DE20016334U1

DE20016334U1 - Förderleistungs-Steuervorrichtung für Kompressoren

Info

Publication number: DE20016334U1
Application number: DE20016334U
Authority: DE
Original assignee: FU SHENG IND CO; Fu Sheng Industrial Co Ltd
Current assignee: FU SHENG IND CO; Fu Sheng Industrial Co Ltd
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2010-09-21
Also published as: US6302668B1

Description

1 Förderleistungs-Steuervorrichtung für Kompressoren

Die Erfindung schafft eine Förderleistungs-Steuervorrichtung für Kompressoren, insbesondere einen Kompressor, bei dem die unerwünschte Reibung zwischen den relevanten Teilen während des Förderleistungs-Steuerverfahrens auf ein Mindestmaß reduziert werden kann und die unerwünschten Auswirkungen aufgrund der Fehlausrichtungen zwischen den relevanten Teilen reduziert werden können, so dass der Kompressor laufruhiger arbeiten und sein Wirkungsgrad erhöht werden kann.

Die Förderleistungssteuerung und folglich die Belastung der zur Zeit auf dem Markt verfügbaren Kompressoren wird durch die Änderung der relativen Position des Gleitstücks zu den beiden Drehkolben geregelt. Das Gleitstück ist in einer Führungstrommel aufgenommem und ist mit einem Schaft gekuppelt. Ein Kolben ist an dem Schaft fest angebracht. Eine Fehlausrichtung zwischen dem Gleitstück, dem Kolben und dem Schaft tritt leicht ein, falls die Toleranzen zwischen diesen 0 Teilen relativ groß sind.

Das Gleitstück ist in der Führungstrommel eines Kompressors aufgenommen und steht ferner mit den Drehkolben und den Innenwänden der Führungstrommel in Kontakt. Ein Schmiermittel wird auf diese Kontaktflächen aufgetragen, um die Reibung zwischen diesen Oberflächen zu reduzieren. Eine derartige Kompressorkonstruktion sowie die Anwendung des Schmiermittels können sich leicht negativ auf den Gleitvorgang des Gleitstücks auswirken. Wenn zusätzlich eine Fehlausrichtung zwischen den relevanten Teilen vorliegt, dann kann sich das 0 Gleitstück nicht mehr axial gleitend in der Führungstrommel bewegen, wobei sogar ein Blockieren oder eine andere Fehlfunktion des Gleitstücks auftreten kann, wodurch die Kammersteuerung des Kompressors unwirksam wird.

Ein Hauptziel der Erfindung besteht darin, einen Kompressor zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik durch Erzeugen eines Druckgaskissens zwischen dem Gleitstück und der Führungstrommel auf ein Mindestmaß reduziert werden können, weil dadurch die

unerwünschte Reibung zwischen dem Gleitstück und der Führungstrommel sowie zwischen dem Gleitstück und den beiden Drehkolben auf ein Mindestmaß reduziert werden kann. Somit kann ein leichteres Gleiten des Gleitstücks erreicht werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Kompressor zu schaffen, bei dem das Gleitstück an seiner Gleitbewegung in der Führungstrommel mittig gehalten werden kann, so daß die Fehlausrichtungen auf ein Mindestmaß reduziert werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Kompressor zu schaffen, bei dem sich das Gleitstück entlang des Schafts bewegen kann, welcher sich durch den Kolben und das Gleitstück erstreckt und mit dem Kolben und dem Gleitstück gekuppelt ist, so dass eine leichtgängige Gleitbewegung des Gleitstücks sichergestellt ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Kompressor zu schaffen, bei dem zwischen dem Gleitstück, dem Kolben und dem Schaft geeignete Toleranzen vorgesehen sind, so dass sämtliche Fehlausrichtungen oder jede andere unerwünschte 0 relative Stellungsverschiebung zwischen diesen drei Teilen automatisch ausgeglichen oder kompensiert werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittsansicht einer Förderleistungs-Steuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine Längsschnittsansicht einer Förderleistungs-Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der 0 Erfindung;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Förderleistungs-Steuervorrichtung aus Fig. 2 entlang der Linie I-1;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Gleitstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei in der Ansicht die innere Strucktur des Gleitstücks gezeigt wird;

Fig. 5 eine Längsschnittsansicht der Föderleistung-Steuervorrichtung aus Fig. 2 in einem ersten Betriebszustand; Fig. 6 eine Längsschnittsansicht der Förderleistungs-

Steuervorrichtung aus Fig. 2 in einem zweiten Betriebszustand;

Fig. 7 eine vergrösserte Querschnittsansicht des Gleitstücks aus Fig. 4, die den Ort zeigt, an dem das Druckgaskissen entsteht.

