DE2516582A1 - Kreiskolbenkompressor - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. ERNST SOMMERFELD

DR. DIETER V. BEZOLD
9607-75/B.T. DIPL. ING. PETER SCHÜTZ

DIPL. ING. AVOLFGANG HEUSLER

D-8 MUENCHEN 86 telefon MARIA-TIIKIlESIA-STnASSE 28 POSTFACH 8006es TELEX 022088 TELEGRAMM SOMBEZ

THE HYDROVAWE COMPRESSOR COHPANY LIMITED, Washford Industrial Estate, Redditch, Worcestershire, England

Kreiskolbenkompressor

Die Erfindung betrifft Kreiskolbenkompressoren mit einem einen Zylinder aufnehmenden Stator, mit einem exzentrisch im Zylinder angeordneten Rotor mit einer Vielzahl von gleitenden Flügeln, die den halbmondförmigen Raum zwischen dem Rotor und dem Zylinder in eine Anzahl von Arbeitskammern in einem Gehäuse unterteilen, das einen Sumpf für einen Vorrat von Öl bildet, das mit der Luft bei deren .Zusammendrückung gemischt wird, mit einem Abscheider zum Abscheiden des Öls aus der .Druckluft, mit einem Entlastungsventil, das den Lufteinlass zum Kompressor schliesst, und mit einer Servoeinrichtung, die vom Förderdruck abhängt und das Entlastungsventil schliesst, wenn der Förderdruck einen gegebenen Wert übersteigt.

Gemäss der vorliegenden Erfindung ist die Servoeinrichtung mit dem Abscheider verbunden und nimmt von diesem eine Mischung von auf Förderdruck befindlicherLuft und vom Abscheider aus der Druckluft abgeschiedenem Öl auf.

Vorzugsweise ist die Servoeinrichtung so ausgelegt, dass sie eine Luftmenge aufnimmt und zum Einlass leitet, die ausreicht,

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um ein-unerwünschtes Vakuum im unbelasteten Zustand zu vermeiden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kompressors und dessen in Öffnungsstellung befindlichen Entlastungsventils; . Fig. 2 eine ähnliche schematische Darstellung, die das Entlastungsventil geschlossen zeigt.

Die Erfindung wird beschrieben in Anwendung an einen Kompressor der in den brit. PSen 1 134 224, 1 318 884 oder 1 334 847 beschriebenen Art. Die verschiedenen Teile des Kompressors können genau wie die in diesen Patentschriften beschriebenen sein, wobei jedoch die Servoeinrichtung unterschiedlich angeschlossen ist,"wie in der beiliegenden schematischen Zeichnung dargestellt.

Der Kompressor ist ein Kreiskolbenkompressor mit einem einen Zylinder enthaltenden Stator 10, einem Rotor 11, der exzentrisch im Zylinder angeordnet ist und eine Anzahl von gleitenden Flügeln 12 aufweist, die den halbmondförmigen Raum zwischen dem Rotor und dem Zylinder in eine Anzahl von Arbeitskammern in einem Gehäuse 13 unterteilen, das einen Sumpf 14 für einen Vorrat von Öl bildet, das mit der Luft bei deren Komprimierung gemischt wird. Die '. Druckluft wird geliefert durch verschiedene Formen eines gewundenen Kanals 15? der dem öl eine Gelegenheit zum Absetzen aus der Luft und zum Abtropfen in den Sumpf 14 gibt, bis zu einem abschliessenden Abscheider 16, der Filzeinlagen oder, wie angegeben, ein oder mehrere rohrförmige Keramikelemente 17 enthalten kann, von denen die Druckluft zu-einem Auslass 18 geliefert wird.

In Kompressoren dieser Art ist es üblich, ein Entlastungsventil 20 vorzusehen, das"unter der Steuerung einer Servoeinrichtung 30 steht, die den Einlass zum Kompressor drosselt oder schliesst,

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wenn άότ Förderdruck dadurch ansteigt, dass ein Verbraucher keine Druckluft mehr annimmt. Dies spart Energie, die sonst «■beim zwecklosen Komprimieren von Luft vergeudet würde.

