DE1953506A1

DE1953506A1 - Stepless delivery rate control for piston compressors

Info

Publication number: DE1953506A1
Application number: DE19691953506
Authority: DE
Inventors: Kurt Bertelmann
Original assignee: Borsig GmbH
Current assignee: Borsig GmbH
Priority date: 1969-10-20
Filing date: 1969-10-20
Publication date: 1971-04-29
Also published as: DE1953506C3; DE1953506B2

Description

Stufenlose Liefermengenregelung für Kolbenverdichter Die Erfindung betrifft eine stufenlose Liefermengenregelung für Kolbenverdichter durch Verzögerung des Saugventilschlusses mittels mehrerer, in dem Ventilsitz geführter Stößel, die unter Verwendung von Stößelfedern begrenzt axial beweglich und kraftschlüssig mit einem Regelstern, der sich gegen einen Verstellantrieb abstützt, verbunden sind, wobei die Stellung des Regelsterns im Bereiche zwischen Leerlauf und einem fast hundertprozentigen Teillastwert des Kolbenverdichters sich proportional zum Betätigungsdruck des Steuermittels verhält, während der Durchlauf des Regelsterns von diesem Teillastwert bis-Vollast ohne Verzug erfolgt. Infinitely variable delivery rate control for reciprocating compressors The invention relates to an infinitely variable delivery rate control for reciprocating compressors by means of a delay the suction valve closure by means of several plungers guided in the valve seat, which limited axially movable and non-positive with the use of plunger springs a control star, which is supported against an adjustment drive, are connected, where the position of the control star is in the range between idle and a nearly one hundred percent part load value of the reciprocating compressor is proportional to the actuation pressure of the control means behaves while the control star passes through this partial load value up to full load takes place without delay.

Bei derartigen Liefermengenregelungen ist es erforderlich, die Förderleistung besagter Kolbenverdichter von Null bis fast hundert Prozent stufenlos zu regeln und den Rest zur Vermeidung von Schäden an Ventilplatten und Stößel köpfen ungeregelt schnell zu durchfahren, da in Regelstellungen wenig unter hundert Prozent die federbelasteten Stößel, die die Ventilplatten zeitweilig offenhalten, um eine kürzere Strecke als der Ventilhub beträgt, aus dem Ventilsitz hervorragen. With such delivery volume regulations, it is necessary to adjust the delivery rate said reciprocating compressor from zero to almost one hundred percent stepless to regulate and head the rest to avoid damage to valve plates and tappets Can be driven quickly through unregulated, as little less than one hundred percent in control positions the spring-loaded tappets, which hold the valve plates open temporarily, to a distance shorter than the valve lift, protrude from the valve seat.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse eine Vorrichtung zu verwenden, bei der ein Steuermittel auf einen Steuerkolben einwirkt, der mit einem Steuerschieber fest verbunden ist, welcher seinerseits einen mit dem Regelstern gekoppelten Stellmotorkolben mit Hilfe von Drucköl in beide Richtungen bewegerJkann, wobei eine federbelastete Steuerbüchse derart wirkt, daß der yörderleistungsbereich voll fast Vollast bis Vollast in beiden Richtungen vom Regelstern ohne Verzug durchfahren wird (deutsche Patentschrift jr. 1 217 019)* Dabei ist neben einem hydraulischen oder meist üblichen pneumatischen Steuermitteikreislauf noch ein jiruckölkreislauf und eine aufwendige empfindliche und vielteilige Konstruktion erforderlich, bei der die Hydraulik ein sehr schnelles Durchfahren des zügig zu durchfahrenden Regelbereiches nicht erlaubt. Apparatus is known to meet these requirements to use, in which a control means acts on a control piston, which with a control slide is firmly connected, which in turn has a control star coupled servomotor piston can move in both directions with the aid of pressurized oil, wherein a spring-loaded control sleeve acts in such a way that the yörderleistungsbereich full, almost full load to full load, drive through the control star in both directions without delay is (German patent jr. 1 217 019) * In addition to a hydraulic or the usual pneumatic control medium circuit or a pressure oil circuit and a complex, sensitive and multi-part construction is required which allows the hydraulics to pass through the control range that can be passed through very quickly not allowed.

