DE1074204B

DE1074204B - Arrangement for electromagnetic vibration compressors with antechamber

Info

Publication number: DE1074204B
Application number: DENDAT1074204D
Authority: DE
Inventors: Kassel Günter Dunkel
Original assignee: LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Frankfurt/M
Publication date: 1960-01-28

Description

Anordnung für elektromagnetische Schwingkompressoren mit Vorkammer Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Schwingkompressoren, insbesondere für Kälteanlagen.Arrangement for electromagnetic vibration compressors with antechamber The invention relates to vibratory electromagnetic compressors, in particular for refrigeration systems.

Es ist allgemein bekannt, daß bei derartigen elektromagnetischen Antrieben für Kolbenkompressoren die Beherrschung des Kolbenhubes erhebliche Schwierngheiten bereitet, da bei Leerlauf bzw. niedrigem Gegendruck im Kompressor die Schwingweite des Ankers zunimmt und der Kolben an den Zvlinderdeckel anschlägt. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit sind die verschiedensten Mittel zur Begrenzung des Kolbenhubes bekanntgeworden, die sich aber entweder als zu aufwendig erwiesen haben oder die bei Kältekompressoren besonders wichtige Frage der Geräuscharmut nicht befriedigend zu lösen vermochten.It is well known that such electromagnetic drives for reciprocating compressors, mastering the piston stroke is very difficult prepares, since the oscillation amplitude when idling or when the back pressure in the compressor is low of the armature increases and the piston hits the cylinder cover. To avoid this difficulty are the most diverse means of limiting the piston stroke became known, but they have either proven to be too costly or the in the case of refrigeration compressors, a particularly important question of low noise level, unsatisfactory able to solve.

Es ist beispielsweise bei einem Schwingverdichter mit einer durch ein Zwischenventil gegenüber dem Zylinderraum abgetrennten Vorkammer vorgeschlagen worden, ein Anschlagen des Kolbenbodens gegen die das Zwischenventil tragende Wand dadurch zu verhindern, daß zwischen dem Kolben und der Vorkammer ein bestimmtes Gasvolumen von dem sich dem Zwischenventil nähernden Kolben abgeschlossen wird. Dieses Gasvolumen ist von einer starr angeordneten Zwischenwand, der Zylinderwand und dem Kolbenboden begrenzt. Der in diesem Raure nach Verschließen der Zwischenventilbohrung durch den Kolbenansatz entstehende Gegendruck bestimmt den Kompressionsendpunkt des Kolbens. Das hierin abgeschlossene Gasvolumen wird dabei stark verdichtet und erwärmt. Diese Verdichtung und die zusätzliche Erwärmung des komprimierten Gasvolumens ist jedoch für einen Kältemittelverdichter, bei dem eine gute Wärmeabfuhr besonders wichtig ist, sehr unvorteilhaft.It is, for example, in a vibrating compressor with a through proposed an intermediate valve opposite the cylinder chamber separated antechamber been, a striking of the piston head against the wall supporting the intermediate valve to prevent thereby that between the piston and the prechamber a certain Gas volume is closed off by the piston approaching the intermediate valve. This gas volume is from a rigidly arranged partition, the cylinder wall and the piston crown. The one in this hoarfrost after the intermediate valve bore has been closed The back pressure created by the piston attachment determines the compression end point of the piston. The gas volume enclosed in this is strongly compressed and warmed up. This compression and the additional heating of the compressed gas volume However, it is particularly important for a refrigerant compressor that requires good heat dissipation is important, very unfavorable.

