-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen doppelseitig betriebenen Kolbenverdichter,
umfassend ein Gehäuse,
an dessen beiden Seiten ein Saugrohr und ein Ablassroh eingerichtet
sind, die miteinander in Verbindung stehen, eine Vielzahl von Kolbenmotoren,
die an beiden Seiten im Gehäuse
eingerichtet sind und eine Hin- und Herbewegung in entgegengesetzte
Richtungen erzeugen, einen Zylinder, der sich am Innenumfang des
Gehäuses
abstützt
und zwischen den Kolbenmotoren angeordnet ist, sowie eine Vielzahl
von Kolben, die mit beweglichen Magneten, weiche zwischen Schlitzen
der Kolbenmotoren angeordnet sind, kombiniert sind und gleitbar
in ein Durchgangsloch, welches im Zylinder ausgebildet ist, eingefügt sind.
Auch sind Saugventilzusammenbauten vorgesehen, die in einem Saugkanal
des Zylinders angeordnet sind, um so das Saugen von Flüssigkeit zu
steuern, und so miteinander kombiniert sind, dass eine Bewegungsrichtung
der Flüssigkeit,
die in den Saugventilzusammenbauten fließt, senkrecht zur Bewegungsrichtung
der Kolbenmotoren ausgeführt wird.
Auch sind entsprechende Ablassventilzusammenbauten vorgesehen, die
in einem Ablasskanal des Zylinders angeordnet sind, um so das Ablassen von
Flüssigkeit
zu steuern, und so miteinander kombiniert sind, dass eine Bewegungsrichtung
der Flüssigkeit,
die in den Ablassventilzusammenbauten fließt, senkrecht zur Bewegungsrichtung
der Kolbenmotoren ausgeführt
ist. Ein solcher doppelseitig betriebener Kolbenverdichter ist beispielsweise
bekannt aus der
DE-AS 1 081 180 .
-
Im
allgemeinen ist ein doppelseitig betriebener Kolbenverdichter ein
Verdichter mit hoher Leistung und niedriger Vibration, wobei zwei
Verdichtungseinheiten mit den jeweiligen Kolbenmotoren kombiniert
und so angeordnet sind, daß sie
einander in einem Gehäuse
zugekehrt sind. Doppelseitig betriebene Kolbenverdichter sind neben
der
DE-AS 1 081 180 auch
in der
EP 0 620 367
A1 beschrieben.
-
Beispiele
für Saugventilzusammenbauten bzw.
Ablassventilzusammenbauten mit von außen zugänglichen und herausnehmbaren
Saugeinsätzen bzw.
Ablasseinsätzen
sind unter anderem aus der
DE 29
40 606 A1 und der
US
3,806,285 bekannt.
-
1 zeigt
nun im Folgenden anhand eines typischen Beispiels das Grundprinzip
des Standes der Technik, wonach der herkömmliche doppelseitig betriebene
Kolbenverdichter ein zylindrisches Gehäuse 10 aufweist, das
auf beiden Seiten in einer radialen Richtung ein Saugrohr (SP) und
ein Ablaßrohr (DP),
einen ersten Kolbenmotor 21 und einen zweiten Kolbenmotor 22,
die auf beiden Seiten im Gehäuse 10 in
einer Längsrichtung
geladen sind, einen Zylinder 30, der in einer Längsdurchmesserrichtung zwischen
den zwei Kolbenmotoren 21 und 22 geladen ist,
einen ersten Kolben 41 und einen zweiten Kolben 42,
die in beiden Seiten des Zylinders 30 gleitbar in Richtung
eines Längsdurchmessers
eingefügt
sind, so daß die
jeweiligen Vorderenden des ersten und zweiten Kolbens 41 und 42 einander
zugekehrt und mit beweglichen Magneten 21B und 22B der
Kolbenmotoren 21 und 22 kombiniert sind, einen ersten
Saugventilzusammenbau 51 und einen zweiten Saugventilzusammenbau 52,
die jeweils mit den Vorderenden der Kolben 41 und 42 kombiniert
sind, so daß sie
einander zugekehrt sind, und ein erstes Ablaßventil 61 und ein
zweites Ablaßventil 62 beinhaltet,
die so geladen sind, daß sie
die Ablaßseite des
Zylinders 30 öffnen
und schließen.
-
Der
Zylinder 30 ist ringförmig
und beinhaltet ein Durchgangsloch 31 in einer Hin- und
Herrichtung der Kolben 41 und 42, so daß die Kolben 41 und 42 gleitbar
in den Zylinder 30 eingefügt sind, um so Verdichtungsraum
S1 und Ablaßraum
S2 zu bilden. Ein Saugkanal 32, dessen Querschnitt T-förmig ist,
ist am Außenumfang
einer Seite ausgebildet, so daß das Austrittsende
des Saugkanals 32 über
einen Innenraum des Gehäuses 10 mit
den Saugkanälen 41a und 42a der
Kolben 41 und 42 verbunden ist. Ein Ablaßkanal 33,
dessen Eintrittsende mit dem Ablaßraum S2 verbunden ist und
dessen Querschnitt I-förmig
ist, ist am Außenumfang
der entgegengesetzten Seite ausgebildet.
-
Der
erste Kolben 41 und der zweite Kolben 42 sind
mit den beweglichen Magneten 21B und 22B des ersten
Kolbenmotors 21 und des zweiten Kolbenmotors 22 kombiniert.
Die Saugkanäle 41a und 42a sind
durchdringend in einer Hin- und
Herbewegungsrichtung der Motoren 21 und 22 in
der Mitte der Kolben 41 und 42 ausgebildet.
