DE2018939A1

DE2018939A1 - Steuersystem fur rotierende Ver dichter

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Publication number: DE2018939A1
Application number: DE19702018939
Authority: DE
Inventors: Carl Springfield Mass Bloom (VStA) M
Original assignee: Worthington Corp , Harrison N J (VStA), VIr Glawe, R , Dr Ing , Delfs, K , Dipl Ing , Moll, W , Dipl Phys Dr rer nat , Pat Anwalte, 8000 Mun chen und 2000 Hamburg
Priority date: 1969-04-24
Filing date: 1970-04-20
Publication date: 1971-03-18
Also published as: US3582233A; GB1270087A; FR2046434A5

Description

PATENTANWÄLTE DR₁-ING₁RICHARDGLAWe - DIPL-ING. KLAUS DELFS · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL MÖNCHEN HAMBURG MÜNCHEN

8000 München 23 · Utbherntrae«20 · Tel. (0811) 22 6548 2000 Hamburg 52 · WattzitraS· 12 ■ TiI. (0411) 892255

L	IHRE NACHRICHT VOM	J	ZEICHEN	95	MÖNCHEN
IHR ZEICHEN		UNSER	A

IETRlFFT₁

WORTHIMGTON CORPORATION 4ol, Worthington Avenue, Harrison, New Jersey, V.St.A.

Steuersystem für rotierende Verdichter.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für rotierende Verdienter und insbesondere auf ein Steuersystem, welches die Belastung, und Entlastung des Verdichters und das Starten und Stoppen des Verdichters in voneinander abhängiger Weise •teuert.

Für die Belaetungs- und Bntlastungssteuerung sowie für das Starten und Stoppen von rotierenden Verdichtern sind eine große

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Vielzahl von Steuersystemen bekannt,, die jedoch aufgrund ihrer Konstruktion und/oder Betriebsweise bestimmte, sich deutlich bemerkbar machende Naohteile aufweisen. Bei vielen der zum Stand der Technik gehörenden ^euersysteme ist der Motor des Verdichters übermäßig häufigen Startvorgängen unterworfen, wodurch er beschädigt und jedenfalls seine Lebensdauer herabgesetzt werden kann.

Ferner muß der Verdichter häufig gegen eine hohe Gegendruckbelastung in seinem druckseitigen Auslaßsystem gestartet werden, wodurch die Beschaufelung des rotierenden Verdichters beschädigt werden kann und ein unerwünschtes hohes Anlaufdrehmoment sowie, damit verbunden ein ebenfalls unerwünschter hoher Anfangsbedarf an elektrischer Leistung im elektrischen Versorgungssystem des Verdichters auftreten. Außerdem wird bei vielen der zum Stand der Technik gehörenden Steuersysteme die Luftströmung durch den Verdichter während dessen Entlastungsbetrieb unterbrochen. Dies hat nachteilige Auswirkungen auf das Schmiersystem des Verdichters und auf die Punktion von Sicherheitseinrichtungen des Verdiohters, beispielsweise in Form von Meßfühlern, die auf die auslaßseitige Temperatur ansprechen.

Ein weiteres Problem, welohes teilweise auf dieser weitgehenden Unterbrechung der Luftströmung während des Entlastungebetriebes und teilweise auf dem direkten Ablassen des Luftdruokos aus Tollen des Verdlohtersyetem

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in die Atmosphäre beruht, ist das sehr fühlbare Problem des hohen Betriebsgeräuschpegels und die dadurch entstehende Belästigung und gesundheitliche Gefährdung des Bedienungspersonals.

Es sind zwar aus dem Stand der Technik eine große Anzahl von verschiedenen Lösungen, beispielsweise in Form von elektrischen Zeitschaltern, vorgeschlagen worden für das Problem der übermäßig häufigen Startvorgänge des Motors und/oder das Problem des Anlaufens gegen einen hohen Gegendruck. Die bekannten Lösungen haben sich jedoch als sehr aufwendig und teuer und/oder als nicht zuverlässig genug für einen längeren ungestörten Betrieb unter schwierigen Betriebsbedingungen erwiesen.

Die Erfindung zielt deshalb darauf ab, ein Steuersystem für einen rotierenden Verdichter zu schaffen, welches insbesondere übermäßig häufige Startvorgänge des Verdichtermotors verhindert. %

Ferner soll das Steuersystem gemäß der Erfindung verhindern, daß erneute Startvorgänge des Kompressors gegen eine hohe Qegendruckbelastung im Auslaßsystem des Kompressors stattfinden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuersystem für rotierende Verdichtungen zu schaffen,

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welches auch während des Entlastungsbetriebes des Verdichters eine bestimmte Luftdurchströmung durch den Verdichter aufrecht erhält zur Gewährleistung einer ausreichenden Schmierung des Verdichters und einer einwandfreien Wirkungsweise von Sicherheitseinrichtungen des Verdichters.

Ferner soll das erfindungsgemäße Steuersystem eine wesentliche Herabsetzung des Betriebsgeräuschpegels des Verdichters und seine nachteiligen Auswirkungen auf das Betriebspersonal bewirken.

Das zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehene Steuersystem für rotierende Verdichter zeichnet sich durch die Verwendung von ohne weiteres erhältlichen Komponenten von erprobter Zuverlässigkeit aus und ergibt deshalb über lange Zeiträume eine einwandfreie, wartungsfreie Steuerwirkung auch unter schwierigen Betriebsbedingungen.

Ferner werden durch das erfindungsgemäße Steuersystem die oben genannten Vorteile mit verhältnismäßig geringen Kosten erzielt.