Die Erfindung soll das bessern. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, den besonderen Druckölkreislauf einzusparen, die Vielzahl der Konstruktionsteile zu vermindern und das Durchfahren des kleinen Regelbereichs bis Vollast noch schneller zu bewerkstelligen. The invention is intended to improve that. It is based on the task to save special pressure oil circuit, the large number of construction parts diminish and drive through the small control range up to full load can be done even faster.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verstellantrieb eine mit gasförmigem Steuermittel betätigte Membranstellvorrichtung ist, bei der der unmittelbar von dem Steuermittel bewegte Teil ein Mrmbranteller ist, der mit einer Membran und einem Gehäuseoberteil einen Raum bildet, der über einen Steuermittelanschluß mit dem Steuermittel verbunden ist, wobei sich auf der dem Ventilsitz zugekehrten Seite des Membrantellers eine Rückstellfeder und im Gehäuseoberteil ein Permanentmagnet befindet. This object is achieved according to the invention in that the adjusting drive is a diaphragm actuator operated with a gaseous control means, in which the part that is moved directly by the control means is a membrane plate that is accompanied by a membrane and a housing upper part forms a space which is via a control means connection is connected to the control means, with the valve seat facing A return spring on the side of the diaphragm plate and a permanent magnet in the upper part of the housing is located.

Um die Stärke der magnetischen Kraftwirkung des Permanentmagneten auf den Membranteller genau nach dem Bedarf einstellen zu können, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Abstand des koaxial zum Membranteller angeordneten Permanentmagneten zum Membranteller in der Stellung kürzester Entfernung beider Teile zueinander mit Hilfe einer Einstellschraube von außen veränderbar. To the strength of the magnetic force of the permanent magnet To be able to adjust the diaphragm plate exactly as required is after one further embodiment of the invention, the distance of the arranged coaxially to the diaphragm plate Permanent magnets to the diaphragm plate in the position of the shortest distance between the two Parts can be changed from the outside with the help of an adjusting screw.

Soll die magnetische Kraftwirkung zusätzlich zur Möglichkeit der veränderbaren Abstandshaltung zwischen den beiden durch Magnetismus zusammengehaltenen Teilen oder allein ohne veränderbare Abstandhaltung vermindert werden, so ist nach einer ferneren Ausgestaltung der Erfindung auf der dem Permanentmagneten zugekehrten Seite des Membrantellers eine Beilage aus nichtmagnetischem Werkstoff angeordnet. Should the magnetic force effect in addition to the possibility of changeable spacing between the two held together by magnetism Divided or reduced alone without changing the spacing, so is after a further embodiment of the invention on the one facing the permanent magnet Side of the diaphragm plate a shim made of non-magnetic material is arranged.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine stufenlose Liefermengenregelung in einer Regelstellung und Fig. 2 eine stufenlose Liefermengenregelung in der ungeregelten Stellung für Vollast. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. 1 shows an infinitely variable delivery rate control in a regulating position and FIG. 2 a stepless delivery quantity regulation in the unregulated Position for full load.

Das eigentliche Saugventil, bestehend aus dem Ventilsitz 1, dem Ventilfänger 2, einer Mittelschraube 3 mit Führungsmutter 4, der Ventilplatte 5 und Schließfedern 6, wird durch ein Druckstück 7 an den Absatz 8 des Ventilnestes 9 gepreßt. Abgeschlossen wird das Ventilnest 9 von einem Deckel 10. Der Regelstern 11 wird von einer konzentrisch zur Führungsmutter 4 auf dem Ventilsitz 1 ruhenden Feder. 12 in Richtung auf den Absatz 13 der Sührungsmutter 4 gedrückt. The actual suction valve, consisting of the valve seat 1, the valve catcher 2, a center screw 3 with guide nut 4, the valve plate 5 and closing springs 6, is pressed against the shoulder 8 of the valve nest 9 by a pressure piece 7. Closed the valve nest 9 is from a cover 10. The control star 11 is from a concentric to the guide nut 4 on the valve seat 1 resting spring. 12 towards the Paragraph 13 of the guide nut 4 pressed.

In Bohrungen 14 des Regelsterns 11 sind mit Spiel die Stößel 15 montiert und die beispielsweise mit dem Gewinde der Stößel 15 verklebten Muttern 16 werden von den Stößelfedern 17 in Richtung auf den Regelstern 11 gedrückt. Die Führung der Stößel 15 erfolgt in Bohrungen 18 des Ventilsitzes 1.In bores 14 of the control star 11, the tappets 15 are mounted with play and the nuts 16 glued to the thread of the tappet 15, for example pressed by the plunger springs 17 in the direction of the control star 11. The leadership the tappet 15 takes place in bores 18 of the valve seat 1.

