DE1076875B - Steuerung fuer einen Kolbenkompressor - Google Patents

Steuerung fuer einen Kolbenkompressor

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Publication number
DE1076875B
DE1076875B DER19317A DER0019317A DE1076875B DE 1076875 B DE1076875 B DE 1076875B DE R19317 A DER19317 A DE R19317A DE R0019317 A DER0019317 A DE R0019317A DE 1076875 B DE1076875 B DE 1076875B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotary valve
outlet
inlet
opening
openings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DER19317A
Other languages
English (en)
Inventor
Brian Wyatt Millington
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricardo PLC
Original Assignee
Ricardo and Co Engineers 1927 Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricardo and Co Engineers 1927 Ltd filed Critical Ricardo and Co Engineers 1927 Ltd
Publication of DE1076875B publication Critical patent/DE1076875B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1009Distribution members
    • F04B27/1018Cylindrical distribution members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

  • Steuerung für einen Kolbenkompressor Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für einen Kolbenkompressor mit mehreren dicht um ein zylindrisches Drehschiebergehäuse herum angeordneten Arbeitszylindern, in denen doppeltwirkende Kolben mittels einer Z-förmigen Kurbel, einer Taumelscheibe oder einer Schwingplatte hin und her bewegt werden, wobei die Achsen der Arbeitszylinder parallel zur Achse des Drehschiebergehäuses verlaufen und die Arbeitszylinder an jedem Ende wenigstens eine kombinierte Ein- und Auslaßöffnung besitzen, die in das Innere des Drehschiebergehäuses mündet, in dem ein außen zylindrisch geformter Drehschieber mit je einer Einlaß- und Auslaßkammer umläuft, die mit Saug-bzw. Auslaßöffnungen in der Wandung des Drehschiebers in Verbindung stehen und so angeordnet sind, daß sie im richtigen Zeitpunkt mit den - kombinierten Ein- und Auslaßöffnungen der Zylinderenden in Verbindung treten, wobei die Einlaßkammer über das eine Ende des Drehschiebers mit einem Einlaßkanal, die Auslaßkammer über das andere Ende des Drehschiebers mit einem Auslaßkanal verbunden ist.
  • Wird ein Kolbenkompressor dieser Art verwendet, um Brennkraftmaschinen mit einer Überladung zu versehen, so ist es häufig erwünscht, daß die größte durch die Vorverdichtung bewirkte Zunahme des Brennkraftmaschinendrehmomentes im unteren Bereich der Maschinengeschwindigkeit erreicht wird, wogegen im oberein Geschwindigkeitsbereich eine geringere Zunahme des Maschinenidrehmomentes eintreten sollte. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei einer Maschine, die nicht besonders dafür konstruiert ist, mit hoher Vorverdichtung bei hoher Geschwindigkeit zu arbeiten, ein zufriedenstellender Betrieb erreicht wird, wenn das Drehmoment durch Vorverdichtung um etwa 5011/o erhöht wird, und zwar im Bereich etwa bis zur Hälfte der vorgesehenen Maximalgeschwindigkeit. Nachteilige Wirkungen entstehen hierbei nicht; die Maschine wird aber thermisch überbelastet, wenn sie bei ihrer Maximalgeschwindigkeit mit einer durch Vorverdichtung erreichten Drehmornentzunahme von mehr als 201/o. arbeitet.
  • Bei der Steuerung für einen Kolbenkompresso r, wie sie vorstehend beschrieben ist, wird das Vorverdichtungsausmaß über den ganzen Bereich der Maschinengeschwindigkeit hinweg aufrechterhalten. Wird nun eine Steuerung verwendet, die das Maximum des zulässigen Maschinendrehmomentes im unteren Ge- schwindigkeitsbereich erzielen läßt, so müssen Mittel vorgesehen werden, die bewirken, daß im oberen Geschwindigkeitsbereich das Maß der Überladung reduziert wird. Dies kann durch Drosseln der Einlaßöffnung des Verdichters . im oberen Bereich der Maschinengeschwindigkeit erreicht werden. Nur hat dies zur Folge, daß die vom Verdichter im Verhältnis zu seiner Mengenleistung aufgenommene Energie erheblich ansteigt. Außerdem müssen geeignete, zweckmäßig automatisch wirkende Regelvorrichtungen vorgesehen sein, damit eine Überbelastung der Maschine verhindert wird. Ein zweiter Weg, den angestrebten Erfolg zu erreichen, würde der sein, die Einlaßöffnung bzw. -öffnungen bei jedem Arbeitsspiel im Bereich der höheren Maschinengeschwindigkeiten früher zu schließen. Diese Maßnahme ist zwar, was den Wirkungsgrad anbelangt, vorteilhaft, erfordert aber regelbare Ventileinrichtungen sowie die selbsttätige Steuerung solcher Einrichtungen, sofern die Gefahr einer Überlastung der Maschine verhindert werden soll.
  • Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Saugöffnungen de s Drehschiebers und die kombinierten Ein- und Auslaßöffnungen derart gestaltet sind, daß die wirksame Breite der Saugöffnung gemessen rechtwinklig zurr Bewegungsrichtung des Drehschiebers gegenüber der jeweils zu steuernden kombinierten Ein-und Auslaßöffnung im ersten Abschnitt einer jeden Öffnungsperiode der Saugöffnung verhältnismäßig groß und während des letzten Teils einer jeden Öffnungsperiode der Saugöffnung verhältnismäßig klein ist.
  • Zweckmäßig geschieht dies in der Weise, daß jede Saugöffnung im Drehschieber in dem Bereich, der zunächst mit jeder der kombinierten Ein- und Auslaßöffnung in Verbindung gelangt, verhältnismäßig breit, jedoch über jenen Bereich verhältnismäßig schmal ist, der im letzten Abschnitt der Öffnungsperiode mit jeder -der kombinierten Ein- und Auslaßöffnungen in Verbindung tritt. Der Übergang von dem breiten zu dem engen Teil einer jeden Saugöffnung des Drehschiebers kann scharf ausgebildet sein. In diesem Falle kann der enge Abschnitt einer jeden Saugöffnung des Drehschiebers entweder durch einen engen Schlitz oder durch mehrere Öffnungen geeigneter Abmessungen gebildet sein.
  • Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Drehschieber, wobei dieser Schnitt durch die Ventilachse einerseits und durch Abschnitte von zwei Saugöffnungen hindurchgeführt ist; Fig. 2 zeigt den Umfang des Drehschiebers in abgewickeltem Zustand.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Drehschieber weist eine Auslaßkammer KI auf, die über das äußere Ende des Drehschiebers bei K-2 mit einem Auslaßkanal in Verbindung steht; eine Einlaßkammer K3 steht über das innere Ende des Drehschiebers bei L mit einem Einlaßkanal in Verbindung. Die Auslaßkammer KI weist zwei Auslaßöffnungen K4 und K5 in der Drehschieberwandung auf; diese Öffnungen können, wie dargestellt, rechteckig ausgebildet und auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers angeordnet sein; sie liegen in den Ebenen der kombinierten Einlaß- und Auslaßöffnungen der Zylinderenden. Die Saugkammer Ks steht mit zwei Saugöffnungen K6 und K7 in Verbindung, die gleichfalls an diametral einander gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers vorgesehen und in den Ebenen der kombinierten Einlaß- und Auslaßöffnungen der Zylinder liegen.
  • Die Satigöffnungen KO, K7 besitzen einen vorderen Abschnitt, der eine verhältnismäßig breite Rechteckform aufweist; an einer etwa in der Mitte der Gesamtlänge der Öffnung liegenden Stelle endet dieser breite Abschnitt, und auf dem Rest ihrer Länge wird die Öffnung von einem engen Schlitz Ks gebildet.
  • Beträgt beispielsweise die Abmessung des verhältnismäßig breiten vorderen Teils KO, K7 einer jeden Saugöffnung etwa 20 mm, so wird die Breite des Schlitzes K8 etwa ein Zehntel dieser Breite sein, d. h., der Schlitz wird etwa 2 mm breit sein.
  • Bei einer Abänderungsform kann an Stelle der engen Schlitze Ks eine Reihe von kreisförmigen oder anderweitig gestalteten Öffnungen geeigneter Breite bzw. geeigneten Durchmessers treten; diese bilden dann den engen Abschnitt einer jeden Saugöffnung.
  • Wird der Kolbenkompressor im unteren Teil seines Geschwindigkeitsbereiches betrieben, d. h., daß seine volumetrische Fördermenge noch verhältnismäßig klein ist, so reicht der öffnungsbereich der Saugöffnung aus, um einen freien Luftzufluß zu gewährleisten, ohne daß dabei in nennenswertem Umfange durch Drosselung eine Verkleinerung der Amsaugmenge bei erhöhter Strömungsgeschwindigkeit eintritt, auch wenn dieser Bereich durch die Breite des Schlitzes Ks bestimmt wird; er genügt für die dann benötigte Strömungsmenge. Arbeitet der Kolbenkompressor im oberen Geschwindigkeitsbereich, so reicht die zur Verfügung stehende Saugöffnung aus, um eine durch Drosselung bewirkte Verkleinerung der Ansaugmenge bei erhöhter Strömungsgeschwindigkeit während des anfänglichen Teils eines jeden Saughubes zu vermeiden. Der verfügbare Bereich der Saugöffnung wird aber während des letzten Teils eines jeden Saughubes durch Drosselung so stark herabgesetzt, daß die bei jedem vollständigen Saughub angesaugte Luftmenge erheblich begrenzt und damit die volumetrische Leistung erheblich reduziert ist.