Das erfindungsgemäße Steuersystem ist insbesondere anwendbar für einen Verdichter mit saugseitigen Steuer-

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mitteln zum Be- und Entlasten des Verdichters, einem dem Verdichter nachgeschalteten öl-Luft-Tank für die Schmierung des Verdichters, einem diesem nachgeschalteten Luftspeicherbehälter und auf den Druck im Luftspeicherbehälter ansprechenden Steuereinrichtungen, die mit dem Luftspeicherbehälter und dem Versorgungskreis für den Verdichtermotor betriebsmäßig verbunden sind und in Abhängigkeit von dem im Luftspeicherbehälter herrschenden Druck die saugseitigen Steuermittel zur Be- und Entlastung des Verdichters steuern sowie das Abschalten und Anfahren des Verdichtermotors bewirken. Ein solches Steuersystem ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine durch die Steuereinrichtung beim Entlasten des Verdichters gesteuerte Druckentlastungseinrichtung, die den Öl-Luft-Tank durch die saugseitigen Steuermittel hindurch mit festgelegter Geschwindigkeit druckentlastet, und eine Lufteinblasleitung, die gleichzeitig betätigbar ist, um Luft in den Verdichtereinlaß einzublasen, zum Aufrechterhalten einer Luftdurchströmung durch den Verdichter beim entlasteten Betrieb. Ferner können erfindungsgemäß mit dem öl-Luft-Tank druekerapfindliohe Schaltmittel vorgesehen sein, die ein Abschalten des Verdichters durch die druckempfindlichen Steuermittel so lange verhindern, bis der Druck im Öl-Luft-Tank bis auf ein vorbestimmtes Niveau abgesunken ist. Bei einer anderen Aueführungeform enthält das erfindungs- gemäfle Steuersystem eine veränderbare Proeselstelle in der

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Drucken tlastungsleitung des Öl-Luft^-Tanks, die eine Druckentlastung des öl-Luft-Tanks mit einer entsprechend dem im Öl-Luft-Tank herrschenden öruck^eränderbaren Geschwindigkeit bewirkt.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Fließbild eines typischen Steuersystems für einen rotierenden Verdichter, das entsprechend dem Stand der Technik konstruiert ist und arbeitet.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild der Steuerschaltung für das Steuersystem gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Fließbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuersystems für einen rotierenden Verdichter.

Fig. 4 zeigt ein Schaltbild der Steuerschaltung für das Steuersystem gemäß Flg. }.

Fig. 5 zeigt ein echematisohes Fließbild einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuersystems für einen rotierenden Verdichter.

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Fig. 6 zeigt im Längsschnitt ein Ablaßventil mit gesteuertem Strömungswiderstand für das System gemäß Fig. 5 in einer ersten Betriebsstellung.

Fig. 7 zeigt das Ventil gemäß Fig. 6 in einer zweiten Betriebsstellung.

Das in Fig. 1 dargestellte, typische Steuersystem für einen rotierenden Verdichter gemäß dem Stand der Technik enthält einen rotierenden Verdichter Io mit üblichen saug- " seitigen Steuermitteln 12 für den Verdichter, die zu dessen Beladung bzw. Entlastung wirksam sind. Die saugseitigen Steuermittel 12 umfassen eine an sie angeschlossene Lufteinlaßleitung 13> des Kompressors, in welchem geeignete Luftfiltereinrichtungen 14 eingeschaltet sind, deren Zweck offensichtlich ist.

Eine Auslaßleitung 15 verbindet den Auslaß des rotierenden Verdichters Io mit einem öl-Lufttank 16, an den in üblicher M Weise ein Nebelabscheider (demister) 18 angeschlossen ist. <■

Ein Luftspeicherbehälter ist bei 2o angedeutet, und eine Leitung 22, die ein Rückschlagventil 24 enthält, verbindet den Nebelabscheider 18 mit dem Luftspeicherbehälter.

Ein normalerweise geschlossener Druckschalter mit Doppelkontakt ist bei PS-A angedeutet. Er ist durch die Leitung

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26 mit dem Luftspeicherbehälter 2o so verbunden, daß er auf den darin herrschenden Druck anspricht. Ein elektromagnetisch gesteuertes Dreiwegeventil ist bei 28 angedeutet und in der dargestellten Weise durch Leitungen 3o und 32 mit dem Luftspeicherbehälter 2o bzw. den saugseitigen Steuermitteln 12 des Kompressors verbunden. Das Dreiwegeventil 28 umfaßt einen bei 33 angedeuteten Lüftungsauslaß zur Lüftung in die Atmosphäre.

Ein Ablaßventil für den Öl-Lufttank ist bei 34 angedeutet und in der gezeigten Welse durch eine Leitung ^26 mit dem Nebelabscheider 18 und durch eine Leitung 38 mit der Leitung 32 verbunden. Dieses Ablaßventil enthält einen Ablaß-oder Leckageöffnung 4o, die ein langsames Entlüften in die Atmosphäre bewirken kann.

Temperaturgesteuerte elektrische Schaltmittel sind bei 41 angedeutet und sind in betriebsmäßiger Verbindung mit dem Kompressorauslaß unmittelbar anschließend an die Auslaßöffnung des Kompressors zu denken, um den Druck am Luftauslaß zu erfassen.

Die Steuerschaltung für das in Fig. 1 dargestellte, dem Stand der Technik entsprechende Steuersystem ist in Fig. 2 dargestellt. Es enthält die normalerweise geschlossenen Kontakte 42 des Druckschalters PS-A, der Elektromag neten 44 zur Betätigung des Dreiwegeventils 28, und ein·«

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Motoranlasser-Sperrorgan 46 zur Unterbrechung des Stromes zum Elektromagneten beim Abschalten, um das System zu entlüften. Diese drei Schaltelemente sind in der dargestellten Weise in Serie zueinander mittels der Leitung 4o und 52 zwischen die betriebsspannungsführenden Leitungen 52 und 54 gelegt.

