DE140401C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf für Luftkompressoren bestimmte Regelungsvorrichtungen, welche bewirken sollen, daß bei Überschreitung des durch den Kompressor gelieferten erforderlichen Höchstdruckes eine Zurückführung der normalen Geschwindigkeit der Betriebsmaschine des Luftkompressors auf eine geringere Geschwindigkeit herbeigeführt wird und diese verminderte Geschwindigkeit ίο durch die Regelungsvorrichtung so lange aufrecht erhalten bleibt, bis der Druck im Hauptbebälter genügend verringert ist.

Zur Erreichung des vorstehend gekennzeichneten Zweckes wird zwischen der Maschine und dem Regler eine zur Veränderung der Geschwindigkeiten dienende Vorrichtung eingeschaltet, welche von der Maschine aus Antrieb erhält und den Regler treibt. Diese Geschwindigkeitsveränderung wird durch den Druck der Luft im Hauptbehälter hervorgerufen und geregelt.

Fig. ι zeigt einen Verbundkompressor mit seiner Betriebsmaschine und

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Regler, durch welchen die Vorrichtung zur Veränderung der Geschwindigkeit unter Vermittelung des Druckes im Hauptbehälter beeinflußt wird.

Fig. 3 und 4 zeigen zwei rechtwinklig zueinander liegende Ansichten der Vorrichtung zur Veränderung der Geschwindigkeit nebst den arbeitenden Teilen.

Fig. 5 zeigt eine diesen Fig. 3 und 4 entsprechende Draufsicht und Fig. 5* in Draufsicht und größerem Maßstab einen in Fig. 5 ersichtlichen Hebel.

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt die Teile der Vorrichtung zur Veränderung der Geschwindigkeit und ihre regelnden Teile.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt nach Linie 7-7 in Fig. 6 und Fig. 8 einen Querschnitt nach Linie 8-8 in Fig. 6.

Fig. g zeigt in Ansicht ein in Fig. 7 und 8 im Schnitt ersichtliches Ventil.

Fig. 10 und 11 zeigen einige in Fig. 6 ersichtliche Einzelheiten in anderen Stellungen.

Dem Niederdruckzylinder a des Kompressors (Fig. 1) wird die Luft durch Rohr b zugeführt, die gepreßt durch Rohr c in einen Kühler oder Zwischenbehälter d gelangt, worauf die Luft durch ein Rohr e nach dem Hochdruckpreßzylinder übergeleitet wird, um dann, noch weiter gepreßt, durch Rohr f nach dem Hauptbehälter g übergeführt zu werden. Der Kornpressor wird durch die Dampfmaschine h angetrieben, die mit einem Drosselventil i und einem Fliehkraftregler j zur Einstellung dieses Ventiles ausgestattet ist. Die Vorrichtung zur Veränderung der Geschwindigkeit befindet sich auf dem Ständer k (Fig. 3, 4 und 5) und besteht aus zwei Riemscheiben I m auf den Wellen η ο und zwei auf letzteren sitzenden Kegelscheibenpaaren ρ q, um die ein Riemen r herumgelegt ist. Scheibe / erhält von der Riemscheibe s auf der Maschinenwelle Antrieb und treibt die Scheibe m unter Vermittelung der einstellbaren Kegelscheibenpaare ρ q und

des Riemens r. Durch einen um die Riemscheiben m und u gelegten Riemen t erhält der Regler j Antrieb. Durch den Regler ν wird der Luftdruck im Hauptbehälter g- unter Anschluß an ein Rohr w und durch diesen Luftdruck der Betrieb der Vorrichtung zur Veränderung der Geschwindigkeit geregelt.