In den Figuren 2, 3 und 4 wird eine Axialschnittsansicht einer Förderleistungs-Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, eine Querschnittsansicht der Förderleistungs-Steuervorrichtung aus Fig. 2 entlang der Linie I-I bzw. eine perspektivische Ansicht eines Gleitstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Wie aus diesen Figuren ersichtlich, sind die Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung an vorbestimmten Stellen in einem Kompressor 1 angeordnet, welcher eine zylindrische Kammer 2, ein mit der zylindrischen Kammer 2 gekuppeltes Gleitstück 3 und ein Paar von Drehkolben 4, 4' aufweist, die nahe an und unterhalb des Gleitstücks 3 angeordnet sind. Das Gleitstück 3 ist in einer Führungstrommel 11 angeordnet und liegt an den Drehkolben 4, 4' an. Zwei Leitschlitze 31, 32 in geeigneter Länge sind an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Gleitstücks 3 0 ausgebildet, und ein querliegender Kanal 33 ist in dem Gleitstück 3 ausgebildet und verbindet die beiden Leitschlitze 31, 32 miteinander. Ferner ist ein entlang der Axialrichtung des Gleitstücks 3 ausgerichteter Axialkanal 34 in dem Gleitstück 3 ausgebildet, wobei ein Ende des Axialkanals 33 mit dem querliegenden Kanal 33 in Verbindung steht und sich das andere Ende des Axialkanals 33 durch die Bodenwand des Gleitstücks 3 erstreckt.

Ein Kolben 21 ist in der zylindrischen Kammer 2 aufgenommen. Eine Öffnung 211 ist in dem Kolben 21 ausgebildet, und eine andere Öffnung 35 ist in dem Gleitstück 3 ausgebildet. Der Kolben 21 und das Gleitstück 3 sind über einen Schaft 5 miteinnder gekuppelt, der durch die beiden Öffnungen 211 und 3 5 verläuft, wobei sich das Gleitstück 3 entlang eines Abschnittes des Schaftes 5 axial bewegen kann. Ferner ist ein Federteil 22 an einem Abschnitt des Schaftes 5 zwischen dem Kolben 21 und der inneren Stirnwandung der zylindrischen Kammer 2 angeordnet und daran abgestützt. Der Außendurchmesser des Schaftes 5 ist kleiner als der Innendurchmesser jeder Öffnung 211, 35, wodurch

ein adäquates Spiel zwischen dem Kolben 21 und dem Schaft 5 sowie zwischen dem Gleitstück 3 und dem Schaft 5 geschaffen ist.

Ferner ist ein T-förmiges Schaftende 51 an dem freien Ende des Schaftes 5 angeordnet, so dass sich das Gleitstück 3 von dem Schafft 5 nicht lösen kann. Ein Kupplungssteil 52 ist an dem anderen Ende des Schaftes 5 angeordnet, so dass der Kolben 21 mit dem Schaft 5 gekuppelt ist und das Lösen des Kolbens 21 von dem Schaft 5 verhindert ist.

Die zylindrische Kammer 2 steht durch die linke Wand der zylindrischen Kammer 2 mit einer Durchflußsteuereinrichtung 6 in Verbindung. Die Durchflußsteuereinrichtung 6 weist ein elektromagnetisches Hochdruckventil 61, das zum Steuern der Hochdruckstömmungen verwendet werden kann, und ein elektromagnetisches Niederdruckventil 62 auf, das zum Steuern der Niederdruckströmungen verwendet werden kann.