Ferner enthält die Steuerschaltung normalerweise geschlossene Kontakte 58 und 60 eines auf die Motorüberlastung ansprechenden Sicherheitsschalters, die normalerweise geschlossene Kontakte 62 des temperaturgesteuerten Schalters 41, den Anlasser 44 für den Verdichtermotor und den Umschaltkontakt 68 und den für konstante Geschwindigkeit vorgesehenen Arbeitskontakt 7o eines Wechselschalters 72. Diese Schaltelemente können in Serie zueinander zwischen die spannungsführenden Leitungen 52 und 54 gelegt werden, und zwar mittels der Leitungen 74 und 76 und dem Arbeltskontakt 68, falls sich der Wechselschalter 72 in seiner der konstanten Geschwindigkeit entsprechenden ™ Stellung befindet. Der Start-Stopp-Kontakt 78 des Zweistellungs-Wechselsohalters 72 sowie die restlichen, normalerweise geschlossenen Kontakte 80 des Druckschalter PS-A sind, wie gezeigt, durch die Leitung 82 in Serie miteinander verbunden, die ihrerseits in Reihe zu den Leitungen 48 und 74 zwischen die spannungsführenden Leitungen 52, 54 gelegt werden kann, und zwar mittels des Umsohaltkontaktes 78, wenn sich der Weoheelschalter 72 in seiner Start-Stopp-

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Stellung befindet. /0

Das elektromagnetisch betätigte Dreiwegeventil 28 ist in dem Fließbild gemäß Fig. 1 so angeordnet« daß es die Leitungen 3o und 32 verbindet, wenn der Elektromagnet 44 stromlos ist. Dies ist so zu verstehen, daß hierdurch ein Drucksignal von dem Luftspeicherbehälter 2o zu den saugseitigen Steuermitteln 12 gelangt, wodurch diese geschlossen und der rotierende Verdichter Io entlastet wird; damit verbunden wird ein Drucksignal von diesem zu dem Ablaßventil 54 des öl-Lufttanks geliefert, so daß dieses die Leitung mit dem EntlUftungsauslaß 4o des Ventils verbindet, so daß der Öl-Lufttank 16 druckentlastet wird.

Wird der Elektromagnet 44 des Ventils 28 erregt, so wird durch das Dreiwegeventil 28 die Leitung 32 und dadurch auch die Leitung 38 über den Lüftungsauslaß 33 in die Atmosphäre entlüftet mit dem Ergebnis, daß die saugseitige Steuerung des Verdichters wieder zum Laden des Verdichters geöffnet wird, während das Ablaßventil 34 des Öl-Lufttanks die Druckableitung vom öl-Lufttank 16 durch die Leitung 36 beendet.

Beim Betrieb des in Fig. 1 und 2 gezeigten Steuersysteme entsprechend dem Stand der Technik ist in der Start-Stopp» Stellung des Weohselschalters 72 clar Druckschalter FII-A so eingestellt, daß er die Sohaltkontakte ^S-und 80 in Abhängigkeit von einem vös^pgebenoia Bsm@k Xm Luftspeioherbehälter 2o öffnet. Wenn dies gesohiä&t, wird der Motoranlaseer 64

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durch das öffnen der Schaltkontakte 80 In der Leitung 82 stromlos, wodurch der Kompressor Io gestoppt wird. Damit verbunden bewirkt das öffnen der Schaltkontakte 42 in der Leitung 50 die Unterbrechung der Stromversorgung des Elektromagneten 44, wodurch das Ventil 28 die saugseitige Steuerung 12 derart steuert, daß der Verdichter Io entladen wird, während gleichzeitig die langsame Druckentlastung des Öl-Lufttanks 16 in die Atmosphäre durch die Entlüftungsöffnung 4o des Ventils 34 beginnt.

Wenn einerseits der Druck in dem Luftspeicherbehälter 2o plötzlich und in erheblichem Maße verringert wird, z.B. durch eine plötzliche Steigerung des Bedarfs an Druckluft, und zwar bevor die Druckentlastung des öllufttankes abgeschlossen ist, so wird durch das hierdurch bedingte erneute Schließen der Kontakte 80 und 42 des Druckschalters PS-A der Kompressor Io zum erneuten Start gegen eine hohe Gegendruckbelastung in dent Öl-Lufttank gezwungen, wozu ein sehr großes Anlaufdrehmoment erforderlich ist. Hieraus ergibt j sich die Gefahr, daß der Kompressormotor und/oder die elektrische Versorgungsanlage aufgrund des plötzlichen hohen Leistungsbedarfes des Motors Schaden nimmt. Außerdem ist es offensichtlich, daß ein solches erneutes Starten des rotierenden Verdichters Io gegen eine hohe Gegendruckbelastung im Auslaßsystem des Verdichters Beschädigungen eines oder mehrerer Beschaufelungselemente des Verdichters zur

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Folge haben kann. Außerdem ist es ohne weiteres einzusehen, daß bei einem Steuersystem, das bei jedem Abfall des Drucks im Luftspeicherbehälter 2o unterhalb eines vorgegebenen Mindestdrucks ein sofortiges erneutes Starten des Verdichters Io bewirkt, übermäßig viele und häufige Startvorgänge des Kompressormotors die Folge sein werden mit der entsprechenden Gefahr von Beschädigungen oder einer Verringerung der Lebenszeit des Motors.

Wenn andererseits der Druck im öl-Lufttank 16 in die Atmosphäre entweichen kann und im wesentlichen keine Luftdurchströmung durch den Verdichter Io stattfindet, wenn dieser entlastet arbeitet, so 1st ohne weiteres einzusehen, daß der Druck in diesem unzureichend ist, um sofort eine ausreichende Schmierung des Verdichters Io bei erneutem Starten des Verdichters zu gewährleisten. Durch eine solche unzureichende Schmierung bei wiederholten Startvorgängen unter diesen Bedingungen kann der Verdichter Schaden nehmen.

