DE1601016A1 - Steuereinrichtung fuer einen Kompressor,insbesondere einen Kuehlsystem-Kompressor - Google Patents

Description

Dr. Ing. H. Negenctank Dip!, ing H. Haud 1 R Π 1 Π 1 R Dipl. F^y:.. Vv. Schmilz . ^}gUIUI°

Tel. 5 380586

Carrier Corporation München, 25. September 1967

(Anwaltsakte Μ-Ιθΐ) Syracuse. New York

Steuereinrichtung für einen Kompressor, insbesondere einen Kühlsyetee-Xoepressor,

Die Erfindung besieht eich auf Strömungejoittelkoopreesoren und insbesondere auf eine Druckausgleiche- und überdruok-Steuereinrichtung für Strömungsinlttel-Koeipreseoren.

Bei Systemen» in denen Strbtan^mittel-Kompressoren verwendet werden» beispielsweise Kühlsystemen, verbleibt naoh den Abschalten des Kompressors und normalerweise noch eine Reihe von Stunden später eine beträchtliche Druckdifferenz am Korn* press or, die der Antriebsmotor beim erneuten Start des Korn— pres:>ors zusammen mit der Trägheitskraft der Kompressorteile •ib-^-inden muß. Da es dem Benutzer nicht zugemutet werden kann» dies;» Zeltspanne abzuwarten» muß die Startkraft des Kompressor*

3b»motors durch die Verwendung einer Start-Zuaataeinrich-, die zusätzliche Kosten, verursacht, verstärkt werden» oder as muQ ein zu stark bemessener Motor verwendet werden. Und selbst bei Start-Zusatzeinriohtungen oder zu stark bemessenen Antriebs-

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motoren muß noch eine beachtliche Zeitspanne verstreichen» bevor der Kompressor wieder In Qang gesetzt werden kann.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue und verbesserte Druck-Steuereinrichtung für Strömungsmittel-Kompressoren zu schaffen, durch die die Startbelastung des Kompressor-Antriebsmotors infolge eines Druckausgleiches verringert und das Auftreten eines zu hohen Überdrucks am Kompressor verhindert wird.

Ausgehend von einem Kühlsystem mit einem Kompressor, einem ersten Wärmetauscher, der an die Druckseite des Kompressors angeschlossen ist, einer Entspannungseinrichtung, einem zweiten Wärme-™ tauscher, der mit der Saugseite des Kompressors verbunden ist,und einer Entlastungsleitung, die den Kompressor überbrückt und die Saugseite mit der Druckseite verbindet, ist die Erfindung gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung in der Entlastungsleitung, die auf Druckdifferenzen zwischen Saug- und Druckseite des Kompressors anspricht und die Entlastungsleitung oberhalb einer vorgegebenen oberen und unterhalb einer vorgegebenen unteren Druckdifferenz öffnet.

t Im einzelnen ist das erfindungsgemäße Kühlsystem dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung aus einem Druckmittel-Kanal besteht, der enthält: Einen ersten Kolben, der von einem

' Entlastungskanal durchsetzt ist; einen gegenüber dem ersten i

; Kolben und gemeinsam mit diesem verschiebbaren zweiten Kolben zum Verschließen des Entlastungskanalesj eine erste drucic-

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Lieh·

>flndliohe Yorriohturtg, die den «weiten Kolben dichtend gegen den «raten Kolben andrOekt» ue den Bntlaatungakanal ▼erschlossen au halten* und oberhalb der vorgegebenen oberen Druekdlfferens «ine Trennbewegung der beiden Kolben gestattet» so dal der Bntlaatungekanal geWftiet und die Druokdifferens an der Steuereinrichtung verringert wlrdj eine «reite druok· eepfindliohe vorrichtung» die unterhalb der -vorgegebenen un-

