DE1807985B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Senkung des Leerlaufleistungsbedarfs bei VielzeRen-Rotationsverdlchtern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Vet fahren zur Senkung des Leerlaufleistungsbedarfs bei Vielzellen-Rotationsverdichtern, deren Schieber in einem exzentrisch gelagerten Rotor radial beweglich sind und durch Rotationsfliehkraft mit der Verdichter-Gehäuseinnenwand zur Anlage kommen, sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

Bei Vielzellen-Rotationsverdichtern ist bekanntlich der Rotor exzentrisch in der Gehäusebohrung gelagert und bildet mit derselben einen sichelförmigen Arbeitsraum. In dem Rotor sind Längsschlitze eingearbeitet in welche Schieber aus Kunststoff oder Metall frei beweglich gelagert werden.

Beim Drehen des Rotors werden die Schieber infolge der Fliehkraft nach außen gezogen, wo sie auf der gehonten Fläche der Gehäusebohrung gleiten und dabei den Sichelraum in einzelne Zellen von unterschiedlichem Volumen unterteilen.

Beim Leerlauf des Verdichters hat sich gezeigt, daß der Leistungsbedarf im Verhältnis zu dem bei Vollast beachtlich groß ist

Dieser Umstand ist darauf zurückzuführen, daß auch beim Leerlauf die sich im Rotor befindlichen Schieber durch die Fliehkraft nach außen gleiten und dadurch Luft und/oder Gas verdichten und außerdem gegen das Schmier- und/oder Kühlmittel Arbeit verrichten.

Bekannt ist bereits eine Entlastungsregelung bei kleinen Druckverhältnissen durch Verwendung von Zellenventilen, wobei bei Einschaltung des Leerlaufs der Druckstutzen des Verdichters zur Atmosphäre hin ge- ⁶S öffnet und die Druckleitung gleichzeitig bei offenem Saugstutzen geschlossen wird, so daß die Leerlaufleistung günstig zu beeinflussen ist (VDI-Zeitschrift Band

84, Nr. 24, S. 413 bis 415). .

Eine gebräuchliche Leerlaufregelung ist ferner die sogenannte Saugdrosselregelung.

Bei ihr wird die Förderung durch Absperren der Saugleitung unterbunden bei oft gleichzeitiger Entlastung im Druckstutzen.

Durch letztere Maßnahme kann ebenfalls die Leerlaufleistung herabgesetzt werden, allerdings ohne eine wesentliche Verbesserung zu bedeuten.

Bei diesen Maßnahmen ist aber die Leerlaufleistung im Verhältnis zur Leistung bei Vollast noch beachtlich

groß. . .

Unabhängig davon ist es beispielsweise aus der CH-PS 251 214 bekannt die Schieber beim Anlassen des Kompressors zurückzuhalten, und zwar durch eine Zugfeder, die mit den Schiebern verbunden ist

Die bei der Rotation entstehenden und auf die Schieber wirkenden Fliehkräfte teilweise aufzuheben, ohne daß das dichtende Anlegen der Schieber an der Gehäuseinnenwand gestört wird, ist schließlich aus der DT- PS 6 20 464 bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Leistungsbedarf beim Leerlauf, d. h„ wenn keine Förderung erfolgen soll, zu verringern.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen Maßnahmen. Die Unteransprüche geben Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens an.

Durch die erfindungsgemäße Lösung werden die im Rotor in zurückgezogener Stellung festgehaltenen Schieber unwirksam, so daß sowohl die Verdichtungsarbeit als auch die Kühl- und/oder Schmiermittelverdrängung bei Leerlauf ausfallen, ganz abgesehen von der gleitenden Reibungsarbeit der Schieber an der Gehäusebohrungswand und/oder an den Laufringen, die ebenfalls während dieser Zeit fortfällt

Da außerdem durch diese Maßnahme das im Verdichtungsraum angesammelte Kühl- bzw. Schmiermittel mit Sicherheit in den an tiefster Stelle angeordneten Austrittsöffnungen ungehindert ablaufen kann, werden künftig auch beim Anfahren sowohl Schieber- als auch Zylinderwandbruch vermieden. Damit brauchen keine Zellen- bzw. Sicherheitsentlastungsventile vorgesehen werden, was zur Vereinfachung der Bauart beiträgt.

