DE249756C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 249756 KLASSE 27c. GRUPPE

RUD. MEYER,

Regelvorrichtung für Kreiselverdichter, Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. April 1911 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für Kreiselverdichter, um die Leistungsregelung durch das Zusammenarbeiten der nachfolgend näher beschriebenen Mechanismen nach einer vorgeschriebenen Druckvolumenkurve erfolgen zu lassen und gleichzeitig den Punkt, bei welchem bei Kreiselverdichtern die ungleichmäßige Luftförderung beginnt, möglichst weit nach dem

ίο Anfang der Kurve zu verschieben, d. h. auch bei kleinen Leistungen noch eine regelmäßige Luftförderung zu ermöglichen, sowie ferner das Unterschreiten dieser festgesetzten kleinen Liefermenge zu verhindern.

Bei Kreiselverdichtern versteht man unter Druckvolumenkurve für konstante Umlaufzahl, gleich wie bei Kreiselpumpen, diejenige Kurve, welche sich ergibt, wenn man die Liefermengen als Abscissen und die zugehörigen Druckhöhen bzw. Förderhöhen als Ordinaten aufträgt. Diese Kurve hat eine nach oben stark konvexe Form, d. h. bei verschiedenen Liefermengen sind die zugehörigen Enddrucke ebenfalls verschieden.

Bei den bisher vorliegenden Konstruktionen ist man bestrebt gewesen, die Druckhöhe durch einen mit der Druckluftleitung in Verbindung stehenden federbelasteten Kolben, der auf den Regulator der Antriebsmaschine einwirkt, ähnlich wie bei Kolbenverdichtern annähernd konstant zu halten. Der Regulierbereich war indessen nur ein sehr geringer, denn die unregelmäßige Luftförde-40

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rung beginnt in den meisten Betriebsverhältnissen gleich nachdem der Scheitelpunkt der Kurve unterschritten wird. Um einen ord nungsmäßigen Betrieb aufrechtzuerhalten, war es dann erforderlich, ein Hilfsventil in die Druckluftleitung einzubauen und dasselbe zu öffnen, sobald die unregelmäßige Arbeitsweise des Verdichters begann, d. h., wie bereits vorstehend erwähnt, im Scheitelpunkt der Kurve. Dies bedeutet natürlich einen erheblichen Energieverlust, denn der Kompressor muß auch in den Zeiten, wo an der Verbrauchsstelle wenig Druckluft benötigt wird, stets so viel Druckluft erzeugen, daß die kritische Liefermenge nicht unterschritten wird, und zwar wird die den Jeweiligen Bedarf überschreitende Liefermenge durch das erwähnte Hilfsventil, ohne Arbeit geleistet zu haben, ins Freie gelassen. (Man könnte diese Druckluft zwar einer periodisch arbeitenden Maschine zur Arbeitsleistung zuführen, jedoch würde dies eine erhebliche Komplikation des Betriebes bedeuten.)

Bei der vorliegenden Erfindung sollen nun die vorstehend gekennzeichneten Übelstände erheblich vermindert, dann aber auch der Regulierbereich und die hiermit verbundene ruhigere Arbeitsweise des Kreiselverdichters erhöht werden.

In der beiliegenden Zeichnung stellt Fig. 1 die Anordnung der Apparate dar. In Fig. 2 ist der Verlauf der Druckvolumenkurve angedeutet. In Fig. 1 stellt a-a die Druckluft-

leitung, vom Verdichter kommend, b-b die Saugleitung, zum Verdichter führend, dar. In die Saugleitung ist das Drosselorgan c eingebaut, welches durch ein Gestänge mit dem Kraftkolben d eines von der Druckluftleitung a-a aus gesteuerten Servomotors in Verbindung steht. Gleichzeitig ist vermittels des Nockengetriebes e und der Feder f eine Verbindung mit der Umlaufverstellung der Antriebsmascbine (im vorliegenden Falle Regulator g) geschaffen, h ist das Regulierorgan der Antriebsmaschine, welches im vorliegenden Falle das Drosselventil einer Dampfturbine darstellt und mit einem Regulierapparat p für nahezu konstanten Druck vereinigt ist. (Bei elektrischen Maschinen würde das Regulierorgan durch den Regulieranlasser oder bei Drehstrommaschinen mit .Regulieraggregat durch die Stellvorrichtung für die Änderung der Erregung des Kollektormotors wiedergegeben werden.) In die Druckluftleitung a-a ist ein Drosselorgan i angebracht, welches durch Stellzeug mit dem Kraftkolben k des an die Parallelleitung l-l der Druckluftleitung angeschlossenen Servomotors 2 gesteuert wird. Vor der Parallelleitung ist das Überströmventil m angeordnet, das durch den Servomotor 3 gesteuert wird.