Ferner und in jedem der vorstehend genannten Fälle, wird im Betrieb der Geräuschpegel des Verdiohters Io deutlich erhöht und/oder dessen Auswirkung auf das Betriebepersonal wesentlich verstärkt, und zwar durch die Druckentlastung des Öl-Lufttankes duroh den Entlüftungsaualaß 4-0 direkt in die Atmosphäre und außerdem duroh die ständigen TonhOhensohwanlcungen des Betriebegerlueohee des

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ORIGINAL INSPECTED

Verdichters lo, wenn dieser zwischen belastetem und entlastetem Lauf wechselt. Außerdem wird durch das praktische Fehlen einer Luftströmung durch den Verdichter Io während dessen entlastetem Lauf die Wirksamkeit des temperaturgesteuerten Schalters 41 erheblich herabgesetzt, wie ebenfalls ohne weiteres einzusehen ist.

Durch die Einstellung des Wechselschalters 72 auf dessen der konstanten Geschwindigkeit entsprechende Sehaltstellung wird zwar ein übermäßig häufiges erneutes Starten des Kompressormotors gegen hohen Gegendruck im Auslaßsystem des Verdichters verhindert; dies 1st jedoch keine Kompensation gegen die anderen erheblichen Nachteile, die oben erwähnt wurden. Außerdem wird hierdurch eine größere elektrische Leistung benötigt, da der Kompressormotor konstant betrieben wird.

Eine vorgeschlagene Lösung der oben genannten Probleme, die beim Start-Stopp-Betrieb eines dem Stand der Technik " entsprechenden Steuersystem eines Verdichters auftreten, besteht darin, einen elektrischen Zeitschalter vorzusehen, der für eine vorgegebene Verzögerungszeit zwischen dem Offnen der Kontakte 8o des Druckschalters PS-A und dem Abschalten des Verdlohtermotors sorgt. Die Verwendung eines solchen Zeitschalters ist zwar im allgemeinen zufriedenstellend, kann jedooh, wie ohne weiteres elnzu-

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sehen ist, zu anderen erheblichen Nachteilen führen, die insbesondere in den erhöhten Kosten für eine solche Zeitschaltung und in dem Fehlen einer absoluten Zuverlässigkeit während langer Betriebszeiten insbesondere unter schwierigen Betriebsbedingungen zu sehen sind.

Das erfindungsgemäß vorgesehene neuartige Steuersystem für einen rotierenden Verdichter, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, kann insbesondere zur Steuerung eines rotierenden Verdichters 9o verwendet werden, der beispielsweise In Form des von der Anmelderin unter der Modellbezeichnung"R3 Mono Rotor Air Kompressor" hergestellten vertriebenen Kompressors ausgebildet sein kann. Der Verdichter 90 umfaßt saugseitige Steuermittel 92 mit einer Sohließsoheibe 94, die in üblicher Welse durch eine Kolbenstange 96 betätigbar 1st, um den Kompressor zu belasten und entlasten. Die saugseitigen Steuermittel 92 enthalten einen LuftzufUhrungseinlaß 98, in den geeignete Luftfiltereinrichtungen loo eingeschaltet sind, deren Zweok offensichtlich ist.

Eine Auslaßleitung Io2 verbindet die Druckseite des rotierenden Verdiohters 90 mit einem nachgesohalteten öl-Lufttank Io4 und einem Nebelabscheider (demister) I06. In der Auslaßleitung des Verdichters unmittelbar hinter dem druckseitigen Ausgang des Verdiohters ist

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ein temperaturgesteuerter Sehalter Io8 vorgesehen, der die Temperatur der vom Verdichter ausgestoßenen Druckluft erfaßt.

Ein Luftspeicherbehalter ist bei Ho gezeigt. Eine Leitung 112 mit einem Rückschlagventil 114 verbindet den Nebel abscheider Io6 mit dem Luftspei cherbehäl ter.

Ein normalerweise geschlossener Druckschalter mit doppelten Kontakten ist bei PS-B angeordnet und in der dargestellten Weise durch eine Leitung 116 mit dem Luftspeieherbehälter Ho verbunden, so daß er auf den in diesem herrschenden Druck anspricht.

Ein durch Elektromagneten betätigtes Dreiwegeventil ist bei 118 dargestellt und durch eine Leitung 12o mit dem Luftspeicherbehälter Ho sowie durch eine Leitung 122 mit den säugseltigen Steuermitteln 92 verbunden. Das Dreiwegeventil 18 enthält einen Lliftungsauslaß 124 zur Lüftung ( in die Atmosphäre.

Ein Ablaßventil für den Öl-Lufttank ist bei 126 gezeigt. Es ist durch eine Leitung 128 mit dem Nebel abscheider Io6 und durch eine Leitung 13© mit der Leitung lj}2 verbunden.

Eine Abgasleitung 132 alt einer bei 133 angedeuteten Droeeeletelle verbindet das Ablaßventil 126 mit den aaug-

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seitigen Steuermitteln 92, wo sie in Strömungsrichtung vor der Schließscheibe 94 mündet. Dies bedeutet, daß die Ablaßleitung 1^2 über das Luftansaugfilter loo Verbindung mit der Atmosphäre hat.

Eine Lufteinlaßleitung 1^4 erstreckt sich,wie dargestellt, vom Ablaßventil 126 des Öl-Lufttankes bis zu den saugseitigen Steuermitteln 92, mündet aber in diese in Strömungsrichtung unterhalb der Schließscheibe 96· Hieraus ergibt sich, daß die Lufteinlaßleitung in Verbindung mit den Ansaugöffnungen des rotierenden Verdichters 9o steht. Ein Rückschlagventil Ij56 ist in der dargestellten Weise in die Lufteinlaßleitung 134 eingeschaltet, um eine Luftströmung in dieser in Richtung auf das Ablaßventil 126 zu verhindern.

Ein normalerweise offener Druckschalter ist bei PS-C angedeutet und durch eine Leitung 1^8 mit dem Öl-Luft-Tank Io4 verbunden, so daß er auf den in diesem herrschenden Druck anspricht.

