DE1231843B

DE1231843B - Verdichter mit Labyrinthkolben und vorzugsweise senkrecht zur Zylinderachse angestroemten Ventilschlitzen

Info

Publication number: DE1231843B
Application number: DEG40308A
Authority: DE
Inventors: Horst Ruf; Albert Riedel
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1964-04-09
Filing date: 1964-04-09
Publication date: 1967-01-05
Also published as: GB1030839A; CH443549A

Description

Verdichter mit Labyrinthkolben und vorzugsweise senkrecht zur Zylinderachse angeströmten Ventilschlitzen Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdichter mit Labyrinthkolben und vorzugsweise senkrecht zur Zylinderachse angeströmten Ventilschlitzen, die unmittelbar anschließend an den Zylinderdeckel angeordnet sind.
Bei bekannten derartigen Verdichtern werden die Kolben im Bereich um den oberen und unteren Totpunkt durch Gaskräfte gegen die Zylinderbüchsen gedrückt, wodurch die Kolbenlabyrinthe zerstört werden können. Die schädlichen Gaskräfte entstehen beim Abströmen des verdichteten Gases aus dem Zylinder in die Druckventiltaschen. Besondere Bedeutung haben diese Schwierigkeiten bei Verdichtern, deren Kolben auf dem freien Ende einer außerhalb des Zylinders geführten Kolbenstancre ge-ZD lagert ist.
Es ist bereits bekannt, Kolben oder Zylinder mit Mitteln auszustatten, die, bei auftretenden unterschiedlichen Spaltdrücken eine pneumatisch wirkende Eigenzentrierung des Kolbens herbeiführen.
Außerdem ist bereits vorgeschlagen worden, die Kolbenendflächen allseitig abzuschrägen oder auch Ausnehmungen im Zylinderdeckel in Richtung der Sang- und Druckventilschlitze zur Verbesserung der Strörnunasverhältnisse vorzusehen.
Bei der erstgenannten Bauart wird erst eine bereits eingetretene Exzentrizität des Kolbens nachträglich wieder pneumatisch durch entsprechende Ausnehmungen im Kolben oder Zylinder korrigiert. Bei der zweiten Ausführungsart hat man den Nachteil, daß der schädliche Raum in unverhältnismäßig großem Umfang zunimmt. Nur unmittelbar bei den Ventilen vorgesehene örtliche Ausnehmungen des Zylinderdeckels haben auch in bezug auf die Stabilisierung des Kolbens nicht die gewünschte Wirkung.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, schädliche Kräfte senkrecht zur Zylinderachse auf den Kolben grundsätzlich weitgehend auszuschalten, ohne den schädlichen Raum wesentlich zu verarößern.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt dadurch, daß der Kolben oder/und der Zylinderdeckel einseitig, von etwa der Kolbenmitte aus in Richtung auf die Druckventilschlitze abgeschrägt ist.
Dabei kann in der Weise vorgegangen werden, daß der Kolben oder/und der Zylinderdeckel durch eine flach geneigte ebene Fläche einseitig abgeschrägt ist.
Es kann jedoch auch der Kolben oder/und der Zylinderdeckel durch Andrehen eines exzentrisch zur Zylinderachse liegenden Konus einseitig abgeschrägt sein.
Bei geraden Kolben oder Zylinderdeckeln wird C2 bei Annäheruna des Kolbens an den oberen Totpunkt der Abströmquerschnitt in der Zylinderbüchse bis auf einen schmalen Spalt vom Kolben verdeckt. Da die Kolbengeschwindigkeit und dadurch das auszuschiebende Gasvolumen auch kurz vor dem Totpunkt noch relativ hoch liegt, kommt es in diesem schmalen Spaltquerschnitt kurzzeitig zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten quer zur Zylinderachse. Solche hohen Strömungsgeschwindigkeiten, die über dem Kolben beim Eintritt in die Druckventiltaschen auftreten, erfordern