druokenpfindllchen g

teren Druokdlfferen» zueaaMtn alt der eraten/Vorrlohtung die beiden Kolben geenimw veraohlebt; und einen Anaohlag, der naeh einer Torgegebenen, geaeinaa«en Vereohlebung beider Kolben dl· ung de* «weiten Kolbens abbreaet, derart» daS β loh dl· beiden Kolben bei einer tfeiterbewegung dea ernten ' Kolben· voneinander trennen» *o dafi eich der Bntlaatungakanal öffnet und die BifferensdrOoke an der Steuereinrichtung Yerh&ltalasXeig raaoh auegegliohen werden. In weiterer vorteilhafter Auageataltung kann der Druokalttel-Kanal ein Bauteil enthalten» in dem eine syllndriaohe Xaeeer auagebildet iat, wobei die beiden Kolben bewegbar in der Kaamwr angeordnet sind und derart sueaawMnwirken» daf aie die Fw-r gegen einen SruoamtLtteldurohflui veraehlleieni auflerdeai kann die

e ernte druckempfindliche Torriehtung aua einer Steuffeder beeteben» die den aweiten Kolben entgegen der Wirkung der an Hai angreifenden SruQkkrlfte beaufschlagt» und die aweite druekeapfindliehe Vorrichtung kann aus einer aweiten Steuerfedes* bestehen» die den ersten Kolben entgegen der daran an-

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greifenden Druckkräfte beaufschlagt, wobei die erste Feder Über öen zweiten Kolben die Druckkraft der zweiten Feder verstärkt.

Die erfindungsgemK£e Vorrichtung sorgt dafür, daß einerseits die an einem StrBmungsmlttel-Koinpresaor nach dessen Still« setsen herreehenden Druckdifferenzen rasch ausgeglichen werden» um ein Wiederingangsetsen des Kompressors zu ermögll-

oben, ohne daß Noter-Starthilfen oder zu stark bemessene Motoren verwendet werden saUesen, und andererseits ein verbesserter 8ohuts gegen unzulKesig hohe Überdrücke geschaffen wird·

Weitere Vorteile und Eigenschaften des Srfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der •in erflndungegeaMaes AusfUhrungabeispiel anhand der Zeichnungen erläutert wird. Ss soigeaz .

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Big« 1 eine sohen&tisohe Darstellung der erflndungsgenKeen Druckausgleichs- und überdruoketeuereinriohtung bei Verwendung mit einem Kompressor«

Fig* 2 eine schematisehe Ansieht der Steuereinrichtung nach Flg. 1 in einer Stellung, in der a* Kompressor ein überdruck auftritt, und

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Pig. 3 eine sohematieohe itasioht der in Pig. I gezeigten Steuereinriohtung naoh dem Abßciuilten aes Koapreea or».

IXte Zänielc-Steuereinriehtung 10, die ausatmen Bit einem Kompressor Xd verwendet wird» gleicht die n*ch demAbschalten des Kompressors 12 auftretenden Druckdifferenzen aue und schützt den Kompressor vor unzulässig hohen inneren Drücken, «reiter unten erläutert, wird«

Bei dem gezeigten Aueftihrungsheispiel bildst der Kompressor 12 einen Teil eines geschlossenen DruelaDitteleyateme* insbe* eonäere eines Kühlsystem^ nit einen Kondena«ter 14, einer

Kapillare 18 und einem Verdaiipfer SO* Bei diesea System wird das Kältemittel dampf for» ig und unter verh81tnle»StSig hohem Tmiek von dem Kompressor 12 ausgestoßen und ita Kondensator 1,4 verflüssigt; das den Kondensator l4 verlassende, flüssige Cάiteaitfcel wird in der Kapillare l8 entspannt und fließt anä€^äliii«ß@nd 3i3m Yerdaöpfer 20, wo das .Käffiealttel verdampft. Terdaspfer 20 otrifeat das "gasförmige Kältemittel über die sum Kompressor IZ zurüok.

öee Kompreeeors iS hörrecht aft-. Kompressor ^telefetlieh©." Esruskdl^ferens» . Ofewehl «in 3?€»il dor a»