Ferner wird auch infolge der festgehaltenen Schieber beim Stillsetzen des Verdichters, z. B. bei Einspritzkühlung, der die Einspritzung bewirkende Druckunterschied zwischen Kühlmittelbehälter und Ansaugkammer durch den Spalt zwischen dem Rotor und der Gehäusewand in kürzester Zeit ausgeglichen und somit die Einspritzung unterbrochen.

Somit bringt die Erfindungsgemäße Lösung beim Leerlauf, aber auch beim Anfahren bzw. Stillsetzen erhebliche Vorteile.

An Hand der F i g. 1 bis 4 werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Festhaltevorrichtung gezeigt.

Für alle Abbildungen gilt folgendes:

Im Gehäuse 1 mit denn Saugstutzen 2 und dem Druckstutzen 3 ist in der Gehäusebohnung 4 der Rotor 5 exzentrisch gelagert und bildet mit derselben einen sichelförmigen Arbeitsraum 6. In den Führungsschlitzen 7 gleiten die Rotorschieber 8, die im Betrieb infolge der Fliehkraft aus den Führungsschlitzen 7 heraustreten und an der Wand der Gehäusebohrung 4 entlanglaufen.

Bei der Ausführung gemäß der F i g. 1 sind im Rotor 5 zwischen jeweils zwei Rotorschiebern 8 Elektromagnete 16 angeordnet, wobei die Stromzuführung über

nicht dargestellte Schleifringe erfolgt. Die Rotorschieter 8 haben Einlagen 17 aus Stahl, auf weiche die Magnete einwirken.

Beim Obergang auf Leerlauf werden die Elektromagnete durch Zuführen von Strom e;regt, und die Rotorschieber 8 werden Ober den Totpunkt It in die Führungsschlitze geschoben und bleiben dort haften. Eine Drehzahländerung ist nicht erforderlich.

Beim Umschalten auf Fördern wird der Strom zu den Magneten abgeschaltet Da keine Anziehungskraft mehr vorhanden ist, werden die Rotorschieber 8 durch die Fliehkraft nach außen geschoben, und der Verdichter fördert

In Fig.2 werden die Rotorschieber durch Vakuum festgehalten. Der Rotor 5 hat in der Mitte eine Längsbohrung 18, die an eine nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen werden kann. Von der Längsbohrung 18 gehen tangential Bohrungen 19 ab, die an der Oberfläche des Rotors durch Gewindesttfte 20 dicht verschlossen sind, jeweils eine Querbohrung 21 stellt die Verbindung über die Nute 22 zum jeweiligen Führungsschlitz 7 her. Mittels Gewindestifte 23 erfolgt die Abdichtung.

Für den Leerlaufbetrieb wird die Längsbohrung 18 auf Vakuum geschaltet, das sich auf die Bohrungen 19 und 21 überträgt Werden die Rotorschieber 8 am Totpunkt U in die Führungsschlitze 7 geschoben, so werden dieselben durch die Luftleere an die Nuten 22 gepreßt, so daß die Reibung zwischen Rotorschieüer 8 und Führungsschlitz 7 so groß wird, daß die Rotorschieber durch die Fliehkraft nicht nach außen geschoben werden.

Bei Umschalten auf Fördern wird die Längsbohrung 18 mit der Atmosphäre verbunden, so daß die Pressung der Rotorschieber auf die Schlitzwand aufgehoben 3s wird. Dieselben können nun infolge der bedeutend verkleinerten Reibung durch die Fliehkraft wieder nach außen treten, und der Verdichter fördert.

Die F i g. 3 und 4 stellen eine Vorrichtung dar, bei welcher die Rotorschieber durch eine Mechanik, gesteuert durch den Förderdruck, festgehalten werden.