-
Wie
in 3 gezeigt, beinhalten der erste Saugventilzusammenbau 51 und
der zweite Saugventilzusammenbau 52 ein erstes Ventilgehäuse 51A und ein
zweites Ventilgehäuse 52A,
die Sauglöcher 51a und 52a beinhalten,
welche mit den Saugkanälen 41a und 42a der
Kolben 41 und 42 verbunden sind und an den Vorderenden
der Kolben 41 und 42 eingepreßt sind, und ein erstes Saugventil 51B und ein
zweites Saugventil 52B, die gleitbar in den Innenraum der
Ventilgehäuse 51A und 52A eingefügt sind, wobei
das erste Saugventil 51B und das zweite Saugventil 52B zum
selektiven Öffnen
und Schließen der
Saugkanäle 41a und 42a der
Kolben 41 und 42 und der Sauglöcher 51a und 52a der
Ventilgehäuse 51A und 52A gemäß der Hin-
und Herbewegung der Kolben 41 und 42 dienen.
-
Das
erste Ablaßventil 61 und
das zweite Ablaßventil 62 sind
zwischen den Verdichtungsräumen S1
und dem Ablaßraum
S2 eingerichtet, um die Verdichtungsräume S1 des Zylinders 30 zu öffnen und zu
schließen.
Die Druckrückflächen der
Ablaßventile 61 und 62 sind
durch eine Ventilfeder 63 gehalten.
-
Bei
den nicht beschriebenen Bezugszeichen handelt es sich unter 21A und 22A um
einen ersten Ständer
und einen zweiten Ständer
und unter 71 und 72 um eine erste Resonanzfeder
und eine zweite Resonanzfeder.
-
Es
wird nun der Betrieb des herkömmlichen, doppelseitig
betriebenen Kolbenverdichters beschrieben.
-
Wenn
den Kolbenmotoren 21 und 22 Leistung zugeführt wird,
sind die Kolben 41 und 42 im Durchgangsloch 31 des
Zylinders 30 in einer linearen Hin- und Herbewegung und
ein Kühlgas
wird in Saugdruckbereiche (nicht gezeigt) auf beiden Seiten aufgenommen,
d. h. im Gehäuse 10 entlang
dem Saugrohr (SP) und dem Saugkanal 32 des Zylinders 30.
-
Das
Kühlgas
wird in die Verdichtungsräume S1
des Zylinders 30 entlang der Saugkanäle 41a und 42a der
Kolben 41 und 42 aufgenommen und verdichtet, und
dann wird es aufgrund der fortlaufenden Hin- und Herbewegung des
ersten Kolbens 41 und des zweiten Kolbens 42 in
den Ablaßraum
S2 abgelassen. Das verdichtete Gas wird über den Ablaßkanal 33 und
das Ablaßrohr
(DP) während
des nächsten
Ablaßhubs
der Kolben 41 und 42 in ein System außerhalb
des Gehäuses 10 abgelassen.
-
Genauer
gesagt wird, wie in 2 gezeigt, wenn sich die Kolben 41 und 42 auseinanderbewegen,
das Kühlgas,
das in den Saugdruckbereichen des Gehäuses 10 gefüllt ist,
durch die Saugkanäle 41a und 42a in
die Verdichtungsräume
S1 des Zylinders 30 hochgesaugt, während die Saugventile 51B und 52B der
Kolben 41 und 42 verschoben werden. Da der Druck
der Verdichtungsräume
S1 niedriger als der Druck des Saugraums, wie einem Saugrohr (SP) oder
einem Innenraum des Gehäuses 10,
ist, schließen
zu diesem Zeitpunkt das erste Ablaßventil 61 und das
zweite Ablaßventil 62 die
Ablaßseite
des Zylinders 30.
-
Wie
in 3 gezeigt, wird, wenn sich die Kolben 41 und 42 aufeinander
zu bewegen, der Druck der Verdichtungsräume S1 höher als der Druck des Ablaßraums S2.
Dementsprechend werden die Ablaßventile 61 und 62,
die die Verdichtungsräume S1
des Zylinders 30 auffüllen,
geöffnet.
Gleichzeitig wird das verdichtete Kühlgas in den Ablaßraum S2 aufgenommen.
Dementsprechend wird das verdichtete Kühlgas des Ablaßraums S2
nach außerhalb
des Verdichters abgelassen. Zu diesem Zeitpunkt füllt das
Saugventil 51B die Saugkanäle 41a und 42a der Kolben 41 und 42 auf,
weil der Druck der Verdichtungsräume
S1 höher
als der Druck im Gehäuse 10 ist.
-
Wenn
jedoch, gemäß dem herkömmlichen, doppelseitig
betriebenen Kolbenverdichter, die Saugkanäle 41a und 42a in
den Kolben 41 und 42 gebildet sind und die Saugventilzusammenbauten 51 und 52 in
den Enden der Saugkanäle 41a und 42a geladen sind,
oder wenn die Saugventilzusammenbauten 51 und 52 in
den Vorderenden der Kolben 41 und 42 geladen sind,
ist es schwierig, die Saugventilzusammenbauten für die Kolben 41 und 42 geeignet
herzustellen, die einen kleinen Durchmesser aufweisen, und die Saugventile 51B und 52B in
den Kolben 41 und 42 zu laden. Dementsprechend
läßt die Produktivität nach.
Außerdem
prallen die Saugventilzusammenbauten 51 und 52 bei
der Hin- und Herbewegung der Kolben 41 und 42 mit
dem ersten Ablaßventil 61 und
dem zweiten Ablaßventil 62 zusammen
oder weichen von den Kolben 41 und 42 ab. Dementsprechend
können
die Saugventilzusammenbauten 51 und 52 Schaden
nehmen.