  • Es ist also ersichtlich, daß das Ausmaß der Abdrosselung des freien Zuflusses in die Zylinder mit der Geschwindigkeitszunahme proportional wächst; sowohl die Stelle im Gesamtgeschwindigkeitsbereich, bei der diese Drosselung eine nennenswerte Wirkung auszulösen beginnt, als auch das Ausmaß, in dem diese Wirkung sich mit der Zunahme der Geschwindigkeit steigert, können den Anforderungen entsprechend festgelegt werden, indem die einzelnen Teile so ausgebildet werden, daß sich die wirksame Öffnung der Saugöffnungen während jeder Ansaugperiode in geeigneter Weise ändert.
  • Darüber hinaus ist der Wirkungsgrad bei Anwendung der vorliegenden Erfindung größer als jener, der sich erreichen läßt, wenn der Verdichtereinlaß über den oberen Teil des Geschwindigkeitsbereiches gedrosselt wird; die Wirkungsweise ist zwar nicht ganz so gut, als wenn sie durch zeitliche Veränderung des Ventilspiels erfolgen würde; sie ist aber für alle praktischen Zwecke hinreichend gut; vor allem ist die Wirkungsweise völlig selbsttätig, so daß die Notwendigkeit der Anwendung irgendeiner Steuervorrichtung oder einer sonstigen zusätzlichen, gegebenenfalls selbsttätig wirkenden Regelvorrichtung entfällt, die sonst erforderlich wäre, um im Bereiche der höheren Geschwindigkeiten die Möglichkeit einer Überbeanspruchung der Maschine auszuschließen, mit der der Kompressor zum Zwecke der Überladung zusammenwirkt.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Steuerung für einen Kolbenkompressor mit mehreren, dicht um ein zylindrisches Drehschiebergehäuse herum angeordneten Arbeitszylindern, in denen doppeltwirkende Kolben mittels einer Z-förmigen Kurbel, einer Taumelscheibe oder einer Schwingplatte hin und her bewegt werden, wobei die Achsen der Arbeitszylinder parallel zur Achse des Drehschiebergehäuses verlaufen und die Arbeitszylinder an jedem Ende wenigstens eine kombinierte Ein- und Auslaßöffnung besitzen, die in das Innere des Drehschiebergehäuses mündet, in dem ein außen zylindrisch geformter Drehschieber mit je einer Einlaß- und Auslaßkammer umläuft, die mit Satig" und Auslaßöffnungen in der Wandung des Drehschiebers in Verbindung stehen und so angeordnet sind, daß sie im richtigen Zeitpunkt mit den kombinierten Ein- und Auslaßöffnungen der Zylinderenden in Verbindung treten, wobei die Einlaßkammer über das eine Ende des Drehschiebers mit einem Einlaßkanal, die Auslaßkammer über das andere Ende des Drehschiebers mit einem Auslaßkanal verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnungen (K6, K7) des Drehschiebers (K) und die kombinierten Ein- und Auslaßöffnungen derart gestaltet sind, daß die wirksame Breite der Saugöffnung, gemessen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Drehschiebers, gegenüber der jeweils zu steuernden kombinierten Ein- und Auslaßöffnung im ersten Abschnitt einer jeden Öffnungsperiode der Saugöffnung verhältnismäßig groß und während des letzten Teils einer jeden Öffnungsperiode der Saugöffnung verhältnismäßig gering ist.
  2. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Saugöffnung (K6, K7) im Drehschieber (K) in dem Bereich, der zunächst mit jeder der kombinierten Ein- und Auslaßöffnungen in Verbindung gelangt, verhältnismäßig breit, je- doch über jenen Bereich (K8) verhältnismäßig schmal ist, der im letzten Abschnitt der Öffnungsperiode mit jeder der kombinierten Ein- und Auslaßöffnungen in Verbindung tritt. 3. Steuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom breiten zum engen Abschnitt einer jeden Sangöffnung des Drehschiebers (K) scharf ist. 4. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der, enge Abschnitt einer jeden Saugöffnung des Drehschiebers (K) entweder durch einen engen Schlitz (K8) oder durch mehrere öffnungen geeigneter Abmessungen gebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1006 221.
DER19317A 1955-07-28 1956-07-26 Steuerung fuer einen Kolbenkompressor Pending DE1076875B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1006221A (fr) * 1947-12-05 1952-04-21 Excavateur à chaîne à godets pour l'extraction de la tourbe

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1006221A (fr) * 1947-12-05 1952-04-21 Excavateur à chaîne à godets pour l'extraction de la tourbe

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