Die Membranstellvorrichtung, die auf den Deckel 10 montiert ist, besteht aus einem Gehäuseunterteil 19, dem Gehäuseoberteil 20 mit dem darin befestigten Permanentmagneten 21, der Einstelischraube 22 mit Kontermutter 23 und Hutmutter 24, dem Membranteller 25 mit der auf ihm aufgeklebten Beilage 26 aus nichtmagnetischem Werkstoff und der Membran 27, die das aus dem Gehäuseunterteil 19 und dem Gehäuseoberteil 20 bestshende Gehäuse in die Räume 28 und 29 teilt, der Rückstellfeder 30, einer Spindel 31, die die Stellkraft auf den Regelstern 11 überträgt, und dem Steuermittelanschluß 32. The membrane adjusting device, which is mounted on the cover 10, consists of a lower housing part 19, the upper housing part 20 with the attached therein Permanent magnets 21, the adjusting screw 22 with lock nut 23 and cap nut 24, the membrane plate 25 with the insert 26 glued to it the end non-magnetic material and the membrane 27, which consists of the lower part of the housing 19 and the upper housing part 20 bestshende housing divides into spaces 28 and 29, the Return spring 30, a spindle 31, which transmits the actuating force to the control star 11, and the control means port 32.

Die neue Liefermengenregelung wirkt folgendermaßen: Die Liefermengenregelung steht nach Fig. 2 in der ungeregelten Stellung für Vollast. Dabei liegt also der Membranteller 25 unter Einwirkung der magnetischen Kraftwirkung des Permanentmagneten 21 an ihm an. Bei zunehmendem Druck des über einen Meßwertwandler durch den Steuermittelanschluß 32 eintretenden Steuermittels löst sich bei einem eingestellten Druck, dessen Krat;wirkung die maximale Magnetkraft und die Federkraft der Rückstellfeder überwindet, schlagartig der Membranteller 25 vom Permanentmagneten 21, die Spindel 31 drückt dabei den Regelstern 11 soweit abwärts auf den Ventilsitz 1 zu, so daß der kritische Förderleistungsbereich von hundert Prozent bis fast hundert Prozent ebenfalls schlagartig durchfahren wird. Bei weiterer Steigerung des Steuermitteldrucks sind die ansteigenden Bederkräfte der Rüokstellfeder 30, der Peder 12 und der Stößelfedern 17 zu überwinden, bis in stufenlosem Verlauf der Leerlauf erreicht ist. Bei abnehmendem Druck des Steuermittele verläuft der Regelvorgang in umgekehrter Richtung. Der Membranteller 25 bewegt sich mit der Spindel 31 aufwärts zufolge der sich entspannenden Rtekstellfeder 30. Der Regelstern 11 folgt der Spindel 31 im engen Kontakt, da er von der Feder 12 ebenfalls aufwärts gedrückt wird bis zum Teillastwert fast hundert Prozent Förderleistung des Verdichters in stufenloser Liefermengenregelung. Bei weiterem Absinken des Steuermitteldrucks wird der Membranteller 25 vom Permanentmagneten 21 wieder angezogen und dem Regelstern 11 wird der Weg schlagartig bis zum Absatz 13 der Führungsmutter 4 freigegeben, wodurch der kritische Restregelbereich ebenfalls schlagartig durch fahren wird. Um den Beginn des stufenlosen Regelbereichs beim Wert fast hundert Prozent genau in Übereinstimmung mit den Federkräften der Rückstellfeder 30 und der Feder 12 einstellen zu können, ist die magnetische Kraftwirkung des Permanentenmagneten 21 auf den Membranteller 25 veränderbar. The new delivery quantity regulation works as follows: The delivery quantity regulation is according to Fig. 2 in the unregulated position for full load. So here lies the Diaphragm plate 25 under the action of the magnetic force of the permanent magnet 21 on him. With increasing pressure of the via a transducer through the control means connection 32 entering control means is released at a set pressure, its Krat; effect overcomes the maximum magnetic force and the spring force of the return spring suddenly the membrane plate 25 from the permanent magnet 21, the spindle 31 presses the control star 11 as far downwards towards the valve seat 1, so that the critical delivery rate range from one hundred percent to almost one hundred percent is also passed through suddenly. With a further increase in the control medium pressure, the operating forces are increasing the Rüokstellfeder 30, the Peder 12 and the plunger springs 17 to overcome until in stepless course the idle is reached. With decreasing pressure of the control means the control process runs in the opposite direction. The diaphragm plate 25 moves with the spindle 31 upwards according to the relaxing Rtekstellfeder 30. Der Control star 11 follows the spindle 31 closely Contact as he is from the Spring 12 is also pushed up to the partial load value almost one hundred percent Delivery rate of the compressor in stepless delivery rate control. With further When the control medium pressure drops, the diaphragm plate 25 is removed from the permanent magnet 21 tightened again and the control star 11 is suddenly the way to the paragraph 13 of the guide nut 4 released, whereby the critical residual control range also will drive through suddenly. At the beginning of the stepless control range at Value almost one hundred percent exactly in accordance with the spring forces of the return spring To be able to adjust 30 and the spring 12 is the magnetic force of the permanent magnet 21 on the diaphragm plate 25 can be changed.

