DE220494C

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Publication number: DE220494C
Application number: DENDAT220494D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 27b. GRUPPE

JOHN DELBRIDGE in WINDSOR, Austr. Steuerung für Luftkompressoren.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Juni 1907 ab.

Die Vorrichtung, auf welche die Erfindung sich bezieht, ist vorzugsweise für den Gebrauch zur Erzeugung von Druckluft bestimmt, läßt sich jedoch auch als Pumpe benutzen.

Man hat bereits bei Kompressoren Absohlußorgane verwendet, welche, am Ende des Zylinders angebracht, sich über den ganzen Zylinderquerschnitt erstrecken. Diese bisherigen Abschlußorgane waren jedoch gewöhnlich Ventile, welche mechanisch, etwa durch Federn, belastet waren. Derartige Einrichtungen sind im Betriebe nicht haltbar, weil durch das harte Auftreffen der großen bewegten Massen auf die Abschlußfläche sowohl der Sitz als auch der Körper der Abschlußteile selbst der vorzeitigen Zerstörung unterliegt.

Vorliegende Erfindung benutzt ebenfalls

Abschlußkörper an den Enden des Zylinders,-welche den ganzen Zylinderquerschnitt einnehmen, richtet dieselben aber so ein, daß sie bei jeder ihrer Bewegungen einen mehr oder weniger elastischen Gegendruck, hydraulisch oder pneumatisch bzw. hydraulisch und pneumatisch, in solcher Höhe, eventuell bis zum vollständigen Druckausgleich, erfahren, daß sie sich ganz sanft auf die Abschlußflächen legen und infolgedessen ihren Zweck in sehr vollkommener Weise erfüllen und dabei doch trotz ihrer großen Masse so gut wie gar keinem Verschleiß unterworfen sind. In ähnlicher Weise, wie die Erfindung für diesen Druckausgleich sorgt, stellt sie ferner eine Abdichtung der Sitzfläche her und zieht schließlich die in der angegebenen Weise als Kissenkörper ausgebildeten Abschlußorgane zur Steuerung der Zuführungsventile oder -schieber heran.

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Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist als Beispiel in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.

Fig. ι zeigt die Maschine im Grundriß.

Fig. 2 und 2 a ist zur Hälfte eine Seitenansicht und zur Hälfte ein senkrechter Schnitt durch die Maschine, wobei die Kissenkörper sich in der rechten Endlage befinden.

Fig. 3 zeigt die linke Endlage der Kissenkörper in einem senkrechten Schnitt.

Der Kompressorzylinder 1 besitzt Deckel 2, welche mit Stopfbüchsen und Brillen luftdicht gegen die Wasserrohre 4 abgeschlossen sind. Geschlitzte Packungsringe 5 in der Stopfbüchse gestatten dem Einspritzwasser freien Durchgang vom Kanal 5^a zu den Durchgängen 4^a im Rohr 4, die zur Wasserkammer 6 führen.

Diese Wasserkammern befinden sich innerhalb der Körper j; welche als Abschlußorgane benutzt werden und zu diesem Zwecke gemäß vorliegender Erfindung als hohle, bewegliche Pufferkissen ausgebildet sind. Die Kissen 7 sind auf der Kolbenstange frei verschiebbar und an jedem Kompressorende in einer Kammer untergebracht, welche zwischen dem Zylinderraum und den Deckeln 2 liegt. Die Kissen und ihre Kammern sind stufenförmig, besitzen also zwei Teile von verschiedenem Durchmesser; der kleinere Durchmesser ist jedoch größer als die Kompressorbohrung. Dadurch wird eine dicht abschließbare Fuge zwischen dem Zylinderende und dem Rand des Kissens gebildet, welche bei der Hin- und Herbewegung des Kissens die Verbindung mit einer ringförmigen Druckkammer 13 öffnet und schließt. Die Kammer 13 ist mit einem Luftbehälter verbunden.

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Der Kolben 8 sitzt auf der Kolbenstange 19; ihm gegenüberr sind Spritzplatten 9 befestigt, welche mit einer Anzahl von Zerstäubern 9^a versehen sind, durch die aus der Kammer 6 beim Kompressionshube das Einspritzwasser eingeführt wird.

In den miteinander in Berührung kommenden Flächen der Kissen 7 und der Zylinderenden ι sind gemäß der Erfindung halbkreisförmige Ringnuten 11 angebracht, welche mit der Pumpe oder einer anderen Zuleitung für Hochdruckwasser durch Rohre 12 verbunden sind. Hierdurch wird ein Wasserverschluß gebildet, der das Durchtreten von Luft zuverlässig verhindert.

Den weiteren Teil der Pufferkissen J_a bildet eine Kammer 3, welche mit dem Luftaufnehmer durch am Deckel 2 befestigte Rohre 2^a verbunden ist. Dadurch, daß der größere Querschnitt des Kissens 7 dem Aufnehmerdruck ausgesetzt ist, folgt dieses Kissen dem Kolben 8 bei seinem Rückgang, wobei der zu dem Luftaufnehmer führende Durchgang 13 geschlossen wird.