-
Außerdem müssen gemäß den Merkmalen des
Verdichters die Kolben 41 und 42, die bewegliche Objekte
sind, präzise
verarbeitet sein. Abschnitte wie ein Ventilabsetzort, die präzise verarbeitet
sein müssen,
nehmen in den Kolben 41 und 42 zu. Folglich ist es
schwieriger, die Kolben 41 und 42 zu verarbeiten.
-
Weil
die Saugventilzusammenbauten 51 und 52 vor den
Kolben 41 und 42 angeordnet sind, erhöht sich
außerdem
die Länge
der gesamten Vorrichtung.
-
Weil
außerdem
die Vielzahl der Verdichtungsräume
S1 besteht und die jeweiligen Verdichtungsräume S1 durch die lineare Hin-
und Herbewegung der Kolben 41 und 42, die mit
den Motoren 21 und 22 kombiniert sind, geöffnet und
geschlossen werden, werden, wenn etwas mit der elektrischen Steuerung
der Motoren 21 und 22 nicht in Ordnung ist, die
Drücke
der verdichteten Verdichtungsräume S1
unausgewogen. Deshalb würde
die Bewegung des Verdichters unbeständig werden. Folglich wird die
Vibration der Verdichtungsvorrichtung von einer Seite zur anderen
erhöht.
-
Die
vorangehend beschriebenen Nachteile werden zwar weitestgehend von
dem aus der
DE-AS 1 081 180 bekannten
doppelseitig betriebenen Kolbenverdichter vermieden. Dieser Kolbenverdichter hat
allerdings den Nachteil, dass die Montage der Ventile relativ aufwendig
ist, da der Ort, an denen die Ventilzusammenbauten vorgesehen sind,
nicht ohne weiteres zugänglich
ist. Zu Montagezwecken muss bei dem bekannten Kolbenverdichter das
gesamte Gehäuse
geöffnet
bzw. zerlegt sein. Auch müssen der
zentrale, den Verdichtungsraum bildende Zylinder sowie die Kolbenmotoren
demontiert sein.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen doppelseitig
betriebenen Kolbenverdichter zu schaffen, bei dem einzelne Ventile
auf einfache Weise montiert werden können.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen doppelseitig betriebenen Kolbenverdichter, umfassend ein Gehäuse, an
dessen beiden Seiten eine Öffnung
vorgesehen ist, eine Vielzahl von Kolbenmotoren, die an beiden Seiten
im Gehäuse eingerichtet
sind und eine Hin- und Herbewegung in entgegengesetzte Richtungen
erzeugen, eine Vielzahl von Kolben, die mit beweglichen Magneten,
welche zwischen Schlitzen der Kolbenmotoren angeordnet sind, kombiniert
sind und gleitbar in ein Durchgangsloch je Kolbenpaar, welches im
Gehäuse
ausgebildet ist, eingefügt
sind, einen Zylinder, der sich am Innenumfang des Gehäuses abstützt und
zwischen den Kolbenmotoren angeordnet ist, in welchem parallel zur
Bewegungsrichtung der Kolbenmotoren das Durchgangsloch angeordnet
ist, das einen Verdichtungsraum bildet, sowie senkrecht zur Bewegungsrichtung
der Kolbenmotoren ein Saugkanal und ein Ablasskanal, die mit einem
Ende jeweils mit dem Verdichtungsraum verbunden sind und mit dem anderen
Ende jeweils an einer der beiden Öffnungen im Gehäuse enden,
Saugventilzusammenbauten, die in dem Saugkanal des Zylinders angeordnet
sind, um so das Saugen von Flüssigkeit
zu steuern, und so miteinander kombiniert sind, dass eine Bewegungsrichtung
der Flüssigkeit,
die in den Saugventilzusammenbauten fließt, senkrecht zur Bewegungsrichtung der
Kolbenmotoren ausgeführt
ist, wobei die Saugventilzusammenbauten einen Saugeinsatz, der ein Saugloch
enthält
und mit dem Saugrohr verbunden ist, indem er mittels Presssitz in
dem Saugkanal angeordnet ist, der in dem Zylinder ausgebildet ist,
und ein scheibenförmiges
Saugventil, das in einem Raum angeordnet ist, welcher zwischen dem
Vorderende des Saugeinsatzes und dem Saugloch ausgebildet ist, umfassen,
und Ablassventilzusammenbauten, die in dem Ablasskanal des Zylinders
angeordnet sind, um so das Ablassen von Flüssigkeit zu steuern, und so
miteinander kombiniert sind, dass eine Bewegungsrichtung der Flüssigkeit,
die in den Ablassventilzusammenbauten fließt, senkrecht zur Bewegungsrichtung
der Kolbenmotoren ausgeführt
ist, wobei die Ablassventilzusammenbauten einen Ablasseinsatz, der
ein Ablassloch enthält
und mit dem Ablassrohr verbunden ist, indem er mittels Presssitz
in dem Ablasskanal angeordnet ist, der in dem Zylinder ausgebildet
ist, und ein Ablassventil, dessen Kopfabschnitt abgeschnitten ist
und das durch das Vorderende des Ablasseinsatzes elastisch gehalten
ist, wobei das Ablassventil zum Öffnen
und Schließen
des Ablasslochs dient, das im Innenende des Ablasskanals ausgebildet
ist, umfassen.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kolbenverdichters sind
Gegenstand der Unteransprüche.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Kolbenverdichter
ist es problemlos möglich,
zu Montagezwecken lediglich den Saug- bzw. Ablasseinsatz in den dafür vorgesehenen
Saug- bzw. Ablasskanal zu stecken, ohne dass dazu weitere Befestigungsmittel
notwendig wären.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die
beigefügten
Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verstehen der Erfindung
bereitzustellen, und die in der Schrift enthalten sind und ein Teil
von ihr bilden, zeigen Ausführungsformen
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die
Grundsätze
der Erfindung zu erklären.