Das Entlastungsventil weist ein Tellerventil 21 auf, das von einem Kolben 22 getragen wird. Dieser Kolben weist eine ringförmige Fläche 23 auf, die einem Steuerdruck aus dem unten beschriebenen Servosteuerventil ausgesetzt ist. Eine Feder 24-hält das Ventil in der Öffnungsstellung von Fig. 1, bis der Steuerdruck einen bestimmten Wert erreicht, wenn er das Ventil zur Schliesstellung von Fig. 2 bewegt, in der es einen Sitz berührt. Somit drosselt und unterbricht dann das schliessende Ventil die Luftzufuhr zum Einlassraum 19 des Kompressors.

Das Tellerventil kann tatsächlich ohne Bewegung des Kolbens frei schliessen und wirkt in bekannter Weise als Rückschlagventil.

Das Servosteuerventil 30 enthält einen Ventilschieber 31» dessen eines Ende 32 (in der Zeichnung rechts) der Förderdruck ausgeübt wird, der den Ventilschieber gegen die Wirkung einer Feder 33 drückt, während eine seitliche Öffnung 3^- mit der ringförmigen Fläche 23 des Kolbens des Entlastungsventils in Verbindung steht und so angeordnet ist, dass sie entweder dem Hochdruckende 32 des Zylinders oder einer Niederdrucköffnung 35 ausgesetzt ist, die mit dem Einlass 19 des Kompressors oder teilweise mit jedem hiervon in Verbindung steht. Die Wirkung ist diejenige eines Druckteilers, wobei der zum Entlastungsventil übertragene Druck von der Drosselung der Strömung zwischen diesem Druck und dem Förderdruck im Hochdruckende 32 einerseits und dem Einlassdruck in der Niederdrucköffnung 35 andererseits abhängt und zwischen diesen Grenzen in Abhängigkeit von einer verhältnismässig kleinen Änderung des Förderdrucks verändert wird.

Wenn somit der Förderdruck ansteigt, ist das Entlastungsventil anfänglich dem Einlassdruck ausgesetzt und bleibt offen. Wenn der Förderdruck auf einen bestimmten Wert ansteigt, beginnt

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sich die Verbindung zwischen dem Entlastungsventil und dem Förderdruck zu öffnen. Danach beginnt sich die Verbindung mit dem •Einlass zu schliessen>, , so dass der auf das Entlastungsventil aufgeübte Druck fortschreitend aber schnell ansteigt und das Entlastungsventil schliesst und weitere Luft daran hindert, in den Kompressor gesaugt zu werden.

Bei bekannten Konstruktionen war es üblich, das Servoventil mit Öl auf dem Ölsumpf zu speisen, der mit der Druckluft in Verbindung steht, die sich von der Arbeitskammer zum Ölabscheider bewegt.

In der britischen Patentanmeldung Ήο. 3998/74- der Anmelderin wurde auch vorgeschlagen, das Servoventil mit Luft und/oder entsprechend über einen Luftkanal oder einen Ülkanal zu speisen, wovon der Luftkanal ein druckabhängiges Ventil enthält, das nur öffnet, wenn der Druck in ihm denjenigen im Ölkanal um einen gegebenen Betrag übersteigt.

Um das vom Abscheider aus der Druckluft abgeschiedene Öl zum Sumpf zurückzuführen, wird das Öl stromab vom abschliessenden Abscheider gesammelt und wurde bisher durch ein oder mehrere Ölrückführventile zum Kompressor zurückgeführt. Jedes dieser Ventile besteht aus einer Öffnung, die theoretisch so bemessen sein sollte, dass sie Öl bei hohem Druck hindurchlässt und es auf den atmosphärischen Einlassdruck abdrosselt. In der Praxis wird auf Grund von Fertigungsüberlegungen und zur Sicherstellung, dass die Öffnung genügend Öl unter allen Betriebsbedingungen hindurchlässt, der Durchmesser der öffnung grosser gemacht als es theoretisch für die abzuscheidende Menge erwünscht ist und es wird einer bestimmten Menge von Hochdruckluft gestattet, sich mit dem zurückgeführten Öl zurück zur Atmosphäre auszudehnen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist das Hochdruckende des Servoventils über einen Kanal 40 an eine Bohrung im Boden des abschliessenden Ölabscheiders 16 so angeschlossen, dass es