Zwischen den beiden Kissenenden ist eine . Wasserkammer 15 eingeschaltet, welche mit der Hochdruckwasserleitung verbunden ist.

Diese Kammer 15 dient als Ausgleichkammer für das bewegliche Kissen, und zwar in der Weise, daß sofort nach dem Zulassen des Wasserdruckes, welcher nahezu doppelt so hoch als der Luftdruck ist, dieser Wasserdruck dem Luftdruck auf den äußeren größeren Querschnitt des beweglichen Kissens 7 in der Kammer 3 das Gleichgewicht hält. Wenn daher die Luft im Zylinder 1 die Betriebshöhe erreicht hat, ist das Kissen 7 vollständig ausbalanciert und bietet dem Durchgang der Luft in den Aufnehmer durch die Kammer 13 keinerlei Widerstand. Nachdem der Kolben 8 am Hubende das Kissen 7 zurückgedrückt hat, wird der Wasserdruck durch Öffnung des Ventils 16 aufgehoben, indem das Wasser durch den Kanal i$^a abfließt. Das Ventil 16 wird selbst gesteuert. Um dem Wasser freien Austritt aus der Kammer 15 durch das Ventil 16 zu gestatten, ist ein besonders konstruiertes Ent- und Belüftungsventil 18 (Fig. 1 und 2) an der Oberseite der Ausgleichkammern 15 angebracht.

Am äußeren Ende jedes Wasserrohres 4 ist eine Stopfbüchse 20 mit Brille angebracht, welche die Kolbenstange 19 umfaßt. An jeder Stopfbüchse sind Ansätze angegossen, durch welche Stangen 21 gehen, die mit der Stopfbüchse des Zylinderdeckels 2 verbunden sind und eine Drehung des Wasserrohres 4 verhindern. Die Stangen 21 sind mit Anlaßfedern 22 ausgerüstet, welche zusammengedrückt werden können, um den Widerstand der Kissen 7 beim Anlassen des Kompressors zu überwinden, falls nicht genügend Luftdruck in der Kammer 3 vorhanden ist, um den dichten Abschluß zwischen Kissen und Zylinderende hervorzubringen. Die Spannung dieser Federn kann durch Zurückschrauben der Mutter auf den Stangen 21 beseitigt werden, sobald der Luftdruck in der Kammer 3 genügend groß ist, um den dichten Abschluß des Zylinderendes zu sichern.

An jeder Stopfbüchse 20 ist ein Vorsprung angebracht, mit welchem ein einstellbarer Anschlagbolzen 23 verbunden ist. Dieser kommt mit einer Rolle 23® am Ende eines Hebels 24 in Berührung, welcher auf einer Querspindel 17 befestigt ist. Letztere bewegt das Lufteinlaßventil 25, das Wasserzulaßventil 26 und das Wasserauslaßventil 16 bei jedem Hubwechsel des Kolbens": 8 vermittels Hebel und. Verbindungsstangen. Die Ventile an beiden Enden des Zylinders sind so miteinander verbunden, daß beim Öffnen der Ventilgruppe an einem Zylinderende die entsprechende Ventilgruppe am anderen Ende geschlossen wird.

Die doppelten Wasserzulaßventile 26 sind nur dann notwendig, wenn das Hochdruckwasser von einer besonderen Quelle zugeleitet wird, anstatt von einer eigenen Pumpe 55. Die Ventile 26 werden durch den Hebel 24 gesteuert und leiten das Wasser den Kanälen 5° go zu. An der Spindel 31 jedes Ventils 26 greift ein Hebel 28 an, welche untereinander und mit den Hebeln 35 auf der Antriebsspindel 17 durch einstellbare Stangen 37 verbunden sind. Die mittleren Stangen 37 sind in der Nähe ihrer Mitte mit einer Auslöse- und Sperrvorrichtung 38 verbunden, durch welche die Ventile außer Tätigkeit gesetzt werden, wenn die Luft einen höheren Druck annimmt, als gewünscht ist. Wenn der Luftdruck im Aufnahmer wieder auf die richtige Höhe gesunken ist, so treten die Ventile wieder in Wirkung. Die komprimierte Luft wird durch die Rohre 52 an der oberen Seite des Kompressors dem Aufnehmer zugeleitet.

Um die Pufferkissen 7 zu schmieren, führt ein ölrohr 68 zu Schmierbehältern 69, welche das Öl dem Kissen an zwei Stellen zuleiten.