-
1 ist
eine vertikale Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen,
doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters zeigt;
-
2 zeigt
schematisch den Saughub des herkömmlichen,
doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters;
-
3 zeigt
schematisch den Ablaßhub
des herkömmlichen,
doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters;
-
4 ist
eine vertikale Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines doppelseitig
betriebenen Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
5 zeigt
schematisch den Saughub des doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
6 zeigt
schematisch den Ablaßhub
des doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
7 ist
eine vergrößerte Schnittansicht,
die eine andere Ausführungsform
eines Ablaßventilzusammenbaus
des doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
8 zeigt
schematisch den Saughub einer anderen Ausführungsform des Ablaßventilzusammenbaus
des doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
-
9 zeigt
schematisch den Ablaßhub
einer anderen Ausführungsform
des Ablaßventilzusammenbaus
des doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Es
wird nun ein doppelseitig betriebener Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung detailliert und unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform,
die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, beschrieben.
-
4 ist
eine vertikale Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines doppelseitig
betriebenen Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 5 und 6 zeigen
schematisch den Saughub und den Ablaßhub des doppelseitig betriebenen
Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Wie
in 4 bis 6 gezeigt, beinhaltet der doppelseitig
betriebene Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Gehäuse 110,
mit dem ein Saugrohr (nicht gezeigt) und ein Ablaßrohr (nicht
gezeigt) in einer radialen Richtung des Gehäuses 110 verbunden
sind, einen ersten Kolbenmotor 121 und einen zweiten Kolbenmotor 122,
die auf beiden Seiten des Gehäuses 110 eingerichtet
sind und deren bewegliche Magneten 121B und 122B sich
in einer Hin- und Herbewegung in entgegengesetzte Richtungen befinden,
einen Zylinder 130, der zwischen dem ersten Kolbenmotor 121 und
dem zweiten Kolbenmotor 122 geladen ist, einen Verdichtungsraum
S1 beinhaltet, welcher durchdringend in einer mit den Kolbenmotoren 121 und 122 koaxialen
Richtung ausgebildet ist, und unabhängig einen Saugkanal 132 und
einen Ablaßkanal 133 beinhaltet,
welche mit dem Verdichtungsraum S1 verbunden sind, einen ersten
Kolben 141 und einen zweiten Kolben 142, die mit
den beweglichen Magneten 121B und 122B des ersten
Kolbenmotors 121 und des zweiten Kolbenmotors 122 kombiniert
sind und gleitbar in ein Durchgangsloch 131 eingefügt sind,
welches im Zylinder 130 ausgebildet ist, so daß die Vorderenden
des ersten und zweiten Kolbens 141 und 142 einander
zugekehrt sind, einen Saugventilzusammenbau 150, der in
den Saugkanal 132 des Zylinders 130 geladen ist, zur
Steuerung des Saugens von Flüssigkeit
und einen Ablaßventilzusammenbau 160,
der in den Ablaßkanal 133 des
Zylinders 130 geladen ist, zur Steuerung des Ablassens
von Flüssigkeit.
-
Der
Zylinder 130 ist so ausgebildet, daß er im Gehäuse 110 eingegliedert
ist, so daß der
Außenumfang
des Zylinders 130 am Innenumfang des Gehäuses 110 befestigt
ist, oder er ist so hergestellt, daß er getrennt vom Gehäuse 110 angeordnet
ist. Der Zylinder 130 kann durch Schweißen oder Verschrauben am Innenumfang
in der Mitte des Gehäuses 110 befestigt
sein.
-
Das
Durchgangsloch 131 ist im Zylinder 130 in einer
Hin- und Herbewegungsrichtung
der Kolben 141 und 142 ausgebildet, so daß die Kolben 141 und 142 gleitbar
in den Zylinder 130 eingefügt sind, um so den Verdichtungsraum
S1 zu bilden. Der Saugkanal 132 ist so ausgebildet, daß der Verdichtungsraum
S1 mit dem Saugrohr (nicht gezeigt) verbunden ist. Der Ablaßkanal 133 ist
so ausgebildet, daß der
Verdichtungsraum S1 mit dem Ablaßrohr (nicht gezeigt) verbunden
ist.
-
In
den Innenenden des Saugkanals 132 und des Ablaßkanals 133 des
Zylinders 130 sind abgestufte Oberflächen (nicht bezeichnet) ausgebildet,
so daß ein
Saugventil 152 und ein Ablaßventil 162, die später erwähnt werden,
angeordnet sind.
-
Der
erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 sind
vorzugsweise in Form leerer Zylinder ausgebildet, deren Enden geschlossen
sind, um so Gewicht zu verringern.
-
Der
Saugventilzusammenbau 150 beinhaltet einen Saugeinsatz 151,
der ein Saugloch 151a, das mit dem Saugrohr (nicht gezeigt)
verbunden und im Saugkanal 132 eingepreßt ist, und ein Saugventil 152 beinhaltet,
das im Vorderende des Sauglochs 151a angeordnet und gleitbar
in den Innenumfang des Saugkanals 132 eingefügt ist,
wobei das Saugventil 152 dem Öffnen und Schließen des
Sauglochs 151a dient.
