DE2134205B2

DE2134205B2 - Vorrichtung zur Durchsatzsteuerung eines Kreiselverdichters

Info

Publication number: DE2134205B2
Application number: DE2134205A
Authority: DE
Inventors: Edson Herbert Fayetteville N.Y. Byrns (V.St.A.)
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1970-08-03
Filing date: 1971-07-09
Publication date: 1975-01-02
Also published as: DE2134205C3; FR2103900A5; DE2134205A1; CH523430A; US3625628A; GB1356855A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchsatzsteuerung eines Kreiselverdichters mit einem im Verdichterkanal zwischen einer öffnungs- und Schließstellung verstellbar angeordneten Drosselventil dessen Verstellwelle über ein Übertragungsgestänge mit einem richtungsumkehrbaren Steilmotor verbunden ist und dessen Verstellgeschwindigkeit in Nähe der Schließstellung verlangsamt ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (CH-PS 756) besitzt das Drosselventil ein in der Druckleitung einer Pumpe axial verschiebbar angeordnetes Verschlußstück, das den Zweck hat, die Druckleitung zur Vermeidung eines Ruckströmens selbsttätig abzuschließen, wenn der in ihr sich einstellende Betriebsdruck z. B. infolge Ausfall des Pumpenantriebsstroms unter einen gewissen Betrag abfällt. Zum Verstellen des Verschlußstücks ist eine strömungsmittelbetätigte Stellvorrichtung vorgesehen, deren axial verschiebbarer Kolben auf entgegengesetzten Seiter mit Druckmittel beaufschlagbar ist. Die Verlangsamung der Verstellgeschwindigkeit des Verschlußstücks in Nähe der Schließstellung wird durch eine entsprechend verzögerte Bewegung des Kolbens der Stellvorrichtung erzielt, der mit dem Verschlußstück starr verbunden ist, und diese Verlangsamung der Schließbewegung hat den Zweck, ein zu starkes Aufschlagen des Verschlußstücks auf seinen Sitz zu verhindern.

Dieses Problem tritt bei einer Einrichtung zur kontinuierlichen Durchsatzsteuerung eines Kreiselverdichters mit einem schwenkbar angeordneten, von einem drehrientungsurokehrbareo Motor angetriebenen Drosselorgan, wie beispielsweise in der US-PS 3 362625 dargestellt, nicht auf. Bei eiaer solchen Durchsatzsteuervomchtung ergeben sich jedoch ges wisse Schwierigkeiten insofern, als das Drosselventil in Nähe der Schließstellung sehr empfindlich auf die Strömung reagiert; bei einer sehr kleinen Verstellung des Drosselventils tritt nämlich bereits eine erflebUche Änderung des Durchsatzes ein. Wenn daher ein Motor

«χ konstanter Drehzahl als Antrieb benutzt wird, läßt sich im VersteHbereich nahe der Schließstellung nur eine relativ ungenaue Durchsatzsteuerung erzielen. Außerdem ist zur Verstellung des Drosselventils in Nähe der Schließstellung ein wesentlich größeres Drehmoment

als im übrigen Verstellbereich erforderlich, so daß der Motor entsprechend leistungsstark ausgelegt werden maß.

Der ErfindttKg lieg* die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchsatzsteuertmg eines Kreiselverdichters zu schaffen, bei der die Verstellgenauigkeit des Drosselventils im VersteHbereich nahe der Schließstellung verbessert wird und zum Verstellen des Drosselventils ein leistungsschwächerer Motor als bisher verwendet werden kann.

*5 Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs rngegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der Stellmotor konstante Drehzahl besitzt und daß das die Verstellwelle mit der Motorabtriebswelle verbindende Übertragungsgestänge eine veränderliche

Übersetzung aufweist.

Gemäß der Erfindung wird die Verringerung der Verstellgeschwindigkeit in Nähe der Schließstellung durch eine veränderliche Übersetzung des Übertragungsgestänges erreicht so daß als Stellmotor ein Stellmotor konstanter Drehzahl benutzt werden kann. Aufgrund der veränderlichen Übersetzung des Übertragungsgestänges wird außerdem erreicht daß der Stellmotor in Nähe der Schließstellung, wo zum Verstellen des Drosselventils ein größeres Drehmoment erforderlich ist, eine geringere Leistung aufzubringen hat, als dies bei einer starren Kopplung zwischen Stellmotor und Drosselventil der Fall wäre, so daß der Stellmotor insgesamt leistungsschwächer als bei den bekannten Durchsatzsteuervorrichtungen ausgebildet werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im nachfolgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Querschnitt durch das einlaßseitige Ende eines herkömmlichen Kreiselverdichters mit einer erfindungsgemäßen Durchsatzsteuervorrichtung und

S5 F i g. 2 eine Ansicht der Durchsatzsteuervorrichtung entlang der Linie 2-2 der F i g 1.