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Ubep· das Struuungsnlttelsyste» ausgegliohen wird» tat die Flhlfkeit des Systems, BrÜok· aufzunehmen, beginnst* und es nüssen eventuell mehrere Stunden verstrelohen, bevor der Kompressor erneut In Oang gesetzt «erden lnirn· wenn der Koetpreisor-Antriebfflnotor ein Einphasenmotor let, wird eine Zueats*St«rtirloIclu&e hiiixueefUgtj uaa zu »retf«liohen, deS der Motor 13 wenige Minuten naeh dem Abeohalten die auf den Koapreeaor 12 einwirkend« Druckb^laetimg überwindet« Wenn der Motor l> ein DreipSieeennotor let« sorgt die

zum Anlassen dieses Motortyps erforderliehe Starfeei&beit für 3in ausreichendes Starteotaent, «renn der Motor entsprechend stark ausgelegt 1st. Werden die Start-tfloklungen eliminiert und .^die Motorgröfle verringert» aο lassen sich Kosten und die Druok-Steuereinriohtung 10, die in relativ SSeIt naeh den» Abschalten des Kompressors die Öruekbalastung aaa Koapressor neutralisiert, macht die Verwendung >on Motor-

StartliiXta und/oder überatarken Motoren Überflüssig. Die Druolc-Steuereinriehtung 10 weist ein Äudeng@hSluse 25 auf»

das eine im wesentlieaen sylindrisohe Ventil- und fiö bildet. Das eine Ende 28 der Kanter 26 wird au dl© S oder Saugsöite des Koepressors 12 angesohlossen« Dsb

Ende - der Kamnsr 26 steht über eine öffnung 3k

oder Bruoksolta des Ksmpresao^s 12 1» -yerbindun

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wird die Druok-Steuereinriohtung 10 innerhalb dao KotnpreesorgehMuaee angeordnet, wodurch nach außen fahrende Leitungen in Fortfall können. Die Öffnung 34 1st vorzugsweise gegenüber der Kam«· 26* versetzt angeordnet.

Ein Ι« wesentlichen asyl Inder fönnigec Teil 38 ist in der Kammer 26 angeordnet. Sin Anschlag 40 verhindert eine Bewegung des Teiles 38 aus <5»m Gehäuse 25. Jn dem Teil 38 ist ein Kanal 42 vor- g gesehen«

Ein Kolben 45» an dessen Uafang geeignete O-Ringdiohtungen 46 angeerdnet sind, let in der Kasaner 26 gleltfthig geführt. Die Stirnwand 33 der Kararaer 26 und die Endflttohe 4? des Tellee 38 begrenxen den Hub des Kolbens 45. Eine zwischen dem Teil 38 und dem Kolben 45 angeordnete Feder 49 drückt den Kolben 45 gegen dl« Stirnwand 33 der Kestner 26.

Der Kolben 45 weist einen durchgehenden Entlaetuagskanal 48 i Auf« der aus miteixumder verbundenen Kanälen 51 und 52 bestellt. XAm Achsen der Xanüe 52 sind in Abstand von der Achse des Kolbens 45 angeordnet, und der Kanal 51 liegt koaxial zum Kanal 42. Der Kolben ist bsi 50 abgeschrägt, so dafi ein Vent11-elt* gebildet wird. Ik Kolben 45 ist eine koaxiale Lagerttffnung 53 vorgesehen, in der der StSSoI 63 eines Oberdruokventilos 60 gelagert 1st.

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Das überdruckventil 60 besteht aus einen wesentlichen sylindrisehen Teil nit einem stseelfUzBigen Vorsprung 63« Der StUBeI 6? de· Tentilea 60 iafc In der Lagerefftiung 5? des Kolbens *5 gleitftnig gelagert. Br ist etwas IKnger als der Kolben 45 und beia Aufsitsen dee überdruokventilee 60 auf den Sitz 5o überragt dae Snde des Stößels 63 un einen geringen Betrag die Hinter fliehe 56 des Kolbens 45.

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See Oberdruokventil 6e ist an seinen !Anfang bei 6Z abgesetzt und bildet einen Federanaohlag 64. Eine zwieonen den Teil 38 . und den Aneohiag 64 angeordnete Feder 65 drttokt den Ventilkurper 60 gegen den Kolben 45»

Die Feder 49 ist derart besessen, daß sie naeh einem vorgegebenen Abfall der an der Drttek>Steuereinriohtung Io anliegenden firuokdifferenz ein Anschlagen des Kolbens 45 gegen die Wand 33 der Kammer 26 bewirkt· Die Feder 65 ist derart bemessen, dal bei einem vorgegebenen Anstieg der an der Steuerein« richtung Io anliegenden Uruekdifferenz eine Trennung des Oberdruok-VentilkSrpers 60 von Kolben 45 und eine Öffnung des Bntlastungskanale 4& auftritt»