Als der günstigste Weg, das genannte Problem zu lösen, hät-sich die Anwendung einer Vorkaminer--erwiesen, die zwischen dem Druckventil und dem Zylinder eingeschaltet ist und gegenüber letzterem durch ein selbständig arbeitendes Ventil abgeschlossen-_ist-Diese durch ein vorbelastetes Druckventil abgeschlos@' sene Vorkammer bewirkt infolge ihres kleinen--Rattminhalts den raschen Aufbau eines genügend hohen Gegendruckes noch bevor sich die Schwingung so weit aufgeschaukelt hat, daß der Kolben anschlagen kann. Es hat sich jedoch gezeigt, daß, wenn diese Vorkammer durch eine feste Wand gegenüber dem Zylinderraum abgeschlossen ist, in welche das Zwischenventil eingesetzt ist, beim Anlaufen des Kompressors noch immer die Gefahr des Anschlagens des Kolbens bestellt.The cheapest way to solve the problem mentioned is the Application of an antechamber - proven to be between the pressure valve and the cylinder is switched on and compared to the latter by an independently operating valve closed-_is-this closed by a pre-loaded pressure valve @ 'sene antechamber due to its small content, it causes the rapid build-up of a sufficiently high one Back pressure before the oscillation has rocked so far that the Piston can strike. However, it has been shown that when this antechamber through a solid wall is closed off from the cylinder space, in which the intermediate valve is used, there is still a risk of the compressor starting up of the piston ordered.

Um dieses Anschlagen weitgehend zu verhindern, oder zumindest ungefährlich zu gestalten, ist bekannt, die Vorkammer dadurch zu bilden, daß man dem Zylinder einen großen Totraum gibt und diesen toten Raum dadurch wieder unschädlich macht, daß man den Zylinderraum durch ein Zwischenventil unterteilt, das als ebene Platte ausgebildet ist und den gesamten Zylinderquerschnitt überdeckt und dabei so angeordnet ist, daß es von dem Kolben bei großem Schwingungshub. vor sich her geschoben werden kann. Hierdurch Soll erreicht werden, daß der Kolben infolge des zwischen ihm und der Ventilplatte sich bildenden Gaspolsters nicht hart auf das Ventil aufschlägt.In order to largely prevent this hitting, or at least safely to shape, it is known to form the prechamber by the fact that the cylinder there is a large dead space and this makes this dead space harmless again, that the cylinder space is divided by an intermediate valve, which is a flat plate is formed and covers the entire cylinder cross-section and thereby arranged is that it is from the piston at a large oscillation stroke. be pushed in front of you can. This should be achieved that the piston as a result of between him and the gas cushion that forms on the valve plate does not hit the valve hard.

Obwohl durch diese Maßnahme das Anschlagen des Kolbens an den Zylinderdeckel bzw. an das diesen praktisch ersetzende Zwischenventil weitgehend gedämpft ist, so daß eine Beschädigung des Ventils nicht zu befürchten ist, hat sich ergeben, daß auch die gedämpften Anschläge - noch= ein merkbares Geräusch hervorrufen können, das sich-bei der Verwendung derartiger Kompressoren, z. B. in-Haushaltkühlschränken, unangenehm bemerkbar machen kann: Die Erf nduig bezieht sich auf elektromagnetische Schwingkompressoren der vorgenannten Art und-bezweckt, durch geeigne-te-,Ausbildung -und Ariördau'ng des Zwischenventils das Anschlaggeräusch zu beseitigen..-.Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Ziv isehenventil so ausgebildet ist, daß zwischen ihre- und- dem Kolben bei dessen Annäherung an das Zwischenventil ein Gaspolster solcher Größe gebildet wird, daß das Zwischenventil bei jeder Belastung öffnet, bevor der Kolben an das Zwischenventil anschlägt.Although this measure causes the piston to hit the cylinder cover or to the intermediate valve, which practically replaces it, is largely damped, so that damage to the valve is not to be feared, it has been found that the muffled attacks - still = can produce a noticeable noise, that-when using such compressors, z. B. in household refrigerators, can make unpleasant noticeable: The invention relates to electromagnetic Oscillating compressors of the aforementioned type and purpose, through suitable training -and Ariördau'ng the intermediate valve to eliminate the stop noise ..-. This is achieved according to the invention in that the Ziv isehenventil is designed so that between their and the piston as it approaches the intermediate valve Gas cushion of such a size is formed that the intermediate valve with every load opens before the piston hits the intermediate valve.

Diese Wirkung kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Im folgenden soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.This effect can be achieved in a number of ways. Hereinafter the invention is to be explained in more detail using two exemplary embodiments.