Die Arbeitsweise der Regelung ist nun folgende: Die Steuerkolben H₁, n₂, n₃ der drei Servomotoren werden durch die Regelungsorgane O₁, O₂, o₃ so beeinflußt, daß die Servomotoren nur bei einer bestimmten Leistung der Maschine, im vorliegenden Falle gemäß den Leistungsintervallen 4, 5 und 6 in Fig. 2 arbeiten, und zwar arbeitet der Servomotor 2 im Intervall 4, der Servomotor 1 im Intervall 5 und der Servomotor 3 im Intervall 6. In Fig. 2 sind, wie bereits vorstehend erwähnt, die Liefermengen als Abscissen und die Drucke als Ordinaten aufgetragen. Die Linie 7 stellt eine Druckvolumenkurve bei konstanter Umlaufzahl dar, wie sich diese einstellt, wenn die Antriebsmaschine nur mit konstanter Umlaufzahl laufen kann. Die Linien 8 und 9 sind Druckvolumenkurven bei höherer Umlaufzahl. Der Servomotor 2 in Verbindung mit dem Drosselorgan i hat den Zweck, den Druckunterschied zwischen der engsten Stelle und dem Eintritt der Parallelleitung während des Intervalls 4 konstant zu halten. Tritt nämlich, vom Punkt 10 ausgehend, eine Verminderung der Liefermenge ein, so ergibt sich eine kleine Änderung des Drosseldruckes im engsten Querschnitt. Dies hat zur Folge, daß die Membran des Servomotors 2 die Steuerkanäle öffnet, wodurch Drucköl unter den Kraftkolben tritt, das Drosselorgan geschlossen wird, und zwar so lange, bis die Änderung im Drosseldruck im Querschnitt r wieder aufgehoben ist. Die Membran ist so eingestellt, daß im Punkt 10 das Drosselorgan offen und im Punkt 11 geschlossen gehalten wird. Dieser Steuervorgang hat den Zweck, eine zu starke Drosselung der Druckluft zu vermeiden. Während des Intervalls 4 arbeitet gleichzeitig der Druckregler p für nahezu konstanten Druck in der bekannten Weise, so daß die Druckvolumenkurve die durch die Linie 10-11 gekennzeichnete Form erhält. Ist die Drosselklappe i geschlossen, so treten bei abnehmenden Luftmengen nunmehr die Regler der beiden Servomotoren 1 und 3 in Tätigkeit, und zwar der Servomotor 1 im Intervall 5, der Servomotor 3 im Intervall 6. Tritt nach dem Punkt 11 (Fig. 2) ein weiteres Sinken der Luftmenge an der Verbrauchsstelle ein, so bewegt der Servomotor 1 in Verbindung mit der eingezeichneten Rückführung den Kraftkolben so, daß während des Intervalls 5 einer bestimmten Luftmenge eine bestimmte Stellung des Kraftkolbens entspricht. Das mit dem Kraftkolben verbundene Drosselorgan c nimmt dann entsprechende Stellung ein, sowie ebenfalls das mit dem Drosselorgan c verbundene, auf den Regulator wirkende Nockengetriebe e. Der Vorgang im Kompressor ist nun folgender: Durch die Drosselung sinkt im Kompressor die Endspannung annähernd nach der Linie 11-13. Das Nockengetriebe spannt aber während dieses Vorganges die Regulatorfeder und bewirkt eine Erhöhung der Umlauf zahl, so daß sich der kombinierte Vorgang bei der Druckvolumenkurve durch die Linie 11-12 wiedergeben läßt. Der Druck wird somit bei verringerter Liefermenge, bezogen auf die Außenluft, nahezu konstant gehalten. Bezieht man die Liefermenge auf die gedrosselte Luft hinter dem Schieber c, so bleibt dieselbe konstant, womit erreicht wird, daß die kritische Liefermenge, d. h. diejenige Liefermenge, bei welcher die unregelmäßige Luftförderung beginnt, nicht überschritten wird. Ein weiteres Drosseln der Luft, als durch die Linie 11-13 dargestellt, ist nicht ratsam; es tritt, sobald der Punkt 12 des Druckvolumens erreicht wird, der Servomotor 3 in Tätigkeit, welcher durch das mit ihm verbundene Überströmventil ein weiteres Unterschreiten der Ansaugemenge auch im Falle an der Verbrauchsstelle wenig oder gar keine Druckluft benötigt wird, verhindert. Der Druck bleibt somit konstant, selbst bei geringsten an der Verbrauchsstelle benötigten Luftmengen. Der Vorgang ist durch die Linie 12-14 der Druckvolumenkurve wiedergegeben. Bei den in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Apparaten wird jeder Steuervorgang der Servomotoren durch einen Druckunterschied in der Druckluftleitung, welcher sich bei verschiedenen Liefermengen

Claims (1)

1. des zu komprimierenden Mediums ergibt, eingeleitet. Der Reguliervorgang der Steuerapparate kann durch den Unterschied in der Stärke oder Spannung des Kraftmittels der Antriebsmaschine bewirkt werden.

   Pate ν τ-Anspruch:

   Regelvorrichtung für Kreiselverdichter, dadurch gekennzeichnet, daß drei Servomotoren (1,2,3) angeordnet sind, von denen 1 ein Auslaßventil (in) in der Druckleitung, 2 eine Drosselklappe (i) in der Druckleitung (a - a) und 3 eine Drosselklappe (c) in der Saugleitung (b-b) in den Intervallen (4, 5 und 6) der Druckvolumenkurve (Fig. 2) ■ in bekannter Weise zeitlich nacheinander betätigen, und daß der Punkt, bei welchem bei gegebener Druckvolumenkurve die ungleichmäßige Luftförderung beginnt, möglichst weit nach dem Anfang der Kurve verschoben wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.