-
Der
Durchmesser des Sauglochs 151a des Saugeinsatzes 151 ist
so ausgebildet, daß er
kleiner als der Durchmesser des Innenendes des Saugkanals 132 ist.
-
Das
Saugventil 152 ist scheibenförmig, wobei am Außenumfang
des Saugventils 152 mehrere Gassaugrillen 152a beinhaltet
sind. Ein gedachter Kreis, der die Innenumfänge der Gassaugrillen 152a miteinander
verbindet, weist einen Durchmesser auf, der größer als der Durchmesser des
Sauglochs 151a und kleiner als der Innendurchmesser des
Innenendes des Saugkanals 132 ist.
-
Der
Ablaßventilzusammenbau 160 beinhaltet
einen Ablaßeinsatz 161,
der ein Ablaßloch 161a, das
mit dem Ablaßrohr
(nicht gezeigt) verbunden und im Ablaßkanal 133 des Zylinders 130 eingepreßt ist, ein
Ablaßventil 162,
das durch das Vorderende des Ablaßeinsatzes 161 elastisch
gehalten ist und dem Öffnen
und Schließen
des Innenendes des Ablaßkanals 133 dient,
und eine Ventilfeder 163 beinhaltet, die zwischen der Druckrückfläche des
Ablaßventils 162 und
dem Vorderende des Ablaßeinsatzes 161 geladen
ist und dem Halten des Ablaßventils 162 dient.
-
Der
Ablaßeinsatz 161 ist
vorzugsweise so in den Zylinder 130 eingefügt, daß er vom
Innenende des Ablaßkanals 133 des
Zylinders 130 getrennt ist, so daß ein Ablaßraum S2, der das Ablaßventil 162 und
die Ventilfeder 163 enthält, im Ablaßkanal 133 gebildet
ist.
-
Das
Ablaßventil 162 bildet
eine Druckfläche, die
in den Ablaßkanal 133 eingefügt ist,
eine Druckrückfläche, die
breiter als der Ablaßkanal 133 ist,
und eine geneigte Abdichtungsfläche
(nicht bezeichnet) zwischen der Druckfläche und der Druckrückfläche, wodurch
ein sich verjüngender
Kegel gebildet ist, dessen Kopfabschnitt abgeschnitten ist. Das
Innenende des Ablaßkanals 133,
das dem Kegel entspricht, beinhaltet eine abgestufte Oberfläche (nicht bezeichnet).
Eine geneigte Abdichtungsfläche
(nicht bezeichnet) ist so an der Kante der abgestuften Oberfläche ausgebildet,
daß sie
die Abdichtungsfläche
(nicht gezeigt) des Ablaßventils 162 berührt.
-
Es
wird nun eine andere Ausführungsform des
Ablaßventilzusammenbaus
beschrieben.
-
7 ist
eine vergrößerte Schnittansicht,
die eine andere Ausführungsform
des Ablaßventilzusammenbaus
des doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. 8 und 9 zeigen
schematisch den Saughub und den Ablaßhub einer anderen Ausführungsform des
Ablaßventilzusammenbaus
des doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Wie
in 7 bis 9 gezeigt, wird gemäß einer
anderen Ausführungsform 260 des
Ablaßventilzusammenbaus 160 nicht
wie bei der vorhergehenden Ausführungsform
eine Ventilfeder 163 in Form einer Spule, sondern eine
Blattfeder 300 verwendet, um die Abriebfestigkeit und die
Aufgabenerfüllung des
Ventils zu verbessern.
-
Ein
Zylinder 230 einer vorher bestimmten Form ist starr mit
der Innenseite des Gehäuses 110 kombiniert.
Ein Durchgangsloch 231 ist in der Mitte des Zylinders 230 ausgebildet.
Der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 sind
in beide Seiten des Durchgangslochs 231 gleitbar eingefügt.
-
Ein
Ablaßkanal
F', der den Ablaßraum S2 aufweist,
ist so ausgebildet, daß er
mit dem Durchgangsloch 231 verbunden ist, das im Zylinder 130 ausgebildet
ist.
-
Der
Ablaßkanal
F' beinhaltet ein
erstes Loch 265, das mit einem/er vorher bestimmten Innendurchmesser
und Tiefe an der Innenwand des Zylinderdurchgangslochs 231 ausgebildet
ist, eine geneigte, abgestufte Abdichtungsfläche 266, die so ausgebildet
ist, daß sie
eine vorher bestimmte Tiefe in Kegelform aufweist und sich in das
erste Loch 265 erstreckt, und ein zweites Loch 267,
das mit einem Innendurchmesser ausgebildet ist, der größer als
der Längsdurchmesser
der geneigten, abgestuften Abdichtungsfläche 266 ist, so daß es mit
einem Durchgangsloch 212, das im Gehäuse 110 ausgebildet
ist, verbunden ist, um mit der geneigten, abgestuften Abdichtungsfläche 266 verbunden
zu sein.
-
Der
Ablaßkanal
F', der durch das
erste Loch 265, die geneigte, abgestufte Abdichtungsfläche 266 und
das zweite Loch 267 gebildet ist, ist in einer Richtung
ausgebildet, die senkrecht zu dem Zylinderdurchgangsloch 231 des
Rahmens steht.
-
Ein
Automatikablaßventil 262 in
Form eines Kegels, dessen Kopfabschnitt abgeschnitten ist, ist in den
Ablaßkanal
F' eingefügt.