Ist der Konpreseor 12 abgeschaltet und sind die Drüoke an KospressoreinlaS und «-auslas in wesentlichen gleich grofi, so liegt der Kolben 45 infolge der Druckkraft der Feder 49

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an der wand 33 der Stouerkaener 26 an· Sie Feder 65· drtiokt den StBBeX 63 dee VentilkoYpere 6o gegen die «and 33. tta den gleichen Betragt u» den der Stöflel 63 linger «la der

Kolben 65 let, 1st der Ventilkörper 60 ve« Slt»5O getrennt

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geselgt. . . - . ■■. '-

/ .. . ο Wird der Kompressor 12 in Qang gesetzt »/steigt die Druck» dlfferenz zNlsohen Koapreseorelnlifi und «auslad an* Bei einer vergegebenen Druefcdl fferens überwindet die auf den Kolben 45 ausgeübte Druckkraft die Kraft· der Feder 49 und bewegt den Kolben von der Wand 33 der Kainer 26 in Riohtung des Teiles 38. Der Ventilicörper 60 bleibt ertsfest, und der Sits 50 könnt zun Anliegen an den Ventilkörper 6c, wodurch der Entla»timgsk»nal 48 geschlossen wird· Ist der Entlastungskanal 48^ rereohlossen, so steigt die Druok-

druck
an der Kolben-Übei^entilanordnimg plötslioh an,

«Ser Kolben 45 wird gemeineam mit dea überdruckventil der geaeineamen Kraft der Vorapannungefedern 49 65 In Richtung des Teiles 38 geführt, rtkrend des nor« Kcespreesorbetriebe· liegt die Kolbeix-Oberdruokventilanordmmg in der Nähe des Seiles 38, ohne daran «nsEuechlagen (»iehe Fig. 1). ... :"- v- ^: _: ; J,* -: *^; :. .

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Ist der BntlaBttmgakarml 46 durch den Ventilktfrper öo.ver«· aohlessen, ao wird ·1η Druckanstieg, der über den normalen Kesjprtfeser-Setrietedruek hinausgeht, der Steuereinrichtung 10 xugeführt, und bei eine« vorgegebenen Ob«rdruok öfföet •loh de· übordruokvwtil 60 und gestattet «in· Str^euog d·« StrÖBungraittele unter Hochdruck über den Entlastimge-Iwnal 48 unmittelbar «u dem Koepreeeoreitolafl (siehe FIg, 2). Wenn die SyeteadrQoke auf den Normalwert surtlekkehren» vereohlief t die Feder 65 das Überdruckventil 6», intdureh der Estlaetungakanal 48 versohleeeen wird»

der Kompressor 12 abgeschaltet wird« nient die an Kost«· presser 12 anliegende Dpuokdi fferenz anfänglich schnell äb„ ' da die Drücke über des .StrttBungemittelsystea ausg@glIah©B werden. Wtoh dfsee» anflngliohen Differenzdruclcsbfall an Kompressor 12 ninet die Geschwindigkeit des Dif ferenzdruckabfalls an Kompressor deutlich ab. Sie Federn 49 und 65 sorgen geaednean für eine Vorspannung« die bei einen 2>ruokzustand« der bei der Verringerung der Druckausglelchegesehwindlgkeit auftritt, die Kolbeo-Überdruckventllanordnung als Einheit

in Richtung auf dl· Stirnwand 33 der Kammer 26. bewegt» Wenn ■ . ': -.. ventil ; -· . •loh dift Kolben-Überdruoljiinordnung der Wand 35 nithart, sohlM^t der atöflol 63 des VentllkOrpere 60 gegen dis «and 33 &^# und eine Weiterbewegung des überdruoteVtntllkUrpers δο in dieser Richtung wird verhiadert. Die Weiterbewegung des KoIb- ns 45

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gegen β** Wind 35 - in Abhängigkeit vom ettfadigen Abfall dtr Druckdifferenz an Kompressor 12 - trennt den Kolben 45 γ« VentiikBrper 6o, woduroh der Sntlaetxmgelcanal 48 geöffnet wird und die Drücke aa Konpreseor 12 eohnell und volletMndig eüagegliohen werden.