Ein Einlaßabschnitt 10 des Kreiselverdichters ist mittels Schrauben 12 mit einem Gehäuseabschnitt U verbunden. Der Gehäuseabschnitt 11 umgibt das Laufrad 13, welches an der in dem Maschinengestell 15 des Verdichters gelagerten Welle 14 befestigt ist. Der Gehäuseabschnitt 11 ist durch Schrauben 17 an dem Maschinengestell 15 befestigt. Die Durchsatzsteuervorrichtung ist mit einem Drosselventil 23 in Form einer Drosseiklappe versehen, die einen Drehzapfen 25 auiweist, der auf einer Seite eines Gehäuserings 26 drehbar gelagert ist, das sich zwischen dem Einlaßabschnitt 10 und einem weiteren Abschnitt 27 befindet i«nd durch

Schrauben 28 mit diesen Abschnitten verbunden ist Von der entgegengesetzten Seite der Drosselklappe 23 steht eine Verstellwelle 29 vor, die in ähnlicher Weise in dem Gehäusering 26 drehbar gelagert ist und einen nach außen vorstehenden WeUenabschnitt 30 aufweist, an dem mittels eines Keils 33 ein getriebener Arm 31 befestigt ist Der Ann 31 steht von dem Wellenabschnitt 30 nach außen vor (s. F i g. 2) und sttht in Gleitverbindung mit einem Block 35 durch einen Drehzapfen 46. der seinerseits in einem treibenden Arm 38 drehbar gelagert ist.

Der Antrieb für die Durchsatzsteuervorrichtung ist in einem Metallgehäuse 38 untergebracht, dessen Bodenwand 39 durch Schrauben 40 an dem Gehäusering 26 befestigt ist Es ist ferner ein Träger 43 vorgesehen, an dem ein Getriebegehäuse 45 mittels der Schrauben 47 befestigt ist An dem Getriebegehäuse 45 ist ein Stellmotor 50 befestigt der eine MDtorantriebswelle 51 antreibt. Der treibende Arm 37 ist mittels einer Feststellschraube 53 fest mit der Motorabtriebswelle 51 verbunden und weist eine Ausnehmung auf, in weiche der Drehzapfen 36 des Blocks 35 drehbar eingreift.

Die Motorabtriebswelle 51 und der vorstehende Wellenabschnitt 30 sind in einer solchen gegenseitigen Lage angeordnet und die Arme 31,37 sind in einer solchen Weise jeweils an den Wellen befestigt daß bei Verstellung des treibenden Arms 37 im Uhrzeigersinn (in F i g. 2) zum Zwecke der Übertragung einer gleichartigen Bewegung auf den getriebenen Arn 31 und den Wellenabschnitt 30 die Verstellgeschwindigkeit des Arms 31 und damit auch der Drosselklappe 23 verringert ist sobald sich die Lage des Übertragungsgestänges der Schließstellung nähert wie aus einer Betrachtung von F i g. 2 ersichtlich ist Die Motorabtriebswelle 51 ist parallel zum Wellenabschnitt 30 und in einem Abstand von dieser gelagert (s. Fig. 1). Wenn die Drosselklappe 23 in die Schließstellung gebracht wird, gelangen die Arme 31,37 in die auf der !^;nken Seite der F i g. 2 in gestrichelten Linien dargestellte Lage, welche durch die Angabe »Schließstellung« gekennzeichnet ist. Wenn das Steuerglied in die Öffnungsstellung gebracht worden ist befinden sich die Arme 31,37 in der auf der rechten Seite der F i g. 2 in gestrichelten Linien dargestellten Lage, welche durch die Angabe »Öffnungsstellung« bezeichnet ist

Wenn die Drosselklappe 23 zwischen der Öffnungsund der Schließstellung verstellt wird, bewegt sich der getriebene Arm 31 durch einen Kreisbogen, der durch die gestrichelte Linie 54 angedeutet ist. Die Motorabtriebswelle 51 befindet sich in einem Abstand von der durch die Linie 55 angedeuteten Ebene, welche durch die Achse der Welle 30 verläuft und den Kreisbogen 54 halbiert. Wie aus Fig.2 ersichtlich, ist die Welle 51 gegenüber der Ebene 55 in Ricntung der Öffnungsstellung versetzt und befindet sich innerhalb des Sektors, in dem sich der Arm 31 hin- und herbewegt