einen entsprechenden Druckabfall und führen damit im Zylinder zu einer Druckdifferenz zwischen den Sang- und Druckventiltaschen des Zylinders. Auch bei Verdichtern, bei denen die Oberkante der Zu- und Abströmschlitze in den Zylinderbüchsen höher als die Unterkante der Zylinderdeckel liegt, reichen die dann vorhandenen Taschen in den Zylinderdeckeln nur geringfügig in den Zylinderraum hinein, so daß es auch hier beim Ausschieben zu hohen Gasgeschwindigkeiten und damit zu einer entsprechenden Druckdifferenz zwischen den Kolbenseiten kommt. Diese Druckdifferenz wirkt im Bereich um den Totpunkt auf die Kolbenmantelflächen, welche die Einströmschlitze überdecken, und drückt die Kolben in Richtuno, auf die Druckventile gegen die Zylinderbüchse. Die Größe der Auslenkung des Kolbens aus der Zylindermitte wird durch die Größe des auslenkenden Gaskraft, die Steifigkeit der Kolbenstange und durch die vorhandenen Spiele in der Kolbenstangenlagerung bestimmt. Bei der Berührung des Kolbens mit der Zylinderwand tritt dann ein Verschleiß der Kolbenlabyrinthe ein.
Bei erfindungsgemäßen Ausführungsarten von Verdichtern mit Labyrinthkolben ergeben sich in Richtung auf die Druckventilschlitze wesentlich größere Querschnitte und dadurch entsprechend kleinere Strömungsgeschwindigkeiten unter weitgehender a Vermeidung von schädlichen Gasquerkräften auf den Kolben.
Gemäß F i 1 bis 8 sollen verschiedene Ausführungsarten der Erfindung beispielsweise näher erläutert werden: Die F i g. 1, 3, 5 und 7 stellen dabei Teilschnitte durch einen Zylinder mit Labyrinthkolben dar, während die F i g. 2, 4, 6 und 8 jeweils Querschnitte durch den Zylinder nach den Linien II, IV, VI und VIII der vorgenannten Figuren darstellen. Der Kolben 1 läuft dabei in dem Zylinder 2 mit dem Saugventilschlitz 3, dem Druckventilschlitz 4 und dem Zylinderdeckel 5.
Gemäß F i g. 1 und 2 ist nun der Kolben 1 durch eine ebene Fläche 6 einseitig abgeschrägt. Gemäß F i g. 3 und 4 ist der Zylinderdeckel durch die Fläche 7 in entsprechender Weise abgeschrägt, wobei sich naturgemäß der Druckventilschlitz 4 etwas nach oben verschiebt.
Gemäß F i g. 5 und 6 ist der Kolben 1 durch Andrehen eines exzentrisch zur Zylinderachse liegenden Konus 8 einseitig abgeschrägt.
Bei den F i g. 7 und 8 ist dagegen der Zylinderdeckel durch einen entsprechenden Konus 9 einseitig abgeschrägt.
(M Bei der Ausführung sowohl gemäß F i g. 1 bis 4 als auch gemäß F i g. 5 bis 8 ist es naturgemäß mög. lich, die Abschrägung auf Zylinderdeckel und Kol ben zu verteilen, so daß sich im Gesamtergebnis de gleiche Effekt ergibt.

Claims

Patentansprüche: 1. Verdichter mit Labyrinthkolben und vorzugsweise senkrecht zur Zylinderachse angeströmten Ventilschlitzen, die unmittelbar anschließend an den Zylinderdeckel angeordnei sind, dadurch gekennzeichnet, daß dei Kolben (1) oder/und der Zylinderdeckel (5) einseitig von etwa der Kolbenmitte aus in Richtung auf die Druckventilschlitze (4) abgesehrägt ist.
2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) oderfund dei Zylinderdeckel (5) durch eine flach geneigte ebene Fläche (6, 7) einseitig abgeschrägt ist. 3. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) oder/und dei Zylinderdeckel (5) durch Andrehen eines exzentrisch zur Zylinderachse liegenden Konus (8, 9) einseitio, abaeschrägt ist.
C C In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1085 642, 1083 480; bl »Technische Rundschau Sulzer«, 2/1959, S. 103.