-
Das
Ablaßventil 262 beinhaltet
einen Kegel 263, dessen Kopfabschnitt abgeschnitten ist,
so daß er
der geneigten, abgestuften Abdichtungsfläche 266 des Ablaßkanals
F' entspricht, und
einen Halter 264, der hervorsteht, so daß er eine/n
vorher bestimmte/n Außendurchmesser
und Höhe
in der Mitte des Längsdurchmessers
des Kegels 263 aufweist. Der Außenumfang des Kegels 263 bildet
eine Abdichtungsfläche.
-
Der
Ablaßeinsatz 261,
der ein Ablaßloch 261b aufweist,
ist in das zweite Loch 267 des Ablaßkanals F' des Zylinders 230 eingefügt und mit
dem Zylinder 230 kombiniert.
-
Der
Ablaßeinsatz 261 beinhaltet
einen Körper 261a,
der eine/n vorher bestimmte/n Außendurchmesser und Länge aufweist
und in den Ablaßkanal
F' eingefügt und daran
befestigt ist, und ein Ablaßloch 261b,
das durchdringend in dem Körper 261a ausgebildet
ist.
-
Das
Ablaßloch 261b beinhaltet
einen ersten Innendurchmesser 261c, der so ausgebildet
ist, daß er
vorher bestimmte Tiefe und Durchmesser an dem Ende aufweist, das
im Ablaßkanal
F' angeordnet ist, und
einen zweiten Innendurchmesser 261d, der durchdringend
so ausgebildet ist, daß er
kleiner als der erste Innendurchmesser 261c ist und mit
dem ersten Innendurchmesser 261c verbunden ist.
-
Die
Blattfeder 300 ist mit der Innenseite des Ablaßkanals
F' so kombiniert,
daß die
Blattfeder 300 beim Saughub der Kolben 141 und 142 über einen vorher
bestimmten Abstand vom Ablaßventil 262 getrennt
wird.
-
Eine
Vielzahl von Durchgangsrillen 301, in denen während der
Bewegung des Ablaßventils 262 Kühlgas fließen kann, sind
in einem dünnen,
kreisförmigen
Blatt der Blattfeder 300 ausgebildet.
-
Der
Durchmesser eines gedachten Kreises am Innenumfang der Durchgangsrillen 301 ist
so ausgebildet, daß er
größer als
der Durchmesser des Halters 264 ist, der im Ablaßventil 262 ausgebildet ist.
-
Das
Ablaßventil 262 wird,
nachdem es sich während
des Ablaßhubs
der Kolben 141 und 142 über eine vorher bestimmte Entfernung
bewegt hat, durch die Blattfeder 300 gehalten.
-
Außerdem ist
an der Blattfeder 300 am Innenumfang des Ablaßkanals
F', d. h. am Innenumfang
des zweiten Lochs 267 des Ablaßkanals F', ein abgestufter Abschnitt 268 ausgebildet.
Die Blattfeder 300 ist am Ende des Ablaßeinsatzes 261 befestigt und
damit kombiniert, der in den Ablaßkanal F' eingefügt und damit kombiniert ist,
um in diesem Zustand in dem abgestuften Abschnitt 268 angeordnet
zu werden.
-
Es
ist selbstverständlich
allgemein bekannt, daß der
Verdichter auch ohne die Federn 163 und 300 in
den Ablaßventilzusammenbauten 160 und 260 betrieben
werden kann.
-
Bei
den nicht beschriebenen Bezugszeichen handelt es sich unter 121A und 122A um
einen ersten Ständer
und einen zweiten Ständer
und unter 171 und 172 um eine erste Resonanzfeder
und eine zweite Resonanzfeder.
-
Es
werden nun Betrieb und Wirkung des doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
-
Wenn
dem ersten Kolbenmotor 121 und dem zweiten Kolbenmotor 122 Leistung
zugeführt
wird, sind der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 im
Durchgangsloch 131 des Zylinders 130 gleichzeitig
in einer linearen Hin- und
Herbewegung in entgegengesetzten Richtungen. Gleichzeitig wird Kühlgas über das
Saugrohr (nicht gezeigt), das Saugloch 151a des Saugeinsatzes 151,
den Ablaßkanal 133 des
Zylinders 130, den Ablaßeinsatz 161 und das
Ablaßrohr
(nicht gezeigt) in ein System außerhalb des Gehäuses 110 abgelassen.
-
Genauer
gesagt wird, wie in 5 gezeigt, wenn sich die Kolben 141 und 142 auseinanderbewegen,
das Kühlgas
von außerhalb
des Gehäuses 110 über das
Saugrohr (nicht gezeigt) und das Saugloch 151a des Saugeinsatzes 151 aufgenommen,
es verschiebt das Saugventil 152, das am Vorderende des
Saugeinsatzes 151 angeordnet ist, verbindet das Saugloch 151a mit
dem Saugkanal 132 und wird in den Verdichtungsraum S1 des
Zylinders 130 hochgesaugt.
-
Zu
diesem Zeitpunkt ist das Saugventil 152 an der abgestuften
Oberfläche
des Saugkanals 132 befestigt. Da jedoch der Durchmesser
eines gedachten Kreises, der die Gassaugrillen 152a des
Saugventils 152 miteinander verbindet, kleiner als der Durchmesser
des Sauglochs 132a ist, wird das Kühlgas über die Gassaugrillen 152a in
den Verdichtungsraum S1 des Zylinders 130 aufgenommen und verbleibt
im Verdichtungsraum S1.