Die Steuerschaltung für das in Fig. 5 gezeigte Steuersystem ist in Fig. 4 wiedergegeben. Sie enthält die normalerweise geschlossenen Kontakte l4o des Druckschalters PS-B, den Elektromagneten 142 zur Betätigung des Ventils 118, und geeignete Sperrmittel 144 für den An-

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lasser des Motors zur Unterbrechung des Stroms zum Elektromagneten beim Abschalten zur Entlüftung des Systems. Diese Schaltelemente sind, wie dargestellt, in Serie zueinander durch die Leitungen 146 und 148 zwischen die Spannungsführenden Leitungen 15o und 152 gelegt. Ferner enthält die Steuerschaltung die normalerweise geschlossenen Kontakte 154 und I56 von geeigneten Sicherheitsschalteinrichtungen gegen Motorüberlastung, die normalerweise geschlossenen Kontakte I58 des temperaturgesteuerten Schalters I08, den· Anlasser I60 für den Verdichtermotor, und % den Umschaltkontakt 162 und den der konstanten Geschwindigkeit entsprechenden Arbeitskontakt 164 eines Zweistellungs-Wechselschalters 166. Alle diese Schaltelemente sind in Serie zueinander zwischen die spannungsführenden Leitungen 150 152 geschaltet, und zwar mittels der Leitungen 168 und 170 und den Umschaltkontakt 162, falls sich der Wechselschalter 166 in der der konstanten Geschwindigkeit entsprechenden Stellung befindet.

Die restlichen, normalerweise geschlossenen Kontakte 172 des normalerweise geschlossenen Druckschalters PS-B und der Start-Stop-Kontakt 164 des Wechselschalters 166 sind durch die Leitung I76 in Serie geschaltet, und die normalerweise geschlossenen Kontakte I78 des normalerweise geschlossenen Druckschalters PS-C sind parallel zu den normalerweise geschlossenen Kontakten I72 duroh eine Leitung 180 gesohaltet. Infolgedessen können die parallel

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geschalteten Kontakte 172 und I78 in Serie zum Anlasser I60 und den Kontakten I58, 156, 154 zwischen die spannungsführenden Leitungen 152 und I50 geschaltet werden, und zwar über die Leitungen 146, I80, 176, den Umschaltkontakt 162 und die Leitung I70, wenn sich der Wechselschalter Ιββ in seiner Start-Stop-Stellung befindet.

Das magnetgesteuerte Dreiwegeventil 118 ist in dem Fließbild gemäß Fig. 3 so angeordnet, daß es die Leitungen 12o und 122 verbindet, wenn der Elektromagnet 142 stromlos ist, und ein Drucksignal vom Luftspeicherbehälter Ho zu den saugseitigen Steuerraitteln 92 liefert, wodurch die Schließscheibe 94 geschlossen und der Verdichter So entlastet wird. Hiermit verbunden bewirkt die Abschaltung des Elektromagneten 142, daß in dem Ventil II8 die Leitungen 12o und I50 verbunden werden, wodurch dem Ablaßventil 126 des Öl-Lufttankes ein Drucksignal zugeführt wird, welches das Ventil öffnet, so daß die Leitung 128 sowohl mit der gedrosselten Ablaßleitung 1J2 als auch mit der Lufteinsaugleitung 134 verbunden wird. Die Leitungen 132 und 134 können zur Vereinfachung an denselben Ventilauslaß des Ventils 126 angeschlossen sein.

Wenn umgekehrt der das Ventil 118 betätigend© Elektromagnet 142 unter Strom gesetzt wird« entlüftet das ¥®ntil 118 die Leitung *** «'eäaaaifc Gtuoh αϊ® Leitung IJo in die "

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Atmosphäre über den Entlüftungsauslaß'124 mit dem Ergebnis, daß die saugseitigen Steuermittel 92 des Verdichters wieder geöffnet und der Verdichter 9o wieder belastet wird, während gleichzeitig die Druckentlastung des öl-Lufttanks Io4 durch die gedrosselte Ablaßleitung 132 durch Schließen des Ablaßventils 126 beendet wird.

Beim typischen Betrieb des in Fig. 3 und 4 dargestellten Steuersystems, z.B. zur Steuerung eines rotierenden Verdichters 9° vom oben erwähnten Typ ¹¹BS Mono Rotor Air f Compressor",wird beispielsweise der Druckschalter PS-B so eingestellt, daß er die normalerweise geschlossenen Kontakte l4o und 172 öffnet, wenn der Druck im Luftspeicherbehälter Ho einen vorbestimmten Maximalwert in der Größen-

Ordnung von beispielsweise 6,ο bis 7*5 kg/cm erreicht hat, und diese Kontakte wieder schließt, wenn der Druck einen vorbestimmten Mindestwert erreicht hat, der im selben Bereich, jedoch etwas niedriger als der genannte Maximalwert liegt. In ähnlicher Weise wird der Druckschalter PS-C λ so eingestellt, daß er seinen normalerweise offenen Kontakt 178 schließt, wenn der Druck im Öl-Lufttank einen vorbestimmten Mindestwert in der Größenordnung von beispielsweise 1,4 bis 1,75 kg/cm überschreitet, und diese Kontakte Schließt, wenn der Druck zu dem genannten Mindestwert zurückkehrt. Außerdem würde man für diese Verwendung die Drosselstellungen 133 in der Ablaßleitung I32 so dimensionieren, daß sich eine Ablaß*· oder Druckentlastungs-

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zeit von etwa 2 bis 3 Minuten für die Druckentlastung des Öl-Lufttankes von dem Bereich von 6,ο bis 7*5 kg/cm bis zum Bereich von 1,4 bis 1,75 kg/cm ergibt.

