiger Zylinderseite (05), wird das Gas aus der kurbelseitigen Zylinderseite (05) über eine fluidische Vorrichtung (06) zur deckelseitigen Zylinderseite (04) geführt und die kurbelseitige Zylinderseite (4) somit druckentspannt.
  • Weiterhin kann durch die Nutzung eines Vordruckes das Stufendruckverhältnis auf der deckelseitigen Zylinderseite (04) reduziert werden, wodurch sich die Verdichtungstemperatur verringert, was sich gerade bei einatomigen Gasen wie z. B. Helium und Argon mit einem hohen Isentropenexponenten bei der Kompression vorteilhaft auf die Wärmeentwicklung auswirkt.
  • Vorteilhaft wirkt sich die Vorverdichtung des Gases zur Liefermengenregelung aus.
  • Hierbei wird das Gas auf der kurbelseitigen Zylinderseite (05) beim Zurückfahren des Kolbens (02) in den unteren Totpunkt verdichtet, da das Gas durch das gesperrte Ventil (09) in der fluidischen Vorrichtung (06) nicht zur Saugseite (07) der deckelseitigen Zylinderseite (04) fließen kann.
  • Gleichzeitig wird die deckelseitige Zylinderseite (04) mit Gas von der Saugseite (07) gefüllt. Je nach Position des Kolbens (02) und damit einer bestimmten Vorverdichtung, wird das Ventil (09) in der fluidischen Vorrichtung (06) geöffnet und zeitgleich das Ventil (10) in der Saugleitung (07) geschlossen. Dadurch wird das auf der kurbelseitigen Zylinderseite (05) vorverdichtete Gas in die deckelseitige Zylinderseite (04) geschoben und der Druck aus der Saugleitung (07) überschritten.
  • Dabei wird durch die Regelung der kurbelseitigen Vorverdichtung die Liefermenge angepasst und gleichzeitig durch die Verringerung des Stufendruckverhältnisses die Verdichtungswärme reduziert.
  • Aus I und II
    • 01
    Zylinder
    02
    Kolben
    03
    Kolbenstange
    04
    Deckelseitige Zylinderseite
    05
    Kurbelseitige Zylinderseite
    06
    Fluidische Vorrichtung
    07
    Deckelseitige Saugseite
    08
    Deckelseitige Druckseite
    09
    Ventil Fluidische Vorrichtung
    10
    Ventil deckelseitige Saugseite

Claims (2)

  1. Vorrichtung zur kurbelseitigen Zylinderinnendruckentlastung eines doppeltwirkenden, ein- oder mehrstufigen Kolbenverdichters, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der kurbelseitigen Zylinderseite (05) verdichtete Gas über wenigstens eine fluidische Vorrichtung (06) zur Saugseite (07) der deckelseitigen Zylinderseite (04) geführt wird.
  2. Vorrichtung zur deckelseitigen Erhöhung des Saugdruckes eines doppeltwirkenden, ein- oder mehrstufigen Kolbenverdichters nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil (09) in wenigstens einer fluidischen Vorrichtung (06), mit wenigstens einem Ventil (10) in der deckelseitigen Saugleitung (07) kommuniziert, und mittels einer Druckmessung einen auf der kurbelseitigen Zylinderseite (05) erzeugten Druck, der höher als der Saugdruck ist, zu regeln.
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