Zwecks Erläuterung der Wirkung seien zunächst die Funktionen und Verbindungen der Anschlüsse zusammengestellt: ;

52 ist der Stutzen, welcher die im Zylinder 1 komprimierte Luft zum. Luftdruckbehälter leitet;

25 ist das Steuerungsorgan, welches mittels der in Fig. 2 a links sitzenden Kanäle durch den Rohrbogen die zu komprimierende frische Luft aus dem mittleren Raum des Fundamentgehäuses entnimmt und durch die in Fig· 2 a nach unten gerichteten Kanäle das Einspritzwasser ausfließen läßt;

2^a ist ein Rohr, welches den Kissenraum 3

mit dem Luftdruckbehälter verbindet, in welchem die erzeugte Preßluft aufgespeichert wird;

5° führt das Einspritzwasser zu, und zwar entweder mittels des Ventils 26 von der Pumpe 55 her oder aber unmittelbar von einer . Hochdruckwasserleitung;

15 ist der Raum, in welchem durch Wasserdruck das Festhalten des Kissenkörpers bewirkt wird; dieser Raum empfängt sein Wasser entweder ebenfalls von der Pumpe 55 oder von einer Hochdruckwasserleitung;

15° und 16 dienen als Abfluß für dieses Bremswasser;

12 in Fig. 3 ist eine Verbindung mit der Pumpe 55 oder einer Hochdruckwasserleitung, um das Abdichtungswasser in die Dichtungsnuten 11 einzuführen;

51 ist ein Rohr, welches zu einem Wasserabscheider.führt, um das Wasser abzulassen, welches in den die komprimierte Luft aufnehmenden und dem Stutzen 52 zuführenden Kanal 13 eingetreten ist.

In Fig. 2 a befindet sich .der Kolben 8 in seiner äußersten Stellung rechts. Die komprimierte Luft ist in den Vorratsbehälter gedrückt worden, das Einspritzwasser, das Abdichtungswasser und das Bremswasser sind durch 25, 51, 16 abgeflossen bzw. im Begriff abzufließen.

Der Kolben 8 wechselt seinen Hub und beginnt nach links zu gehen. Die Preßluft drückt durch das Rohr 2^a in den Raum 3 und zwingt dadurch den Kissenkörper, dem Kolben 8 nach links zu folgen, bis er gegen das Zylinderende trifft, wobei sich die Abdichtungsnuten 11 schließen und nunmehr durch das Rohr 12 Abdichtungswasser aufnehmen. Von diesem Augenblick an verläßt der Kolben 8 den Kissenkörper und beginnt, sobald er die vom Steuerung'sorgan 25 her in den Zylinder 1 mündenden Kanäle freigegeben hat, aus dem Mittelraum des Fundamentgehäuses frische Luft anzusaugen. Bei der äußersten Stellung des Kolbens 8 links ist die Ansaugung beendet. Beim linken Hubwechsel des Kolbens wird der rechte Drehschieber 25 so umgesteuert, daß die Kanäle geschlossen sind; bei der Rückkehr des Kolbens 8 nach rechts erfolgt die Kompression. Jetzt wird vom Kanal 5^ffl her auf dem beschriebenen Wege das Einspritzwasser eingeleitet. Der Kissenkörper wird durch die Preßluft des Vorratsbehälters, welche im Rauni 3 hinter die größte Fläche des Kissenkörpers drückt, bis kurz vor das Ende des Kompressionsihubes dicht gegen das Zylinderende gedrückt. Erst wenn die Spannung der frisch komprimierten Luft die Spannung im Preßluftbehälter genügend übersteigt, wird von der frisch komprimierten Luft der Kissenkörper zurückgedrängt, wor- ■ auf die frische Preßluft durch den entstandenen Ringkanal nach 13 entweicht und durch den Stutzen 52 in den Druckluftbehälter übertritt. Wenn die ganze frische Preßluft aus. dem Zylinder herausgedrückt ist, legt sich der Kolben 8 wieder gegen den Kissenkörper, und nunmehr tritt in den Raum 15 entweder aus der Pumpe 55 oder aus einer Hochdruckleitung das Bremswasser mit solchem Druck ein, daß es den Kissenkörper entgegen dem Luftdruck im Raum 3 festhalten kann. Der Schieber 16 ist natürlich dabei geschlossen. Beim nunmehrigen Hubwechsel öffnen sich in passendem Maße die Schieber 25 und 16. Indem der Kissenkörper dem Kolben 8 nach links folgt, drängt er allmählich das Bremswasser aus dem Raum 15 durch Kanal 15⁰¹ hinaus und legt sich infolge des hierbei zu überwindenden Widerstandes sanft gegen die Abschlußfläche arh Zylinder.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Steuerung für Luftkompressoren, bei welchen die Zylinderenden im ganzen Querschnitt durch ein verschiebbares Abschlußorgan gesteuert werden und in die Luft bei der Kompression Wasser zur Kühlung eingeführt wird, dadurch ge- g₀ kennzeichnet, daß diese Abschlußorgane als Kissenkörper nach Art von Stufenkolben ausgebildet sind, welche auf der einen Seite der Einwirkung von Hochdruckwasser, sowie auf der anderen Seite der Einwirkung der Druckluft aus dem Hauptbehälter ausgesetzt sind.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander schließenden Dichtungsflächen am Zylinderende und am Kissenkörper mit Ringnuten (11) versehen sind, die mit der Hochdruckwasserleitung (12) in Verbindung stehen, so daß sich dieselben mit unter Druck stehendem Wasser füllen und eine zuverlässige Abdichtung sichern.

3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Kissenkörper zur Steuerung der Ventile herangezogen wird, derart, daß die Bewegung der mit den Kissenkörpern hin und her gehenden Stopfbüchsen (20) durch Anschlagschrauben (23) auf die Steuerungshebel übertragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.