DE1042172B

DE1042172B - Vorrichtung zur stufenlosen Fuellungsregelung von Kolbenverdichtern

Info

Publication number: DE1042172B
Application number: DER18129A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Horn; Albert Boehlke
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1956-01-14
Filing date: 1956-01-14
Publication date: 1958-10-30

Description

Vorrichtung zur stufenlosen Füllungsregelung von Kolbenverdichtern Es ist bekannt, eine stufenlose Regelung der Füllung von Kolbenverdichtern dadurch vorzunehmen, daß die Ventilplatten der Saugventile durch Federbelastung während des Verdichtungshubes gegen den Rückströmdruck des zu verdichtenden Mediums offengehalten werden. Dabei erhalten die Federn über einen Greiferstern eine veränderlich einstellbare Vorspannung. Die Veränderung der Vorspannung der Federn kann dadurch bewirkt werden, daß der Greiferstern durch eine von außen betätigte Schraubenspindel mehr oder weniger gegen die Schließstellung der Federn verstellt wird. Es ist auch bekannt, den Greiferstern durch einen Steuerkolben zu betätigen, auf welchen ein veränderlicher Druck ausgeübt wird, wobei dieser Druck auch von dem im Kolbenverdichter geförderten Medium geliefert werden kann.
Die Betätigung des Greifersterns mittels Schraubspindel hat bei Vorhandensein mehrerer Zylinderseiten und mehrerer Ventile auf jeder Zylinderseite den Nachteil, daß eine gleichmäßige und gleichzeitige Regulierung aller zu steuernden Ventile konstruktiv außerordentlich umständlich ist. Die Ausführung mit Steuerkolben dagegen weist den Nachteil auf, daß entweder eine besondere Druckflüssigkeit bereitgehalten werden muß oder aber, sofern der Druck des gasförmigen Fördermediums des Kolbenverdichters ausgenutzt werden soll, der Greiferstern mitsamt dem Steuerkolben infolge der Kompressibilität des Steuermediums jedes Arbeitsspiel des Kolbenverdichters mitmacht. Alle gleitenden Teile der Greifersteuerung müssen daher sorgfältig geschmiert werden. Bei Förderung gewisser Gase, wie etwa Sauerstoff, müssen aber selbst Spuren eines brennbaren Schmiermittels vermieden werden. Bei rasch laufenden Maschinen macht sich außerdem der Nachteil erheblicher Massenkräfte bemerkbar, welche die empfindlichen Ventilplatten außerordentlich beanspruchen.
Die Erfindung vermeidet die vorbeschriebenen Nachteile dadurch, daß die von dem Steuerkolben auf den Greiferstern wirkende Verstellkraft senkrecht oder annähernd senkrecht zur Bewegungsrichtung der Ventilplatte angreift. Die Hubänderung des Greifersterns wird durch eine parallel zum Schub des Steuerkolbens gleitende schräge Ebene bewirkt, die ihrerseits den Greiferstern verstellt. Der Neigungswinkel der schrägen Ebene ist so gewählt, daß eine Rückwirkung von Bewegungskräften des Greifersterns auf den Steuerkolben verhindert wird.
In der Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung am Beispiel eines Saugventils von einer Gruppe der an einer Zylinderseite angeordneten Ventile dargestellt. Beim Verdichtungshub hat der in Richtung a wirkende Staudruck des Fördermediums die Ventilplatten V gegen den Druck der Ventilfedern A geschlossen. Die Ventilfedern A sind am Greiferstern B befestigt. Die Greiferführung C ist an ihrer Berührungsstelle mit dem Gleitstein D abgeschrägt. Der mit einem Steuerkolben E verbundene Gleitstein D gestattet nur eine Bewegung senkrecht zur Führung des Greifersterns. Die Neigung der schrägen Ebene, unter der sich die Greiferführung C und der Gleitstein D berühren, ist so gewählt, daß sie kleiner als der Reibungswinkel der verwendeten Materialien ist. Die vom Staudruck im Ventilquerschnitt über die