Die Rotorschieber 8 werden durch Backen 24 an die gegenüberliegende Wand der Führungsschlitze 7 gepreßt, wodurch ein Herausgleiten der Rotorschieber durch die Fliehkraft verhindert wird. Jeweils zwei gegenüberlicgende Backen 24 sind durch je vier Laschen 25 mit einem Druckstock 26 und einem Kopfstück 27 verbunden. Zwischen Druckstock 26 und Kopfstück 27 befindet sich eine Druckfeder 28. Während sich das Druckstück 26 an der Rotorbraenwand 29 abstützt, ist das Kopfstück 27 mit einem Führungsbolzen 30 verbunden, der mit einem Kragen 31 versehen ist Der Führungsbolzen 30 gleitet in einer radialen Bohrung 32, die in einer Längsbohrung 33 einmündet In dieser Längsbohrung befindet sich eine Kolbenstange 34 mit einem Kolben 35, der mit Dichtringen 36 versehen ist Zwischen dem Grund der Längsbohrung 33 und dem Ende der Kolbenstange 34 ist eine Druckfeder 37 angeordnet Die Kolbenstange 34 hat einen zylindrischen Teil 38 und einen konischen Teil 39, die beide je nach Stellung der Kolbenstange mit den Führungsbolzen 30 durch die Druckfedern 28 kraftschlüssig verbunden sind. Ein Anschlag 40 begrenzt die Bewegung der Kolbenstange 34.

Auf der äußeren Seite des Kolbens 35 wirkt der Förderenddruck der Druckfeder 37 entgegen. Steigt der Druck in der Förderleitung bei Nichtentnahrne von Dnickgas an, so gleitet die Kolbenstange 34 in der Längsbohrung 33 nach links, wobei die Führungsbolzen 30 durch den konischen Teil 39 der Kolbenstange nach außen gedrückt werden, bis sie mit dem zylindrischen Teil 38 in Berührung gelangen, wie in F i g. 6 gezeigt ist.

Das Kopfstück 27 drückt die Druckfeder 28 zusammen, und über die Laschen 25 werden die Backen 24 an die Rotorschieber 8 gepreßt Im Laufe einer Umdrehung werden die Rotorschiebeir 8 im hier nicht dargestellten Totpunkt in die Führungsschlitze 7 geschoben und bleiben dort stehen, da die Fliehkraft nicht groß genug ist, um die Reibung der angepreßten Rotorschieber zu überwinden. Der Verdichter ist auf Nullförderung eingestellt

Sinkt der Druck in der Förderleitung bei höherem Luftverbrauch, so wird die Kolbenstange 34 durch die Druckfeder 37 nach rechts geschoben, und der konische Teil 39 kommt wieder in Berührung mit den Führungsbolzen 30, die durch die Druckfedern 28 zur Rotormitte hingeschoben werden. Dabei löst sich die Verspannung der Backen 24 mit dien Laschen 25. Die Rctorschieber 8 können, getrieben von der Fliehkraft, aus den Führungsschlitzen hinausgleiten, womit die Förderung des Verdichters beginnt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Senkung des Leerlaufleistungsbedarfs bei Vielzellen-Rotationsverdichtern, deren S Schieber in einem exzentrisch gelagerten Rotor radial beweglich sind und durch Rotationsfliehkraft «nit der Verdichter-Gehäuseinnenwand zur Anlage kommen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rotorschieber bei Leerlauf zusätzliche Reibungskräfte zu den Gleitflächen zur Verhinderung des Ausfahrens der Schieber aufgebracht werdea

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwischen den Führungsplatten (7) angebohrte Elektromagnete (16) und an den Rotorschiebern (8) befestigte Stahlplatten (17).

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zentrale Sackbohrung (18) im Rotor (5), die an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist und damit über Bohrungen (19) verbundene, senkrecht auf die Flanken der Rotorschieber (8) zielende Bohrungen (21).

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zentral angeordneten hydraulisch verschiebbaren Kolben mit einem Konus (39), der radial über Führungsbolzen (30) unter Federdruck (28) stehende, aus Laschen (25) gebildete Scheren bewegt, die Bremsklötze auf die Ranken der Rotorschieber (8) drükken.