Die Kegelscheibenpaare ρ und q sind, wie aus Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich, von solcher Anordnung, daß sie sich mit ihrer zugehörigen Welle η oder 0 drehen, gleichzeitig aber gegeneinander durch zwei Stellhebel χ verschoben werden können, welche sich um die Punktey im Ständer k unter Vermittelung der Schraubenspindel % drehen können. Letztere dreht sich in Lagern im oberen Teil des Ständers k und ist mit rechts- und linksgängigem Gewinde ι und 2 besetzt. Diese Gewinde verdrehen sich in den Muttern 3 3 am oberen Ende der Stellhebel x. Bei Drehung der Spindel \ in der einen oder anderen Richtung werden unter entsprechender Verschiebung der Muttern 3 die oberen Enden der Stellhebel χ χ verstellt, demzufolge das obere Kegelscheibenpaar q entsprechend bewegt; gleichzeitig wird das untere Kegelscheibenpaar ρ entsprechend aber entgegengesetzt zu q bewegt, wodurch der wirkende Durchmesser des einen Kegelscheibenpaares kleiner und derjenige des anderen Scheibenpaares größer wird, so daß die durch das Kegelscheibenpaar ρ auf die Kegelscheiben q unter Vermittelung des Riemens r übertragene Geschwindigkeit in bekannter Weise verändert wird.

Die für den genannten Zweck nötige Drehung der Schraubenspindel % wird durch ein Schaltwerk 4, 5, 6 hervorgerufen. Dieses Schaltwerk ist in Fig. 4, 6 und 7 ersichtlich; das Schaltrad 6 sitzt fest auf der Spindel ^, die Kegel oder Einleger 4, 5 sitzen dagegen auf einem auf der Nabe des Schaltrades 6 hin- und herschwingenden Hebel 7 und kommen abwechselnd mit dem Rade 6 in Eingriff, so daß das Zahnrad 6 mit der Schraubenspindel % einmal in der einen Richtung und dann in der anderen Richtung gedreht wird. Beide Schaltkegel werden aber so lange außer Eingriff gehalten, als nicht der höchste Druck im Hauptbehälter überschritten ist und die Maschine mit der festgesetzten Geschwindigkeit läuft. Die zur Verstellung der Kegel 4, 5 nötige Bewegung wird dem Hebel 7 durch ein Exzenter 8, 9 (Fig. 3 und 4) auf der W^Telle η erteilt. Um den einen der Schaltkegel 4, 5 aus dem Rad 6 zu halten, sind zwei auf der Welle des Rades 6 hin- und herschwingende Ausklinkhebel 10, 11 vorgesehen, deren obere Enden zu gebogenen Gabeln 12 gestaltet sind und zu den durch die Spitzen der Zähne des Rades 6 gelegten Kreisen passen, so daß immer der eine Kegel durch einen der Hebel 10 oder 11 außer Eingriff mit dem Rad 6 kommt, wenn der andere Kegel im Eingriff ist; auch können beide Kegel ausgehoben werden. Fig. 6 zeigt beide Kegel in ausgehobener Stellung; Kegel 4 ist durch den linken Gabelteil des Hebels 11 und Kegel 5 durch den rechten Gabelteil des Hebels 10 ausgehoben. Die Vertiefung 13 zwischen den beiden Gabelteilen 12 der Hebel 10,11 ist so bemessen, daß der zugehörige Schaltkegel in Eingriff bleibt, aber auch eine genügend große Bewegung machen kann, um das Rad 6 zu drehen. An der Hinterseite der Kegel in den Hebel 7 eingesetzte federnde Knöpfe 31 halten letztere mit dem Rade 6 in Eingriff, oder drücken dieselben gegen die Gabeln 12 der Hebel 10, 11.