Ventilfedern A, den Greiferstern B und die Greiferführung C übertragene Kraft kann daher keine Bewegung des Gleitsteines D und damit keine Rückwirkung auf den Steuerkolben E hervorrufen. Diese Kraft wird vielmehr über den Ventilkorb F auf den festen Ventildeckel übertragen. Damit bleibt das gesamte Steuersystem, bestehend aus Greiferstern B, Greiferführung C. Gleitstein D und Steuerkolben E, während des Arbeitsspieles des V erdichterkolbens in Ruhe, es bewegen sich nur die Ventilplatte V und die mit ihr verbundenen Ventilfedern A. Es erübrigt sich somit auch eine Schmierung dieser Teile.
Über die Bohrung G wird der Steuerkolben F_ mit dem Druck des im Kolbenverdichter geförderten Mediums beaufschlagt, der dabei in bekannter Weise geregelt wird. Die Regelung kann von Hand oder automatisch erfolgen, bei Vorhandensein mehrerer Ventile auch von einer einzigen Steuerstelle aus. Die automatische Regelung kann erfindungsgemäß dabei durch einen Druckregler vor sich gehen, der von einer den Betriebsablauf bestimmenden Größe, z. B. Druck des Fördermediums, Drehzahl, Temperatur usw., beeinflußt wird, gegebenenfalls unter Verwendung einer elektrischen Übertragung. Der im Saugraum des "entils herrschende Druck zur Bewegung des Steuer-1>olbens E in der dem Steuerdruck entgegengesetzten Richtung wird durch eine Feder H unterstützt, die in Richtung a. wirkt. Die unter der Greiferführung C angebrachte Feder J entlastet die Ventilfedern <d von dem Gewicht des Greifersterns und bewirkt, daß die Greiferführung C stets fest auf dem Gleitstein D anliegt.
Erfindungsgemäß bann die Übertragung der Bewegung des Steuerkolbens E auf den Greiferstern B auch durch eine Schraubspindel oder eine ähnliche Vorrichtung, z. B. Taumelscheibe, erfolgen, welche die Funktion der schrägen, selbsthemmenden Ebene übernimmt. In diesem Fall wird die Schraubspindel von einer 1Tutter umfaßt, welche am äußeren Umfang eine Verzahnung trägt, in welche eine vom Steuerkolben E betätigte Zahnstange eingreift und damit die Drehung der :Mutter bewirkt. Je nach der gewünschten Regelcharakteristik kann die Schraubspindel mit Mutter auch über ein Getriebe durch den Steuerkolben verstellt «,erden.

Claims

PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zur stufenlosen Füllungsregelung von Kolbenverdichtern durch Veränderung einer auf Ventilplatten oder Ventilringe wirkenden Federkraft, wobei der die Federspannung bewirkende Steuerschub durch einen in einem Zylinder geführten Steuerkolben hervorgerufen wird, dessen Verschiebungskraft von dem Fördermedium des Kolbenverdichters geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der die Federspannung verändernde Steuerschub senkrecht oder annähernd senkrecht zur Federbewegungsrichtung entlang einer schrägen Ebene mit selbsthemmender Steigung wirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Ebene als senkrecht oder annähernd senkrecht zur Federbewegungsrichtung geführter Gleitstein ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Federspannung durch Drehung einer mit einem Zahnkranz versehenen Mutter bewirkt wird, welche die mit Schraubgewinde selbsthemmender Steigung versehene Greiferspindel umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Greiferspindel umfassende und die Veränderung der Federstellung bewirkende Mutter über ein Getriebe vom Steuerkolben aus verstellt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerschub bewirkende Druckdifferenz für alle Zylinderseiten von einer Zentralstelle von Hand reguliert oder automatisch durch ein Regelorgan eingestellt wird, welches von einer den Betriebsablauf bestimmenden Größe beeinflußt wird.