Wenn der Wählschalter 166 in seine Start-Stop-Stellung eingestellt ist und der rotierende Verdichter So unter Belastungsbedingungen arbeitet, wird beim Erreichen des oben erwähnten vorbestimmten Maximalwertes des Druckes im Luftspeicherbehälter Ho der Druckschalter PS-C darauf so ansprechen, daß die normalerweise geschlossenen Sehaltkontakte l4o und 142 geöffnet werden, wobei durch den ersten dieser Kontakte der ventilbetätigende Elektromagnet 142 des Dreiwegeventiles 118 stromlos gemacht wird. Infolgedessen werden Drueksignale vorn Luftspeicherbehälter Ho durch die Leitungen 1^o und 1J2 zum Ablaßventil 126 für den öl-Lufttank bzw. zu den saugseitigen Steuermitteln 92 geliefert. Dagegen hat das öffnen der normalerweise geschlossenen Kontakte 172 keine sofortige Auswirkung auf den Betrieb des Verdichters, da der Anlasser I6o für den Verdichtermotor durch die zur Leitung l8o parallel liegenden geschlossenen Kontakte I78 des Druckschalter PS-B eingeschaltet bleibt, so daß der Verdichtermotor weiterläuft.

Das den saugseitigen Steuermitteln 92 zugeführte Drucksignal hat die Wirkung, daß der Verdichter 90 durch Schließen der Schließscheibe 94 entlastet wird, wShrend das dem Ablaßventil 126 zugeführte Drucksignal die Wirkung hat,

daß die Ableitung von Luft aus dem Öl-Lufttank durch die gedrosselten Ablaßleitungen 132 durch die saugseitigen Steuermittel 92 und das Lufteinlaß'filter loo hindurch in die Atmosphäre beginnt, und daß ferner das Einblasen von Luft aus dem Öl-Lufttank durch die Einblasleitung 134 in die Ansaugöffnung des Verdichters in Strömungsrichtung hinter der jetzt geschlossenen Schließscheibe 94 in die Wege geleitet wird. Als Ergebnis dieser Lufteinblasung ergibt sich, daß eine bestimmte Luftdurchströmung durch den Verdichter 90 beibehalten wird, obwohl dieser entlastet arbeitet. Diese Luftdurchströmung gewährleistet einen Überdruck in dem Öl-Lufttank Io4 mit dem Vorteil, daß eine ständige ausreichende Schmierung des Verdichters sichergestellt ist. Außerdem ergibt sich durch die ständig aufrecht erhaltene, wenngleich deutlich verringerte Strömung von Druckluft über den Temperaturmeßfühler des Temperaturschalters I08 der wesentliche Vorteil, daß dieser temperaturgesteuerte Schalter ständig wirksam bleibt.

Die Druckentlastung des Öl-Lufttanks Io4 in die Atmos* phäre durch die gedrosselte Ablaßleitung 1J52, die saugseitigen Steuermittel 92 und das Luftansaugfilter loo bewirkt im Gegensatz zu einem direkten Ablaß in die Atmosphäre verständlicherweise eine erhebliche und vorteilhafte Abschwächung des beim Abblasen erzeugten Geräuschpegels, während durch die aufrechterhaltene Luftströmung durch den Verdichter 9o aus der Lufteinblasleitung 134 außerdem die Tonhöhenechwankungen des Betriebsgeräusches des Ver-

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dichters bei dessen Wechsel von Belastungs- zu Entlastungsbetrieb ebenfalls wesentlich herabgesetzt werden.

Der entlastete Betrieb des Verdichters 90 dauert während des oben erwähnten Zeitintervalls an, d.h. solange, bis der Druck im öl-Lufttank Io4 bis auf den erwähnten Mindestwert abgefallen ist, woraufhin die geschlossenen Kontakte 178 des Druckschalters PS-C sieh öffnen, den Motoranlasser I60 stromlos machen und hierdurch den Betrieb des Verdichters 90 beendigen. Man erkennt somit, daß durch die Anordnung des Druckschalters PS-C und die Schaltung seiner geschlossenen Kontakte I78 parallel zu den normalerweise offenen Kontakten 172 des Druckschalter s PS-B das Abschalten des Kompressörmotors vor einer Druckentlastung des öl-Lufttanks Io4 auf den erwähnten Mindestwert verhindert wird. Hierdurch wird die Gefahr ausgeschaltet, daß der Kompressormotor den Verdichter gegen eine hohe Gegendruckbelastung wieder starten muß, was zu Beschädigungen der Beschaufelung des Kompressors und den oben erwähnten Nachteilen eines hohen Anlaufdrehmomentes und eines hohen elektrischen Leistungsbedarfs führen würde.· Mit anderen Worten, da der Öl-Lufttank Io4 notwendigerweise druckentlastet sein muS, bevor der Kompressormotor abgeschaltet wird, und da bei abgeschaltetem Kompressormotor keine Möglichkeit besteht, den Öl-Lufttank wieder unter Druck zu setzen, sind erneute Starts des Verdichters, die ein hohes Anfangsdrehmoment erfordern,

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unmöglich geeacht.

Man erkennt ferner folgendes: Da der Verdichtermotor durch die geschlossenen Kontakte 178 des Drueksehalters FS-C eingeschaltet gehalten wird, kann ein plötzlicher Stoßbedarf an Druckluft aus dem Luftspeicherbehälter Ho, der so groß 1st, daß er ein häufiges und rasches Absinken des Druckes unter den genannten Mindestwert zur Folgehaben würde, keinen sofortigen neuen Startvorgang des Korapressormotors zur Folge haben aus dem einfachen Grund, weil der Motor noch läuft. Infolgedessen werden übermäßig häufige Startvorgänge des Motors in einem wesentlichen Ausmaß verhindert.

Ohne solche stoßartigen, großen Entnahmen von Druckluft bleibt das Steuersystem in dem beschriebenen Zustand, bis der Druck in dem Luftspeicherbehälter Ho unter den genannten Mindestwert abfällt. Zu diesem Zeitpunkt schließen sich die Kontakte 172 und l4o des Druckschalters FS-B wieder, wodurch einerseits der Motoranlasser I60 wieder eingeschaltet wird und den Verdichter 90 startet und gleich zeitig der ventilbetätigende Elektromagnet 142 erregt wird, wodurch die Zufuhr von Drucksignalen zu den saugsei tigen Steueroitteln 92 und dem Ablaßventil 126.beendet Wird «it der Folge, daß der Verdichter 90 wieder belastet und das Ablassen bzw. Einblasen von Luft durch die Leitungen 132 und 134 beendet wird.