Die Vorrichtung zur Bewegung dieser aushebenden Gabelhebel unter der Beeinflussung des Luftdruckes in dem Haupt- und Zwischenbehälter ist teilweise in Fig. 4 und 5, besser aber im Schnitt (Fig. 6 und 3) ersichtlich und besteht aus zwei Kolben 14 und 15 in den Zylindern 16 und 17 auf dem Ständer k (Fig. 3, 4 und 5). Der Kolben 14 im oberen Zylinder 16 ist durch Kolbenstange 18 mit dem unteren Ende des Hebels 10, der Kolben 15 im unleren Zylinder 17 durch Kolbenstange 19 mit dem unteren Ende des Hebels 11 verbunden. Der untere Zylinder 17 steht links vom Kolben τ 5 mit dem Zwischenbehälter d durch die Röhren 20, 40 und mit dem Regler ν in Verbindung. Rechts vom Kolben 15 befindet sich im Zylinder 17 eine Schraubenfeder 32 (Fig. 6), welche den Kolben nach links drückt. In der Wandung dieses Zylinders ist eine in die Außenluft mündende Öffnung 50 vorgesehen. Der obere Zylinder 16 steht durch die Kanäle 21,22 mit dem Schiebergehäuse 23 in Verbindung, das durch Rohr 24 (Fig. 1, 4, 5, 6 und 8) an den Zwischenbehälter d angeschlossen ist. In dem Schiebergehäuse ist noch ein mittlerer Auspuffkanal 25 vorgesehen; diese Kanäle werden von einem Schieber 26 mit Kanälen 27, 28 (Fig. 6) abwechselnd überdeckt und freigelegt. Die Schieberbewegung wird von der durch Stopfbüchsen hindurchgeführten Stange 33 abgeleitet, welche an einen Gabelhebel 34 (Fig. 5) angehängt ist. Letzterer hat seinen Drehpunkt 35 oben auf dem Ständer k. . In die Gabel des Hebels 34 ragt ein von der einen Mutter 3 auf der Schraubenspindel ^ abstehender Daumen 36 hinein, durch den unter Einwirkung auf den einen oder anderen Gabelteil der Schieber zu gewünschtem Zeitpunkt in eine seiner beiden Stellungen übergeführt wird; die eine Schieberstellung ist in Fig. 6 ersichtlich, bei welcher Luft aus dem Schieberkasten durch die Kanäle 27, 21 nach dem linken Ende des Zylinders 16 geleitet werden kann, während das rechte Ende dieses Zy-

linders durch den Kanal 22 und den Schieberkanal 30 nach dem Auspuffkanal 25 ins Freie offen steht. Bei der anderen Schieberstellung werden die Kanäle und Schieberkanäle umgestellt und tritt Luft rechts in den Zylinder 16 ein, während sie am anderen Ende durch den Kanal 28 und den Schieberkanal 29 austritt. Der Schieber steht bei der Stellung der Teile in Fig. 6 so lange still, als der Kompressor mit der festgesetzten Geschwindigkeit läuft und bis der Regler ν von der nachbeschriebenen Anordnung in Wirksamkeit tritt.

Der in Fig. 2 im Schnitt ersichtliche Regler besteht aus einem Gehäuse v, in welches ein unter dem Einfluß eines Kolbens 38 stehendes Ventil 37 eingesetzt ist. Dieser Kolben bewegt sich in einem Zylinder 39, der durch Rohr w mit dem Hauptbehälter g beständig verbunden ist. Ventil 37 öffnet und schließt das an den Zwischenbehälter d anschließende Rohr 40 und das Rohr 20 nach dem unteren Zylinder 17. Kolben 38 ist entsprechend dem höchsten Druck im Hauptbehälter d durch ein Gewicht 41 an dem um Punkt 43 sich drehenden Hebel 42 belastet. Ventil 37 ist an den Hebel 42 angehängt, so daß es, wenn der Druck im Hauptbehälter g seine höchste Grenze überschreitet und der Kolben 38 dadurch sich emporbewegt, gehoben und die Verbindung zwischen dem Zwischenbehälter d und dem linken Ende des Zylinders 17 (Fig. 6) durch die Rohre 40 und 20 hergestellt wird. Im Gehäuse ν befindet sich ein Ölbehälter 44 zur Schmierung des Zylinders und der Kolben

39, 38 durch Öffnung 45 in der Wandung genannten Zylinders.