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eine Mischung aus Öl und Hochdruckluft zur Servoeinrichtung liefert, von wo sie schliesslich über die Niederdrucköffnung 35 "zum Einlassraum 19 des Kompressors zurückkehrt.

Auf diese Weise wird die Notwendigkeit für gesonderte Ölrückführungsventile vermieden. Weil die öl-Luftmischung von verhältnismässig niedriger Viskosität die Servoventile und das Entlastungsventil oder Entlastungsventile betreibt, wird zusätzlich das Übergangsverhalten des Kompressorsteuersystems, verglichen mit reines Öl verwendenden Systemen, verbessert. Der Luftverlust durch das Servoventil ist nicht grosser als derjenige, der durch Olrückführungsventile auftreten würde, und ist annehmbar. Zusätzlich wird im angehaltenen Zustand das Rauchen aus dem olrückführungsv ent ilen beseitigt, weil im unbelasteten Zustand die Luft-Ölrückführung in die Einlasszelle zur stromabgelegenen Seite des Entlastungsventils erfolgt und im angehaltenen Zustand der Verlust zur Atmosphäre wieder in Flüssigkeit über das Servoventilsystem aufgegliedert wird.

Zusätzlich ist es üblich, ein Vakuumlöseventil vorzusehen, das arbeitet, wenn der Kompressor läuft, ohne Luft zu fördern,und der Druck an der Einlasszelle auf einen beträchtlichen Unterdruck auf Grund des Schliessens der Entlastungsventile abfällt. Das Vakuumlöseventil entlüftet dann die Hochdruckluft zurück zum Einlass und vermindert auf diese Weise das Vakuum an der Einlasszelle, das sonst leicht eine Blattinstabilität mit resultierendem übermässigem Betriebslärm bewirken würde. Durch Auslegung des Servoventils in der Weise, dass es gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine geeignete Luftmenge aufnimmt und durchlässt, kann die Notwendigkeit für ein getrenntes Vakuumlöseventil beseitigt v/erden.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung kann die allgemeine Anordnung des Kompressors wie in irgendeiner der oben angegebenen Patentschriften erfolgen, wobei jedoch die Servoeinrichtung an den ülrücklaufkanal und nicht unmittelbar an den Ölsumpf.

angeschlossen ist.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Kreiskolbenkompressor mit einem einen Zylinder aufnehmenden Stator, mit einem exzentrisch im Zylinder angeordneten Rotor mit einer Anzahl von gleitenden Flügeln, die den halbmondförmigen Baum zwischen dem Rotor und dem Zylinder in eine Anzahl von Arbeitskammern in einem Gehäuse unterteilen, das einen Sumpf für einen Vorrat von Öl bildet, das mit der Luft bei deren Zusammendrückung gemischt wird, mit einem Abscheider zum Abscheiden des Öls aus der Druckluft, mit einem Entlastungsventil, das den Lufteinlass zum Kompressor schliesst, und mit einer Servoeinrichtung, die vom Förderdruck abhängt und das Entlastungsventil schliesst, wenn der Förderdruck einen gegebenen Wert übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Servoeinrichtung mit dem Abscheider verbunden ist und von diesem eine Mischung von auf Förderdruck befindlicher Luft und vom Abscheider aus der Druckluft abgeschiedenem öl aufnimmt.

   Kreiskolbenkompressor nach Anspruch "I, dadurch gekennzeichnet, dass die Servoeinrichtung so ausgelegt ist, dass sie eine Luftmenge aufnimmt und zum Einlass leitet, die ausreicht, ein unerwünschtes Vakuum im unbelasteten Zustand zu vermeiden.

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