Das erste Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. In diesen ist mit 1 der Zylinder bezeichnet, 2 ist der Kolben des Kompressors. Der Zylinder weist nahe seinem Ende, d. h. nahe dem ihn üblicherweise abschließenden Deckel, einen Absatz auf und geht an dieser Stelle in die Vorkammer 3 größeren Innendurchmessers über. Dieser Absatz dient als Sitz für das Zwischenventil 4, das mittels einer in der Vorkammer angeordneten Feder 5 unter Druck an dem Absatz anliegt. Der größere Durchmesser der Vorkammer ist bedingt durch die Notwendigke - t, das Zwischenventil in der Kompressionsrichtung verschiebbar zu machen.The first embodiment is shown in FIGS. In these, 1 denotes the cylinder, 2 is the piston of the compressor. Of the Cylinder has near its end, i. H. close to the one usually terminating it Lid, a paragraph and at this point goes into the antechamber 3 of larger inner diameter above. This paragraph serves as the seat for the Intermediate valve 4, the by means of a spring 5 arranged in the antechamber rests under pressure on the shoulder. The larger diameter of the antechamber is due to the necessity that To make intermediate valve displaceable in the direction of compression.

Der Absatz ist etwa an der Stelle des Zylinders angeordnet, bis zu welcher der Kolben bei der maximalen Betriebsbelastung einschwingt. Bei niedrigeren Drükhen wird daher der Kolben über diesen Absatz hinausschwingen und in den Bereich der Vorkammer gelangen. Er muß das Zwischenventil 4 vor sich herdrücken. Um dabei ein Anschlagen zu vermeiden, ist nun das Zwischenventil hier napfförmig ausgebildet, und der Napf erhält einen Innendurchmesser, der etwas größer ist als der Kolbendurchmesser, damit der Kolben in den Napf eindringen kann. Die Fig. 1 bis 3 zeigen die Anordnung in drei verschiedenen Arbeitsphasen. Während des größten Teiles des Kompressionshubes liegt das Zwischenventil an seiner Auflage auf und sperrt die Vorkammer gegen den Zylinderraum ab. Fig. 1 zeigt diese Lage. In Fig.2 tritt der Kolben gerade in den zylindrischen Napf des Zwischenventils ein. Da der innere Durchmesser des Napfes nicht viel größer ist als der Außendurchmesser des Kolbens, wird das Gas, welches sich in dem Napf befindet, zunächst durch den Kolbenboden abgesperrt und bildet ein Gaspolster. Es kommt also zu einer gewissen Druckerhöhung des Gases im Napf, die abhängig ist von der Größe des Spaltes zwischen Napf und Kolbenwand, da dieser das Entweichen des Gases erschwert und als Drossel wirkt. Diese Druckerhöhung reicht aus, um den Kolben an einem schlagartigen Auftreffen auf den Boden des Napfes zu hindern. Das Zwischenventil kann dabei schon vor dem Eindringen des Kolbens in den Napf von seinem Sitz abgehoben werden, da das Abheben lediglich von den Druckverhältnissen auf beiden Ventilseiten abhängt. Diese Lage ist in Fig. 3 dargestellt. Da der Napf gegenüber dem Kolben einen Spalt aufweist, wird das abgesperrte Gas langsam entweichen, wobei sich der Boden des Napfes dem Kolbenboden nähert bzw. sich an diesen weich, d. h. ohne Schlagwirkung anlegt. Bei der napfförmigen Ausbildung des Zwischenventils ist die wirksame Länge des Zylinders gegenüber der eines durch ein flaches Tellerventil abgeschlossenen Zylinders zweckmäßig um die Tiefe des Napfes zu verkürzen. Der Napf ist an seinem äußeren Rand vorteilhaft mit Führungslappen 6 versehen, die zu seiner Führung am Rande der Vorkammer dienen und die zentrische Einstellung des Napfes gegenüber dem Kolben sichern.The paragraph is arranged approximately at the point of the cylinder, up to which the piston swings in at the maximum operating load. At lower Pressing will therefore swing the piston beyond this paragraph and into the area get to the antechamber. He must push the intermediate valve 4 in front of him. To do it To avoid hitting, the intermediate valve is now cup-shaped here, and the bowl has an inside diameter that is slightly larger than the piston diameter, so that the piston can penetrate into the cup. Figs. 1 to 3 show the arrangement in three different work phases. During most of the compression stroke the intermediate valve rests on its support and locks the antechamber against the Cylinder space. Fig. 1 shows this situation. In Fig.2 the piston just enters the cylindrical cup of the intermediate valve. As the inner diameter of the bowl is not much larger than the outside diameter of the piston, the gas will which is located in the cup, initially shut off by the piston head and forms a gas cushion. So there is a certain pressure increase in the gas in the bowl, which depends on the size of the gap between the cup and the piston wall, as this makes it difficult for the gas to escape and acts as a throttle. This pressure increase is enough in order to prevent the piston from suddenly hitting the bottom of the bowl prevent. The intermediate valve can even before the penetration of the piston into the Cup can be lifted from its seat, as the lifting only depends on the pressure conditions depends on both sides of the valve. This situation is shown in FIG. 3. Since the bowl has a gap in relation to the piston, the shut-off gas will slowly escape, whereby the bottom of the cup approaches the piston crown or softens against it, d. H. without impact. With the cup-shaped design of the intermediate valve is the effective length of the cylinder versus that of one through a flat poppet valve closed cylinder useful to shorten the depth of the cup. The bowl is advantageously provided on its outer edge with guide tabs 6 to his Serve guidance on the edge of the antechamber and the centric setting of the bowl secure against the piston.