In den Figuren 5, 6 und 7 sind eine Axialschnittsansicht der Förderleistungs-Steuervorrichtung aus Fig. 2 in einem ersten Betriebszustand, eine Axialschnittsansicht der Förderleistungs-Steuervorrichtung aus Fig. 2 in einem zweiten Betriebszustand bzw. die Stelle gezeigt, an der das Gasdruckkissen entsteht. Wie in den Fachkreisen wohl bekannt ist, wäre es wünschenswert, dass die Belastung des Kompressors beim Einschalten auf ein Mindestmaß reduziert wird. Nach dem Einschalten des Kompressors kann die Belastung schrittweise erhöht werden. Die eingesaugte Gasmenge und deshalb die Belastung wird üblicherweise durch die Änderung der relativen Ausrichtung des Gleitstücks 3 zu den beiden Drehkolben 4, 4' gesteuert. Beim Einschalten eines erfindungsgemäßen Kompressors 0 1 wird das elektromagnetische Hochdruckventil 61 betätigt, so dass das Hochdruckgas in die Kammer 2 hineinströmt. Dieses Gas drückt den Kolben 21 nach rechts, wodurch das Federteil 22 zusammengedrückt wird. Das Gleitstück 3 wird ebenfalls nach rechts gedrückt, wodurch der Abstand zwischen den Ebenen der linken Seitenflächen des Gleitstücks 3 bzw. der beiden Drehkolben 4 und 4' erhöht wird. Zwischenzeitlich strömmt eine gewisse Menge Hochdruckgas durch den Axialkanal 34 in das Gleitstück 3 hinein und gelangt dann durch den querliegenden

Kanal 33 an die beiden einander gegenüberliegenden, in den Seiten des Gleitstücks 3 ausgebildeten Leitschlitzen 31, 32. Eine gewisse Menge Hochdruckgas entweicht nun durch die beiden einander gegenüberliegenden Leitschlitze 31 und 32, so dass ein Druckgaskissen 7 zwischen den beiden Leitschlitzen 31, 32 und den Innenwandungen der Führungstrommel 11 entsteht. Dieses Druckgaskissen 7 kann das in der Führungstrommel 11 angeordnete Gleitstück 2 anheben und schwebend halten und reduziert deshalb die unerwünschte Reibung zwischen dem Gleitstück 3 und den beiden Drehkolben 4 und 4'. Nachdem der Kolben 21 und das Gleitstück 5 betätigt wurden, kann sich ferner das Gleitstück 3 entlang des Schaftes 5 axial bewegen. Darüberhinaus können die Fehlausrichtungen aufgrund der zwischen dem Kolben 21 und dem Schaft 5 sowie zwischen dem Gleitstück 3 und dem Schaft 5 geschaffenen, geeigneten Spiels automatisch ausgeglichen oder kompensiert werden. Dadurch kann eine leichtgängige Gleitbewegung des Gleitstücks 3 erreicht und somit der Wirkungsgrad des Kompressors erhöht werden.

Zusammenfassend betrachtet offenbart die Erfinndung eine verbesserte Förderleistungs-Steuervorrichtung für Kompressoren. Die Vorrichtung weist einen Druckzylinder und ein Gleitstück auf, das mit dem Druckzylinder und einem Paar von Drehkolben gekuppelt ist, die an dem Gleitstück anliegen und unter diesem angeordnet sind. Ein in dem Druckzylinder angeordneter Kolben und das Gleitstück sind mittels eines Schafts gekuppelt, so dass eine axiale Bewegung des Gleitstücks entlang eines Schaftabschnittes ermöglicht wird. Zwei einander gegenüberliegende Leitschlitze sind in einander gegenüberliegenden Seiten des Gleitstücks ausgebildet. Ein 0 querliegender Kanal ist in dem Gleitstück ausgebildet, so dass die beiden Leitschlitze miteinander in Verbindung stehen. Ein entlang der Axialrichtung des Gleitstücks ausgerichteter seitlicher Axialkanal, dessen eines Ende an der Bodenwandung des Gleitstücks offen ist, ist ebenfalls im Inneren des Gleitstücks ausgebildet. Deshalb wird ein Druckgaskissen von dem von dem Druckzylinder kommenden Hochdruckstrom in dem seitlichen Axialkanal, dem querliegenden Kanal und anschließend an den einander gegenüberliegenden Leitschlitzen erzeugt,

welches Druckgaskissen eine schwebende Abstützung des in der Führungstrommel angeordneten Gleitstücks über den Drehkolben ermöglicht und dadurch das Gleitstück in seiner Bewegung in einem Mittelbereich der Fuhrungstrommel hält, wodurch die unerwünschte Reibung reduziert und die Auswirkungen der Fehlausrichtungen minimiert werden.