-
Wie
in 6 gezeigt, wird, wenn sich der Kolben 141 und
der Kolben 142 aufeinander zu bewegen, der Druck des Kühlgases
im Verdichtungsraum S1 auf mehr als einen vorher bestimmten Ablaßdruck erhöht. Dementsprechend öffnet das
Kühlgas
das Ablaßventil 162 und
wird über
das Ablaßloch 133a,
den Ablaßkanal 133 und
das Ablaßloch 161a des
Ablaßeinsatzes 161 in
das Ablaßrohr
(nicht gezeigt) abgelassen.
-
Das
Ablaßventil 162 wird
verschoben, während
es durch die Ventilfeder 163 gehalten wird, drückt das
verdichtete Kühlgas,
das in den Ablaßraum
S2 gefüllt
ist, in das Ablaßloch 161a des
Ablaßeinsatzes 161 und
läßt das verdichtete
Kühlgas
in das Ablaßrohr
(nicht gezeigt) ab. Das Saugventil 151 wird in Richtung
des verdichteten Gases verschoben und am Vorderende des Saugeinsatzes 151 befestigt.
Da jedoch der Durchmesser des Sauglochs 151a des Saugeinsatzes 151 kleiner
als der Durchmesser des gedachten Kreises ist, der die Innenumfänge der Gassaugrillen 152a des
Saugventils 152 miteinander verbindet, ist ein Rückfluß des verdichteten
Gases verhindert.
-
Da
die Saugventilzusammenbauten im Saugkanal des Zylinders geladen
sind, ist es möglich,
das Saugventil leicht herzustellen und einzurichten. Da die Saugventilzusammenbauten
außerdem nicht
in beweglichen Kolben, sondern in einem starren Körper geladen
sind, ist es möglich
zu verhindern, daß die Saugventilzusammenbauten
abweichen oder zusammenprallen und so Schaden nehmen.
-
Es
ist möglich,
die Kolben präzise
zu verarbeiten, da ein Saugkanal nicht in den Kolben ausgebildet
ist und die zusätzlich
kombinierten Saugventilzusammenbauten nicht geladen sind.
-
Es
ist möglich,
ein Phänomen
zu unterdrücken,
bei dem Kolben beim Betrieb des Verdichters mit übermäßiger Verschiebung zurückgeschoben werden,
da durch Kühlgas,
das zwischen Zylinder und Kolben hinter beiden Kolben austritt,
ein Zwischendruck zwischen Saugdruck und Ablaßdruck gebildet ist.
-
Da
beide Kolben an der Verdichtung beteiligt sind, sind die Drücke hinter
den Kolben, die sich auf die Bewegung der Kolben auswirken, gleich.
Dementsprechend ist es möglich,
die Vibration des Verdichters zu reduzieren.
-
Es
werden nun Betrieb und Wirkung einer anderen Ausführungsform 260 des
Ablaßventilzusammenbaus 160 des
doppelseitig betriebenen Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Wie
in 8 gezeigt, wird, wenn sich der erste Kolben 141 und
der zweite Kolben 142 gleichzeitig auseinanderbewegen,
der Außenumfang
eines Kegels 263 mit abgeschnittenem Kopfabschnitt des Automatikablaßventils 262 durch
Druckunterschied im Zylinderdurchgangsloch 231 an der geneigten, abgestuften
Abdichtungsfläche 266 des Ablaßkanals F' befestigt. Dementsprechend
ist der Ablaßkanal
F' geschlossen.
-
Das
Kühlgas
wird von außerhalb
des Gehäuses 110 über das
Saugrohr (nicht gezeigt) und das Saugloch 151a des Saugeinsatzes 151 aufgenommen,
verschiebt das Saugventil 152, das am Vorderende des Saugeinsatzes 151 angeordnet
ist, verbindet das Saugloch 151a mit dem Saugkanal 132 und wird
in den Verdichtungsraum S1 des Zylinders 130 hochgesaugt.
-
Das
Saugventil 152 ist an der abgestuften Oberfläche des
Saugkanals 132 befestigt. Der Durchmesser eines gedachten
Kreises, der die Gassaugrillen 152a des Saugventils 152 miteinander
verbindet, ist jedoch kleiner als der Durchmesser des Sauglochs 132a.
Dementsprechend wird das Kühlgas über die
Gassaugrillen 152a in den Verdichtungsraum S1 des Zylinders 130 aufgenommen
und verbleibt im Verdichtungsraum S1.
-
Wenn
sich der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 gleichzeitig
aufeinander zu bewegen, wird, wie in 9 gezeigt,
das Kühlgas,
das in das Durchgangsloch 231 des Zylinders 130 hochgesaugt
ist, allmählich
verdichtet. Das Automatikablaßventil 262 bewegt
sich aufgrund eines Druckunterschieds zwischen dem Verdichtungsraum
S1, der durch die Enden des ersten Kolbens 141 und des zweiten
Kolbens 142 gebildet ist, und dem Durchgangsloch 231 und
einer Ablaßseite.
Dementsprechend ist zwischen der Abdichtungsfläche des Ablaßventils 262 und
der geneigten, abgestuften Abdichtungsfläche 266 des Ablaßkanals
F' Freiraum erzeugt.
-
Wenn
sich das Automatikablaßventil 262 anfangs
bewegt, wird das Automatikablaßventil 262 zunächst in
einem Zustand geöffnet,
in dem es nicht von der Blattfeder 300 gehalten ist. Wenn
sich das Automatikablaßventil 262 über eine
vorher bestimmte Entfernung hinaus bewegt, wird das Automatikablaßventil 262 durch
die Blattfeder 300 elastisch gehalten.