Die gegenseitigen Arbeitsvorgänge bei der Regelung der den Kompressor treibenden Maschine sind folgende: Unter der Annahme, daß im Hauptbehälter gerade der gewünschte größte Druck herrscht, befinden sich die auf die Hebel 10, 11 einwirkenden Kolben 14, 15 in den in Fig. 6 ersichtlichen Stellungen. Die Verbindung zwischen dem Zylinder 17 und dem Zwischenbehälter d durch Rohr 20 ist durch das Ventil 37 im Regler ν abgesperrt und der Kolben 15 bleibt links durch Feder 32. In der angenommenen Stellung des Schiebers 26 kann die Luft, mit welcher das Schiebergehäuse 23 beständig gespeist wird, aus dem Zwischenbehälter d in den linken Teil des Zylinders 16 übertreten, dagegen am anderen Zylinderende austreten, während sich der Kolben 14 rechts im Zylinder 16 befindet. Die Kolben 14, 15 halten durch die Kolbenstangen 18, 19 und die Hebel 10, 11 beide Kegel 4, 5 außer Eingriff mit dem Rad 6 (Fig. 6), das mit der Schraubenspindel ^ stehen bleibt, wobei die wirkenden Durchmesser der Kegelscheibenpaare ρ q zur Veränderung der Geschwindigkeit dieselben bleiben. Nimmt nun der Druck im Hauptbehälter g zu, so wird unter Anheben des Kolbens 38 das Ventil 37 geöffnet und tritt die Luft aus dem Zwischenbehälter d durch Rohr 20 in den Zylinder 17 über. Der Kolben 15 bewegt sich dann nach rechts in Fig. 6 und nimmt den Hebel 11 mit, infolgedessen der Kegel 4 in das Rad 6 einfällt (Fig. 10) und der rechte Gabelteil 12 des Hebels 11 gleichzeitig unter den Schaltkegel 5 tritt, der eine Zeitlang außer Eingriff mit beiden Hebeln 10 und 11 gehalten wird. Der durch Exzenter 9 beständig bewegte Hebel 7 dreht dann das Schaltrad 6 schrittweise nach rechts und verdreht die Schraubenspindel 7, so daß die Muttern 3, 3 voneinander wegbewegt werden und unter entsprechender Verstellung der Hebel χ χ die Scheiben des Kegelscheibenpaares auseinandergehen. Dadurch wird deren wirksamer Durchmesser kleiner und gleichzeitig das treibende Kegelscheibenpaar ρ zusammengezogen und deren wirksamer Durchmesser vergrößert, wodurch allmählich das Umsetzungsverhältnis für die Geschwindigkeiten der Maschine und des Reglers verändert wird. Infolgedessen geht die Maschine allmählich langsamer, bis der Daumen 36 auf der einen Mutter 3 an die eine Gabelhälfte des den Schieber bewegenden Hebels 34 antrifft und bei seiner Bewegung die Stellung des Schie- go bers 26 umgekehrt wird. Hierdurch wird der Kolben 14 nach links verschoben, der Kegel 4 durch den Hebel 10 ausgeklinkt (Fig. 11) und das Rad 6 freigegeben, während der Kegel 5 noch durch Hebel 11 ausgeklinkt bleibt (Fig. 10). Die Maschine, der Motor und der Kompressor laufen mit der angenommenen geringen Geschwindigkeit weiter, bis sich der Druck im Hauptbehälter g so vermindert hat, daß der Kolben 38 nach abwärts geht und das Ventil 37 abschließt. Hiermit ist ein Absperren der Luft aus dem Zylinder 17 und eine Rückkehr des Kolbens 15 durch die Schraubenfeder 32 in die erste Stellung in Fig. 6 verbunden. Der Hebel 11 läßt dann den Kegel 5 in das Rad 6 eingreifen und dieses nach links sich drehen, wobei Kegel 5 noch außer Berührung mit dem Hebel 10 bleibt. Durch entsprechende Drehung des Rades 6 und der Schraubenspindel ^ werden dann die Muttern 3 einander genähert, welche Bewegung sich so lange fortsetzt, bis die für Änderung der Geschwindigkeit dienenden -Kegelscheibe!! auf ihre gegenseitigen festgesetzten Durchmesser wieder eingestellt sind und die erforderliche Geschwindigkeit der Maschine und des Kompressors erreicht worden ist. Inzwischen hat der auf der einen Mutter 3 sitzende Daumen 36 den Hebel 34 in solche Stellung übergeführt, daß das Ventil 26 in die zuerst beschriebene und in Fig. 3 dargestellte Stellung zurückgebracht wird. Der beschriebene Arbeitsvorgang wiederholt sich von selbst, so

oft der Druck im Hauptbehälter das Ventil 37 in Tätigkeit setzt.