Dies geschieht auf zwei Arten, die jede für sich allein oder auch kombiniert angewendet werden können. Erstens ist es möglich, mit Hilfe der Einstelischraube 22 den Abstand des MembrantelleN 25 25 vom Permanentmagneten 21 unter der maximalen magnetischen Krafteinwirkung zu verändern und dadurch diese maximale magnetische Kraft genau nach dem Bedarf einzustellen und zweitens kann dieselbe Wirkung mit der Beilage 26 daduroh erreioht werden, daß Art und Stärke dieser Beilage 26 variabel sind. Die Kontermutter 23 arretiert die Einstellsohraube 22, und die Hutmutter 24 dient zur Abdiohtung des Gehäuseoberteils 20.This is done in two ways, each on its own or as well can be used in combination. First, it is possible with the help of the adjusting screw 22 the distance of the membrane cell 25 25 from the permanent magnet 21 below the maximum magnetic force to change and thereby this maximum magnetic Adjust the force exactly as needed and, secondly, can have the same effect the attachment 26 can be achieved that the type and strength of this attachment 26 is variable are. The lock nut 23 locks the adjusting screw 22 and the cap nut 24 serves to seal off the upper housing part 20.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß anstelle einer Vielzahl bewegter Teile nur relativ wenige verwendet werden, bei denen weniger Feinpassungsarbeiten notwendig sind, daß ein Druokölkreislauf entbehrlich ist, der s.B. bei extrem niedrigen Umgebungstemperaturen erhebliche Schäden an der Liefermengenregelung verursachen kann und daß durch das schlagartige Durchfahren des kritischen Förderleistungsbereiches das Springen der Stößel 15 auf der Ventilplatte 5 bestimmt ausgeschaltet ist. The advantages achieved with the invention exist in particular in this, that instead of a large number of moving parts, only relatively few are used, where less fine-tuning work is necessary, that a pressure oil cycle is dispensable, the s.B. significant at extremely low ambient temperatures Can cause damage to the delivery volume control and that by the sudden Driving through the critical conveying capacity range causes the plunger 15 to open the valve plate 5 is determined to be off.

Claims

1. Infinitely variable delivery rate control for reciprocating compressors by delay the suction valve closure by means of several plungers guided in the valve seat, which limited axially movable and non-positive with the use of plunger springs a control star, which is supported against an adjustment drive, are connected, where the position of the control star is in the range between idle and a nearly one hundred percent part load value of the reciprocating compressor is proportional to the actuation pressure of the control means behaves while the control star passes through this partial load value until full load takes place without delay, d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that the adjusting drive is a diaphragm adjusting device actuated by a gaseous control medium is, in which the part moved directly by the control means is a diaphragm plate (25) is, with a membrane (27) and a housing upper part (20) a space (28) forms, which is connected to the control means via a control means connection (32) is on the side of the diaphragm plate facing the valve seat (1) (25) a reset spring (30) and a permanent magnet in the upper part of the housing (20) (21) is located.

2. Infinitely variable delivery rate control according to claim 1, d a d u r c h it is noted that the distance between the coaxial and the membrane plate (25) arranged permanent magnets (21) to the diaphragm plate (25) in the shortest position Remove both parts from one another with the help of an adjusting screw (22) from the outside is changeable.

3. Stepless delivery rate control according to claim 1 and 2 or 1, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that on the permanent magnet (21) facing side of the diaphragm plate (25) a supplement (26) made of non-magnetic Material is arranged.

L e r s e i t e