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Ein Betrieb des Steuersystems gemäß Fig. J5 und 4 in der der konstanten Geschwindigkeit entsprechenden Schaltstellung des Wechselschalters 166 kann erforderlich sein beispielsweise dadurch, daß trotz der durch die gedrosselte Leitung 1J2 bewirkten Verzögerung von 2 bis 2,5 Minuten übermäßig häufige erneute Startvorgänge des Kompressormotors im Verlaufe des täglichen Betriebes auftreten. In diesem Fall ist die Wirkungsweise des Steuersystems im wesentlichen dieselbe wie oben beschrieben mit der offensichtlichen Ausnahme, daß das System zu keinem Zeitpunkt das Abschalten des Motors des rotierenden Verdichters 9o bewirkt. Es ist Jedoch ebenfalls offensichtlich, daß hierbei die anderen oben erwähnten Vorteile des Steuersystems, die zusätzlich zu der Möglichkeit, übermäßig häufige Startvorgänge zu verhindern, vorhanden sind, voll und ganz erhalten bleiben.

Die in Fig. 5, 6 und 7 dargestellte Ausführungsform ist im wesentlichen dieselbe wie die in Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform. Teile, die beiden Ausführungsformen gemeinsam sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Bei dem System gemäß Fig. 5* 6 und 7 ist jedoch die feste Dros%lstelle 153 in der Ablaßleitung 32 durch ein gesteuertes Ablaßdrosselventil I90 ersetzt. Wie aus dem

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Längsschnitt gemäß Pig. 6 ersichtlich, besteht dieses aus einem äußeren Ventilgehäuse 192 mit einem abgestuften Strömungskanal 194. Ein inneres Ventilglied I96 ist in dem Strömungskanal 194 verschiebbar angeordnet und durch eine Druckfeder 2oo gegen dessen Einlaßende gedrückt. Ein enger Strömungskanal 2o2 verläuft durch das Ventilglied 196.

Bei Betrieb des Steuersystems gemäß Pig. 5, 6 und 7,

der im wesentlichen identisch mit dem Betrieb des Systems

ist
gemäß Fig. j5 und 4, erfolgt unmittelbar nach dem öffnen des Ablaßventils 126 des Öl-Lufttankes, welches die Leitung 128 mit der Ablaßleitung I52 verbindet, ein öffnen des gesteuerten Drosselablaßventils I90 durch eine Verschiebung des Ventilgliedes 196 aus der Stellung gemäß Fig. 6 in die Stellung gemäß Fig. 7· Dies gestattet eine verhältnismäßig rasche Luftströmung sowohl zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilglied als auch durch den engen Strömungskanal 2o2 des Ventilgliedes.

Sobald der Druck im Öl-Lufttank unter einen bestimmten Wert gefallen ißt, der von der Federkonstante der Druckfeder 2oo abhängt und beispielsweise im Bereich von 2,6 bis 3*1 kg/cm liegt, kehrt das gesteuerte Ablaßdrosselventil 190 in die Stellung gemäß Fig. 6 zurück, so daß der Luftdurchgang durch das Ventil nur durch den engen Strömungskanal 2o2 erfolgen kann.

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Durch die Anordnung des Ablaßdrosselventils I90 mit gesteuerter Drosselwirkung erreicht man zuerst einen raschen Druckabfall im Lufttank bis auf ein niedrigeres Leistungsniveau des Verdichters, gefolgt von einem lang-

sameren Druckablaß des Öl-Lufttankes durch den engen Strömungskanal 2o2 zur Erzielung der vorgegebenen Druckentlastungszeit, wie oben erwähnt.

Falls die Kompressoranlage ohne Luftspeicherbehälter Ho verkauft wird, müssen die Leitungen 116 und 12o in geeigneter Weise an die Auslaßleitungen des Yerdiehters, beispielsweise an die Leitung 112, so angeschlossen werden, daß der Druckschalter PS-B nach wie vor in exakter Weise den auslaßseitigen Verdichterdruck erfaßt, während die Leitung 12o nach wie vor die erforderlichen Dnicksignale dem Dreiwegeventil Γ18 zuführen kann, wie oben beschrieben.

Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Aus» führungsformen sowie einzelner Teile davon sind im Rahmen der Erfindung möglich.

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Claims

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Patentansprüche

l.J Steuersystem für motorgetriebenen Verdichter mit saugseitigen Steuermitteln zum Be- und Entlasten des Verdichters, einem dem Verdichter nachgeschalteten Öl-Lufttank, einem diesem nachgeschalteten Luftspeicherbehälter, und auf den Druck im Luftspeieherbehälter ansprechende Steuereinrichtungen für das Betätigen der saugseitigen Steuermittel zum Entlasten des Verdichters und für das Ein- und Abschalten des Vferdiehternsotors, gekennzeichnet durch eine durch die Steuereinrichtungen PS-B (142, 118) beim Entlasten äes Verdichters (9o) gesteuerte Druckentlastung (126, 133 bzw« 19o) des Öl-Lufttanks (Io4) mit festgelegter Druckentlastungsgeschwindigkeit und durch auf den Druck im öl-Lufttank (Io4) ansprechende Schaltmittel PS-C, die das Abschalten des Verdichtermotors (I60) durch die Steuereinrichtung PS-B (142, 118} so lange verhindern, bis der Druck im Öl-Lufttank auf einen vorbestimmten Wert gefallen ist, wodurch ein erneutes Starten des Verdichters gegen eine hohe Gegendruckbelastung im öl-Lufttank verhindert wird.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit dem Öl-Lufttank (Io4) verbundene Lufteinblaseinrichtung (126, 134), die durch die Steuereinrichtung

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PS-B (l42, 118) derart gesteuert ist, daß sie bei Entlastung des Verdichters Luft aus dem Öl-Lufttank (Io4) in die Ansaugseite (92) des Verdichters einbläst, um eine Luftströmung durch den Verdichter aufrecht zu erhalten und eine Druckentlastung des Öl-Lufttanks (Io4) bis auf Atmosphärendruck zu verhindern, zur Sicherstellung ausreichender Schmierung des Verdichters.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastung des Öl-Lufttanks (Io4) eine an den Öl-Lufttank angeschlossene Ablaßleitung (132) mit Drosselstellung (133) bzw. 190) aufweist.