In die Gabelhälften des den Schieber 26 verstellenden Hebels 34 (Fig. 5 und 5*) sind die Schrauben 46 eingesetzt, auf welche der Daumen 36 wirkt, um den Schieber 26 zu verstellen. Durch entsprechendes Einstellen dieser Schrauben 46 gegeneinander wird die Zahl der Umdrehungen der Schraubenspindel zum Auseinanderrücken und Zusammenstellen der Kegelscheibenpaare für die Veränderung der Geschwindigkeit geregelt, wenn die größten und kleinsten Geschwindigkeiten der Maschine verändert werden sollen.

In dem gewählten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ruft die Luft aus dem Zwischenbehälter d die Verstellung der Kolben 14, 15 hervor; es kann aber auch durch Anschluß der Röhren 24 und 40 an den Hauptbehälter statt an den Zwischenbehälter der höhere Druck für denselben Zweck verwendet werden. Natürlich müssen bei Verwendung des Erfindungsgegenstandes für einstufige Kompressoren die Röhren 24 und 40 mit Luft aus irgend einer Behälter- oder Rohranlage gespeist werden, in welche der Kompressor speist, und kann jede beliebige unter Druck stehende Flüssigkeit für denselben Zweck aus irgend einer Quelle durch die Röhren 24 und 20 und denselben Regler ν zugeführt werden.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung der Umlaufsgeschwindigkeit einer Betriebs- (Dampf-) Maschine für einen Luftkompressor bei Erreichung des höchsten Druckes in dem von diesem Kompressor gespeisten Hauptbehälter, dadurch gekennzeichnet, dafs zwisehen der Betriebsmaschine (h) und ihrem auf ein Drosselventil (i) wirkenden Regler zwei unter dem Drucke der vom Kompressor (a) abgegebenen Preßluft einstellbare Kegelscheibenpaare (p q) eingeschaltet sind, zum Zwecke, durch Änderung der Durchmesser genannter Kegelscheiben eine Veränderung der Umlaufsgeschwindigkeit der Maschine gegenüber derjenigen ihres Reglers so lange zu veranlassen, bis der Druck in dem Hauptbehälter wieder auf den gewünschten Grad herabgesunken ist.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aneinanderrücken bezw. zum Zusammenrücken des einen Kegelscheibenpaares (q) durch eine mit Muttern (3, 3) besetzte Schraubenspindel ({) unter gleichzeitigem Auseinanderrücken bezw. Zusammenrücken des anderen Kegelscheibenpaares (p) durch an die genannten Muttern angeschlossene Stellhebel (x) ein Schaltwerk (4, 5, 6) und zwei die Kegel oder Einleger dieses Schaltwerkes zeitweise aushebende Hebel (10, 11) angeordnet sind, deren Ausschwingung behufs abwechselnden Einlegens der Schaltkegel durch die Verstellung eines durch einen Verteilungsschieber (26) gesteuerten Kolbens (14) und eines unter Federwirkung stehenden Kolbens (15) bewirkt wird, wobei die Zylinder (16 bezw. 17) dieser Kolben mit dem Hauptbeha'lter (g) und mit einem Zwischenbehälter (d) durch Rohrleitungen (20, 24) in Verbindung stehen und der Verteilungsschieber (26) durch den Druck der Preß- luft im Hauptbehälter (g) verstellt wird.

3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ingangsetzung der Vorrichtung (P i) bewirkende Hauptbehälterspannung durch einen zwischen den Hauptbehälter und die Zylinder (16, 17) eingesetzten Regler (v) verändert wird, derart, daß letzterer ein durch Leitung (40) mit dem Zwischenbehälter (d) in Verbindung stehendes Ventil (37) öffnet, wenn der höchste Druck im Hauptbehälter überschritten wird, wodurch eine Verbindung zwischen dem Zwischenbehälter (d) und dem Zylinder (17) hergestellt wird, dessen Kolben dann unter Vermittlung des Schaltwerkes (4, 5, 6) und der Kegelscheiben eine entsprechende Verlangsamung des Ganges der Maschine veranlaßt.

4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehr der Stellung des Verteilungsschiebers (26) und erneuter, aber entgegengesetzter Einstellung der Kegelscheiben (p q) auf die eine der Stellmuttern (3) auf der Schraubenspindel fo) ein Knaggen (36) und zwischen diesem und der Stellstange des Schiebers (26) ein Gabelhebel (34) angeordnet ist, welcher durch den in die äußerste Stellung verschobenen Knaggen umgestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.