Die erfindungegemitee Oruolc-Steuereinrlohtung schUtat den Kon- ( preeaor nioht nur vor überaliig hohen Xnnendrüeken_f sondern gleicht nach dem Abschalten des Kompressorns auch die daran anliegenden Drttake aus. Letsterea wird dadurqh erreicht, dafl das Syetera selbst dasu verwendet wird, eine anfängliche,, jedech unvollständige Verringerung der am KcxBpreeeor anliegenden DruoicdifferenE herbeieufUhren und daß ansohlieaend die Druckseite des Koapreaeors unmittelbar ait der Säugeeite verbunden wird.

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Claims (1)

1. Carrier Corporation NUnohea, 25, September 1967

   Srraouse. Hew York (Anwaiteikte *α8ΐ)

   Patentansprüche

   It Kühlsystem mit einem Kompressor, einem ersten Wärmetauscher, der an die Druckseite des Kompressors angeschlossen ist, einer Entspannungseinrichtung, einem zweiten Wärmetauscher, der alt der Saugselte des Kcmpressors verbunden 1st» und einer Ent* Ia8tungsleltung, die den Kompressor überbrückt und die Saugselte mit der Druckseite verbindet, gekennzeichnet durch eine

   «Steuereinrichtung (lo) In der Entlastungsleitung, die auf Druckdifferenzen zwischen Saug- und Druckseite des Kompressors (12) anspricht und die Entlastungsleitung oberhalb einer vorgegebenen oberen und- unterhalb einer vorgegebenen unteren Druckdifferenz Sffnet. ■■

   2« Kühlsystem naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (lo) aus einem Druckmittel-Kanal besteht, der enthKlt; Einen ersten Kolben (45), der von einem Entlaatungskianal (48,51,52) durchsetzt 1st; einen gegenüber dem ersteh Kolben (45) und gemein*** alt diesem verschiebbaren zweiten Kolben (6a) zum Verschliefen des Bntlastungekanalee; eine erste druckempflodllehe

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   Vorrichtung (65)» die. den zweiten Kolben (60) dlohtend gegen den ersten Kolben (45) andrückt, 1» den Bntlastungskanal (48) versehleseen eu halten, und oberhalb der vorgegebenen oberen Druckdifferenz eine Trennbewegunt der beiden Kolben gestattet« so d#3 der Batlaatungskanal geöffnet und dl· Druokdifferenx an der Steuereinrichtung verringert wird, eine «weite druckeaptfindliohe Vorrichtung (49), die unterhalb der vorgegebenen unteren Druckdifferenz susesswn mit m druckempfindlichen . ^m

   der erstenAörrichtung (65) die beiden Kolben geeeinaaa versohiebti und einen Anschlag (33)» der nach einer vorgegebenen, geswinsamen Verachiebung beider Kolben di# Bewegung des «weiten Kolbene (60) abbr*ost, derart, daß sich :; die beiden Kolben bei einer Weiterbewegung des ersten KoI- ^l bena (49) voneinander trennen, so dafl lieh der Entlastung**, _ kanal (48) öffnet und die DifferenkdrUcke an der Steuereinriohtung verhaMtnisaMÄig rasch ausgeglichen werden.

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   Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennaeiohnet, daß ^

   d«r Durohfluß-Kanal ein Bauteil (25) enthält, In den ein· jcylinderförmige Kaseer (26) ausgebildet ist, wobei der erste (45) und »weite (60) Kolben verschiebbar in der

   Kamer (26) angeordnet sind und ein Verschließen der Kam- ί

   iner gegen einen Druckaittel-DurchfluB ereilglichen.

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   4» Ktthlsyttta naoh Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet» daA die erste druokeapflndllche Vorrlohtung au· einer Steuerfelder (65) besteht« die den zweiten Kolben (60) entgegen der Wirkung der an ins angreifenden BruokkrKft* b4auf*ehlagt, und die sweite druckenpflndliohe Vorriohtung aus einer zweiten Steuarfeder (49) besteht» die den ersten Kolben (45) entgegen der an ihn angreifenden Druek-

   krifte beaufschlagt» webei die erste Feder (65)über den zweiten Kolben (6e) die Oruekkraft der »weiten 9edar (49) ▼eretHrkt. .

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