4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastung (126, 132, 133 bzw. I90) des Öl-Lufttanks (Io4) ihren Auslaß durch die saugseitigen Steuermittel (92) des Verdichters hat zur Herabsetzung des bei der Druckentlastung auftretenden Geräuschs.

5· Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastung (126, 132) ein Drosselglied (I90) mit veränderbarer Drosselwirkung aufweist, welches eine Druckentlastung des Öl-Lufttanks (Io4) mit entsprechend dem in

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diesem herrschenden Druck veränderlicher Geschwindigkeit ermöglicht.

6. Steuersystem nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (19o) mit veränderlicher Drosselwirkung aus einem an den Öl-Lufttank (Io4) angeschlossenen Drosselventil (19o) besteht, welches aus einem äußeren Ventilgehäuse (192) und einem darin zwischen zwei Betriebsstellungen beweglichen Ventilglied (196) besteht, wobei das Ventil (I90) in den beiden Betriebsstellungen des Ventilgliedes (I96) zwei verschiedene Geschwindigkeiten der Druckentlastung des Öl-Lufttanks (Io4) festlegt.

7. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (PS-B 142, 118) einen auf den Druck im Luftspeicherbehälter (Ho) ansprechenden Druckschalter (PS-B) mit normalerweise geschlossenen Kontakten (172), die nur beim Erreichen eines vorbestimmten Druckniveaus geöffnet werden, enthält, daß die dem Öl-Lufttank zugeordneten Schaltmittel aus einem zweiten Druckschalter (PS-C) mit normalerweise geschlossenen Kontakten (I78) bestehen, die nur beim Erreichen eines vorbestimmten Druckniveaus im Öl-Lufttank geöffnet werden, und daß die Kontakte (172, 178) der Druckschalter (PS-B, PS-C) parallel

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zueinander und in Serie zu der Start- oder Zündeinrichtung (l6o) des Verdichtermotors geschaltet sind, wodurch der Verdichtermotor auch beim öffnen der Kontakte (172) des ersten Druckschalters (PS-B) in Betrieb bleibt, bis die Kontakte (I78) des zweiten Druckschalters (PS-C) geöffnet werden.

8. Steuersystem für motorgetriebenen Verdichter mit saugseitigen Steuermitteln zum Be- und Entlasten des Verdichters, einem dem Verdichter nachgeschalteten Öl-Lufttank, einem diesem nachgeschalteten Luftspeicherbehälter, und auf den Druck im Luftspeicherbehälter ansprechende Steuereinrichtungen für das Betätigen der saugseitigen Steuermittel zum Entlasten des Verdichters und für das Ein- und Abschalten des Verdichtermotors, gekennzeichnet durch eine mit dem öl-Lufttank (Io4) verbundene Lufteinblaseinrichtung (126, 1^4), die durch die Steuereinrichtung (PS-B 142, 118) derart gesteuert ist, daß sie bei Entlastung des Verdichters Luft aus dem Öl-Lufttank (Io4) in die Ansaugseite (92) des Verdichters einbläst, um eine Luftströmung durch den Verdichter aufrecht zu erhalten und eine Druckentlastung des Öl-Lufttanks (Io4) bis auf Atmosphärendruck zu verhindern, zur Sicherstellung ausreichander Schmierung des Verdichters.

9. Steuersystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Druckentlastung (126, 132) des öl-Lufttanks (Io4), die durch die Steuereinrichtung

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(PS-B 142, 118) in Abhängigkeit von der Entlastung des Verdichters (9o) gesteuert ist, um den Druck im Öl-Lufttank (Io4) mit vorbestimmter Geschwindigkeit abzulassen.

10. Steuersystem nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastung (126, 132. 135 bzw. 190) des öl-Lufttanks (Io4) ihren Auslaß durch die saugseitigen Steuermittel (92) des Verdichters hat zur Herabsetzung des bei der Druckentlastung auftretenden Geräuschs.

11. Kompressoranlage mit einem Kompressor mit Einlaß und Auslaß, einem Antriebsmotor für den Kompressor, an den Einlaß des Kompressors geschaltete Steuermittel zum Entlasten des Kompressors durch Drosselung des Einlasses, und an den Auslaß des Kompressors angeschlossener Steuereinrichtungen zum Betätigen der Entlastungssteuermittel des Kompressors und zum An- und Abschalten des Motors in Abhängigkeit von dem in der Auslaßleitung des Kompressors herrschenden Druck, dadurch gekennzeichnet, daß Druckentlastungseinrichtungen (126, 122) mit der Auslaßleitung des Kompressors (90) verbunden und durch die Entlastungssteuerung (92) des Kompressors derart steuerbar sind, daß eine Druckentlastung in der Auslaßleitung des Kompressors (90) mit einer vorbestimmten Geschwindig-

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keit erfolgt, und daß die Steuereinrichtung (PS-B 142, 118) Schaltmittel (172, I78) aufweist, die den Motor des Kompressors eingeschaltet halten, bis der Druck in der Auslaßleitung des Kompressors bis unter einen vorbestimmten Wert gefallen ist, so daß ein sofortiges erneutes Starten des Kompressors gegen hohen Druck in seiner Auslaßleitung verhindert wird.

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