Wenn bei dieser Acordnung der treibende Arm 37 im Uhrzeigersinn (gesehen in F i g. 2) bewegt wird, bewegt sich der Block 35 zusammen mit dem Arm 31 zu der Welle 30 hin. Bei dieser Bewegung bewegt sich der Arm 31 ebenfalls im Uhrzeigersinn und verstellt dabei die Drosselklappe 23 in Schließstellungsrichtung. Bei Umsteuerung des Stellmotors 50 werden die Arme 31, 37 gegen den Uhrzeigeisinn bewegt Die Bewegung dieser Teile in beiden Richtungen wird durch das äußere Ende des Arms 37 begrenzt, indem dieses in Eingriff mit Endschaltern 60 bzw. 61 kommt Der Endschalter 60 befindet sich in einer solchen Lage, daß der Arm 37 den Endschalter 60 betätigt, sobald die Drosselklappe 23 in die Schließstellung gebracht worden ist Der Endschalter 61 wird dagegen betätigt, sobald das Drosselventil in die Öffnungsstellung gebracht worden ist

Wie oben ausgeführt ist der Arm 31 über einen mit dem Bezugszeichen 54 angedeuteten Kreisbogen verstellbar. Infolge der beschriebenen Lage der Motorabtriebswelle 51 und dem getriebenen Wellenabschnitt 30 wird der Wellenabschnitt 30 langsamer gedreht wenn dit Drosselklappe 23 in den Verstellbereich der Schließstellung kommt. Der Stellmotor 50 dreht sich in beiden Richtungen mit gleichbleibender Geschwindigkeit Daher wird die Drosselklappe 23 in der Nähe der Schließstellung nur langsam verstellt Das ist von besonderem Vorteil, wenn das Drosselventil aus einer Drosselklappe besteht da ein derartiges Ventil sehr empfindlich auf den Gasdurchsatz ist, wenn es in der Nähe der Schließstellung verstellt wird. Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung dreht sich die Motorabtriebswelle 51 bei der ersten 10°-Verstellung der Drosselklappe aus der Schließstellung in Richtung der Öffnungsstellung um 43°, d. h. daß das Übersetzungsverhältnis größer als 4:1 ist

Das größte Drehmoment zum Drehen der Drosselklappe wird dann benötigt, wenn sich die Drosselklappe in der Nähe der Schließstellung befindet. Die erfindungsgemäße Durchsatzsteuervorrichtung ermöglicht, daß der Stellmotor ein größeres Drehmoment auf die Drosselklappe ausübt, wenn diese in der Nähe der Schließstellung verstellt wird. Wie somit ersichtlich, eignet sich die Durchsatzsteuervorrichtung auch zum Verstellen auf der Einlaßseite angeordneter, herkömmlicher Leitschaufeln sowie ringförmiger Diffusorventilc. Die erfindungsgemäße Durchsatzsteuervorrichtung macht die Verwendung aufwendiger Taktgeber mit Prozenttialsteuerung od. dgl. überflüssig. Der Stellmotor 50 wird selbstverständlich durch eine die Last des Verdichters ermittelnde Abtastvorrichtung gesteuert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

_t \. Vorrichtung zur Durchsatzsteuerang eines Kreiselverdichters mit einem im Vefdichtericanal zwischen einer öffnungs- und Schließstellung verstellbar angeordneten Drosselventil, dessen Verstellwelle über ein Übertragungsgestänge mit einem richtungsumkehrbaren Stellmotor verbunden ist ^f fand dessen VersteHgeschwindigkeit in Mähe der Schließstellung verlangsamt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (50) konstante Drehzahl besitzt und daß das die Verstellwelle (29) mk der Motorabtriebswelle (51) verbindende Übertragungsgestänge (31 bis 37) due veränderliche Übersetzung aufweist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsgestänge einen an der Motorabtriebswelle (51) befestigten treibenden Arm (37), einen an der Verstellwelle (29) befestigten getriebenen Arm (31) und eine Gleitverbindung (35, 36) zwischen den beiden Armen aufweist und daß die Achse der parallel zur Verstellwelle angeordneten Motorabtriebswelle (51) innerhalb des vom getriebenen Arm (31) überstrichenen Kreissektors, und zwar zwischen dem der Öffnungsstellung entsprechenden Radius und dem den Kreissektor halbierenden Radius (55), angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitverbindung zwischen den beiden Armen einen auf dem treibenden Arm (37) drehbar gelagerten Block (35) mit einer Durchgangsbohrung aufweist in der der getriebene Arm (31) gleitend geführt ist.