Das Zwischenventil kann aus den üblicherweise für solche Zwecke benutzten Werkstoffen bestehen. Man kann es aber auch aus einem geeigneten, kältemittelbeständigen Kunststoff, wie z. B. Polyamiden oder Polyurethanen, herstellen.The intermediate valve can be one of those commonly used for such purposes Materials. But it can also be made from a suitable, refrigerant-resistant Plastic, such as B. polyamides or polyurethanes produce.

Fig. 4 zeigt eine andere mögliche Ausführungsform der Erfindung. Hier ist das Zwischenventil 4 flach ausgebildet. Es trägt jedoch auf seiner dem Kolben zugewandten Seite einen zylindrischen Verdrängungskörper 7, der in eine dazu passende Aussenkung 8 im Kolbenboden eindringen kann. Auch hier sind die Durchmesser so gewählt, daß zwischen Kolbenaussenkung und Verdrängungskörper ein Spalt besteht, der das abgesperrte Gas nur langsam entweichen läßt. Damit wird die gleiche Wirkungsweise wie bei der oben beschriebenen Ausführung- erzielt:Fig. 4 shows another possible embodiment of the invention. here the intermediate valve 4 is flat. However, it carries on its the piston facing side a cylindrical displacement body 7, which is in a matching Countersink 8 can penetrate the piston crown. Here, too, the diameters are chosen so that that there is a gap between the piston recess and the displacement body, which blocked gas can only escape slowly. This will work in the same way as with the execution described above:

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for electromagnetic vibration compressors, especially for refrigeration systems, with an intermediate valve opposite the Cylinder chamber separated prechamber and with such a design of the intermediate valve, that it is at large oscillation strokes of the piston in front of him in the direction of the Cover which is pushed through a pressure valve closed antechamber, marked by designing the intermediate valve in such a way that there is between it and the piston when it approaches the intermediate valve, a gas cushion of this size is formed is that the intermediate valve opens at every load before the piston to the Intermediate valve strikes.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the intermediate valve is cup-shaped, that the inner diameter of the Cup is slightly larger than the piston diameter and that also the length of the cylinder is shortened by the depth of the bowl.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that da.ß the intermediate valve made of refrigerant-resistant plastic, e.g. B. polyamide or Polyurethane.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the intermediate valve is designed as a flat valve and on its side facing the piston carries a displacement body which engages in a matching recess in the piston head. Documents considered: German Patent No. 596 890; Belgian patent specification No. 507 722.