Claims

1. Förderleistungs-Steuervorrichtung für Kompressoren, aufweisend:
ein Druckzylinder (2), der in dem Kompressor (1) angeordnet ist und einen Kolben (21) und ein in dem Druckzylinder (2) angeordnetes Federteil (22) aufweist,
ein mit dem Kolben (4) gekuppeltes Gleitstück (3), wobei zwei einander gegenüberliegende Leitschlitze (31, 32) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Gleitstücks (3) ausgebildet sind und zwei Kanäle (33, 34) im Inneren des Gleitstücks (3) ausgebildet sind und mit jedem der beiden Leitschlitze (31, 32) in Verbindung stehen, wobei ein Ende der Kanäle (33, 34) sich durch eine Bodenwandung des Gleitstücks (3) erstreckt;
ein Paar von Drehkolben (4, 4'), die an das Gleitstück (3) angrenzen und unter diesem angeordnet sind; und
einen Schaft (5), der sich durch den Kolben (21) und das Gleitstück (3) axial erstreckt und mit dem Kolben (21) und dem Gleitstück (3) gekuppelt ist,
wobei sich das Gleitstück (3) entlang eines Abschnitts des Schaftes (5) axial bewegen kann und sich das Gleitstück (3) deshalb in der Führungstrommel (11) des Kompressors (1) leichtgängig bewegen kann, wodurch die Auswirkungen der Fehlausrichtungen der relevanten Teile reduziert werden, und wobei ein Druckgaskissen (7) von dem von dem Zylinder (2) über die beiden Kanäle (33, 34) und dann an den Leitschlitzen (31, 32) kommenden Hochdruckstrom erzeugt wird, welches Druckgaskissen (7) dem Gleitstück (3) ermöglicht, dass es über den Drehkolben (4, 4') und in der Führungstrommel (11) schwebt, wodurch das Gleitstück (3) in seiner Bewegung in einem Mittelbereich der Führungstrommel (11) gehalten wird und so die unerwünschte Reibung zwischen dem Gleitstück (3) und den beiden Drehkolben (4, 4') reduziert wird.

2. Förderleistungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kanäle (33, 34) einen seitlichen Axialkanal (34) und einen mit dem seitlichen Axialkanal (34) in Verbindung stehenden querliegenden Kanal (33) aufweisen, wobei sich der querliegende Kanal (33) zwischen den einander gegenüberliegenden Seiten des Gleitstücks (3) erstreckt und mit den beiden einander gegenüberliegenden Leitschlitzen (31, 32) verbunden ist, wobei sich der seitliche Axialkanal (34) durch die Bodenwandung des Gleitstücks (3) erstreckt.

3. Förderleistungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Kolben (21) mit einer Öffnung zum Kuppeln des Kolbens (21) mit dem Schaft (5) versehen ist und der Durchmesser der Öffnung grösser als der Durchmesser des Schaftes (5) ist.

4. Förderleistungs-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Gleitstück (3) mit einer Öffnung zum Kuppeln des Gleitstücks (3) mit dem Schaft (5) versehen ist und der Durchmesser der Öffnung grösser als der Durchmesser des Schaftes (5) ist.

5. Förderleistungs-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Federteil (22) mit dem Schaft (5) gekuppelt und in dem von dem Kolben und den Wänden der Druckzylinder (2) ausgebildeten Raum angeordnet ist.

6. Förderleistungs-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Federteil (22) eine Feder oder ein anderes ähnliches Teil mit entsprechender elastischer Biegsamkeit ist.