-
Wenn
zwischen der Abdichtungsfläche
des Automatikablaßventils 262 und
der geneigten, abgestuften Abdichtungsfläche 266 Freiraum erzeugt
ist, tritt das verdichtete Kühlgas
aus dem Verdichtungsraum S1 aus und wird durch das Ablaßloch 261b,
das im Ablaßeinsatz 261 ausgebildet
ist, abgelassen.
-
Wenn
sich der erste Kolben 141 und der zweite Kolben 142 auseinander
bewegen, bewegt sich das Automatikablaßventil 262 durch
einen Druckunterschied des Verdichtungsraums S1, und die Abdichtungsfläche des
Automatikablaßventils 262 wird
an der geneigten, abgestuften Abdichtungsfläche 266 des Ablaßkanals
F' befestigt. Dementsprechend
wird der Ablaßkanal
F' geschlossen,
und das Kühlgas
wird wieder in den Verdichtungsraum S1 hochgesaugt.
-
Das
Automatikablaßventil 262 bewegt
sich elastisch in einem Zustand, in dem es elastisch durch die Blattfeder 300 gehalten
wird. Nachdem sich das Automatikablaßventil 262 über eine
bestimmte Entfernung hinaus bewegt hat, bewegt sich das Automatikablaßventil 262 frei
und setzt sich in der geneigten Abdichtungsfläche 266 ab.
-
Da
die Blattfeder 300 durch eine vorher bestimmte Entfernung
getrennt von dem Automatikablaßventil 262 geladen
ist, ist das Automatikablaßventil 262 zu
dem Zeitpunkt, an dem das Automatikablaßventil 262 geschlossen
wird, d. h. die Abdichtungsfläche
des Automatikablaßventils 262 und
die geneigte, abgestufte Abdichtungsfläche 266 des Ablaßkanals
F' aneinander angeordnet
werden, nicht von der Blattfeder 300 betroffen.
-
Das
Automatikablaßventil 262 ist
auch zu dem Zeitpunkt nicht von der Blattfeder 300 betroffen, an
dem das Automatikablaßventil 262 geöffnet wird, d.
h. die Abdichtungsfläche
des Automatikablaßventils 262 von
der geneigten, abgestuften Abdichtungsfläche 266 des Ablaßkanals
F' getrennt wird.
Dementsprechend wird der Ablaßkanal
F' korrekt geöffnet und
geschlossen. Es ist möglich,
die Teile vor Abrieb zu bewahren, und die Aufgabenerfüllung des
Ablaßventils
wird ausgezeichnet.
-
Gemäß dem doppelseitig
betriebenen Kolbenverdichter der vorliegenden Erfindung sind die Saugventilzusammenbauten
und die Ablaßventilzusammenbauten,
welche das Saugventil und das Ablaßventil beinhalten, die mit
dem Verdichtungsraum verbunden sind, welcher in der Mitte des Zylinders ausgebildet
ist, auf beiden Seiten des Zylinders ausgebildet. Dementsprechend
wird das Kühlgas über den
Saugkanal in den Verdichtungsraum aufgenommen, ohne über die
Innenseite des Gehäuses
zu laufen, und über
den Ablaßkanal
abgelassen. Weil der Saugkanal direkt in den Kolben ausgebildet
und das Saugventil, das in den Kolben geladen ist, entfernt ist,
ist es daher möglich, die
Kolben leicht zu verarbeiten. Weil außerdem die Länge der
Verdichtungsvorrichtung verringert sein kann, ist es möglich, die Größe des gesamten
Verdichters zu verringern.
-
Da
außerdem
der Saugeinsatz und der Ablaßeinsatz
enthalten sind, ist es möglich,
das Saugventil und das Ablaßventil
leicht herzustellen. Da das Saugventil und das Ablaßventil
in dem starren Körper,
wie dem Saug-/Ablaßeinsatz,
geladen sind, ist es möglich
zu verhindern, daß das
Saugventil und das Ablaßventil
abweichen oder zusammenprallen und so Schaden nehmen.
-
Da
der Zwischendruck zwischen dem Saugdruck und dem Ablaßdruck durch
das Kühlgas,
das zwischen dem Zylinder und den Kolben austritt, hinter beiden
Kolben gebildet ist, sind der linke und der rechte Kolben bei der
Hin- und Herbewegung
des linken und des rechten Kolbens ausgewogen. Dementsprechend ist
es möglich,
das Phänomen,
bei dem die Kolben zurückgeschoben
werden, zu unterdrücken.
Da beide Kolben an der Verdichtung beteiligt sind, sind die Bewegungen
beider Kolben gleich. Dementsprechend ist es möglich, die Vibration des Verdichters
zu reduzieren. Da der Kolben durch den Zwischendruck unterstützt wird,
kann die Durchschnittsposition des Kolbens enger an der Anfangsposition
liegen als ohne den Zwischendruck. Dies führt zu hoher volumetrischer
Effizienz.
-
Da
außerdem
ein Abrieb zwischen dem Ablaßkanal,
durch den das Kühlgas
abgelassen wird, und dem Ablaßventil
zum Öffnen
und Schließen
des Ablaßkanals
unterdrückt
ist, sind der Ablaßkanal
und das Ablaßventil
korrekt angeordnet. Dementsprechend ist es möglich, die Lebensdauer von
Teilen zu verlängern,
und der Abdichtungshub der Teile ist verbessert. Außerdem wird
die Aufgabenerfüllung
des Ablaßventils
ausgezeichnet, es ist möglich,
die Öffnungs-
und Schließhübe des Ablaßkanals
und die Zuverlässigkeit
des Verdichters zu verbessern.