DE2737677C2

DE2737677C2 - Einrichtung zur Fördermengenregelung von Verdichtern

Info

Publication number: DE2737677C2
Application number: DE2737677A
Authority: DE
Inventors: Heinz 4272 Kirchhellen Lantermann
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Priority date: 1977-08-20
Filing date: 1977-08-20
Publication date: 1984-05-10
Also published as: FR2400627A1; FR2400627B1; US4212599A; CH633080A5; IT7826336A0; DE2737677A1; IT1097596B; GB2002925A; BR7805115A; SU936825A3; GB2002925B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Fördermengenregelung mittels Drosselklappe und Abblasventil für ein- oder mehrstufige Schraubenverdichter oder Kombinationen von einstufigen Turboverdichtern mit ein- oder mehrstufigen Schraubenverdichtern mit einem gemeinsamen, eine Baueinheit bildenden Antrieb mit doppelt wirkendem Kolben und unterschiedlichen Kolbenflächen zur Betätigung der in der Ansaugleitung angeordneten Drosselklappe und des mit der Druckseite des Verdichters verbundenen Abblasventils, wobei die verlängerte Kolbenstange am oberen Ende den Verstellhebel für die Drosselklappe trägt und am unteren Ende als Ventilstößel mit dem Verschlußteil des Abblasventils verbunden ist.

Bei einer aus der DE-OS 16 48 501 bekanntgewordenen Einrichtung zur Fördermengenregelung mittels Drosselklappe und Abblasventil besteht eine starre Kopplung der Drosselklappenverstellung und der Verstellung des Abblasventils. Der Antrieb der Verstelleinrichtung erfolgt bei dieser Einrichtung durch das Fördermedium.

Aus der DE-PS 9 08 657 ist eine Regeleinrichtung für einen Kreiselverdichter bekannt, bei der ein langsam wirkender Abblasregler mit einer schnell wirkenden Regeleinrichtung vereinigt ist. Gleichzeitig mit dem Öffnen einer Abblaseinrichtung wird eine Drossel zumindest teilweise geschlossen. Damit soll die Gefahr vermieden werden, daß der Verdichter bei plötzlichem Schließen der Drossel abgewürgt wird noch ehe das Abblasventil durch den Regler geöffnet wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Regelung der Fördermenge von em- oder

ίο mehrstufigen Schraubenverdichtern oder Kombinationen von einstufigen Turboverdichtern mit ein- oder mehrstufigen Schraubenverdichtern zu entwickeln, die mit geringem Aufwand und bei einem gedämpften Retxlungsverhalten das Abblasventil erst nach Erreichen eines voreilenden Schließwinkels der Drosselklappe öffnet, um bei wechselndem Bedarf beim Verbraucher Energieverluste weitgehend zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Lösung liegt demnach in der axialen Beweglichkeit des Doppelsitzkegeis gegenüber dem Ventilstöße! bzw. dem doppeltwirkenden Kolben des Stellantriebs für die Drosselklappe und in der einfachen ölhydraulischen Steuerung des Stellantriebs.

Das als Doppelsitzventil ausgebildete Abblasventil und die Drosselklappe besitzen einen gemeinsamen hydraulischen Antrieb jnd bilden eine Baueinheit. Damit wird eine übersichtliche und weitgehend störungsfreie Regelung der Fördermenge für Schraubenverdichter erzielt. Der gemeinsame hydraulische Antrieb ist mit einem doppeltwirkenden Kolben mit unterschiedlichen Kolbenflächen ausgerüstet, dessen obere kleinere Fläche ständig mit dem Drucköl der zur Betriebsbereitschaft des Verdichters gehörenden Ölversorgung beaufschlagt ist und die Drosselklappe offenhält. Der untere Ringraum des Hydraulikzylinders mit der größeren Kolbenfläche ist mit der Ölversorgung über einen vom geförderten Medium beaufschlagten Druckregler verbunden, der in Abhängigkeit von Schwankungen des Enddruckes Drucköl freigibt. Zwischen dem Druckregler und dem Hydraulikzylinder ist im Nebenschluß eine Öldrossei angeordnet, die die Druckimpulse des Druckreglers so ausgleicht, daß sich bei steigendem Enddruck im unteren Ringraum des Hydraulikzylinders kontinuierlich ein Schließdruck für die Drosselklappe aufbaut. Der als verlängerte Kolben 'ange ausgebildete Ventilstößel des als Doppelsitzventil ausgebildeten Abblasventiles trägt an seinem oberen Ende den Verstellhebel für die Drosselklappe und ist mit seinem unteren Ende

so gleitend in den Doppelsitzkegel eingeführt und mit diesem mittels eines Zylinderstiftes verbunden. Der von dem verdichteten Medium beiderseits beaufschlagte Doppelsitzkegel ist so ausgelegt, daß seine Ventilsitze kräftemäßig annähernd ausgeglichen sind, jedoch eine leichte Öffnungstendenz haben. Zwischen dem gleitend eingeführten Ventilstößel und dem Doppelsitzkegel ist eine Feder angeordnet, die eine axiale Bewegung des Doppelsitzkegels erlaubt. Die Bewegung wird begrenzt durch ein im Ventilstößel befindliches Langloch, in dem der Zylinderstift gleitet. Die durch die Feder bewirkte Vorspannung hält den Doppelsitzkegel auf dem der Länge des Langloches entsprechenden Federweg geschlossen. Die Länge des Langloches ist gleichzeitig bestimmend für den voreilenden Schließwinkel der Dros-

b5 selklappe.

Weitere Einzelheiten und die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung.

F i g. 1 zeigt schematisch einen zweistufigen Schraubenverdichter mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

F i g. 2 zeigt die kompakte Bauweise der Drosselklappe mit dem gemeinsamen hydraulischen Antrieb und dem Druckentlastungsventil.

Der zweistufige Schraubenverdichter 1 saugt das zu verdichtende Medium bei 2 an und gibt es bei 3 in das Versorgungsnetz. Die Leitung 4 verbindet die Druckaustrittsseite des Schraubenverdichters mit dem Abblasventil 5. Die Leitung 6 überträgt den wechselden Enddruck auf den Druckregler 7, der bei Druckanstieg als Folge geringerer Entnahme den bei 8 anstehenden Öldruck aus der zur Betriebsbereitschaft eines Schraubenverdichters gehörenden Druckölversorgung freigibt. Über den Auslaß 9 und die Leitung 10 wird der Ölstrom dem unteren Ringraum 11 des Hydraulikzylinders i2 zugeführt, wobei jedoch ein Teil über die im Nebenschluß angeordnete Öldrossel 13 und das auf Durchlaß geschaltete Magnetventil 14 in den Ölbehälter zurückgeführt wird. Der obere Ringraum 15 wird über die Leitung 16 ständig mit Drucköl verborgt. Da die untere Wirkfläche des Steuerkolbens 17 größer als die obere ist, würde bei jeder Freigabe von Drucköl durch den Druckregler 7 der Steuerkolben 17 sofort nach oben geführt und dadurch die im Ansaugstrom angeordnete Drosselklappe 18 betätigt. Es würde also eine sehr hohe Schalthäufigkeit eintreten, wenn nicht ein Ausgleich über die Öldrossel 13 erfolgen würde. Die Aufgabe der öldrossel 13 ist es, den von dem Druckregler 7 ausgehenden gleichgerichteten Ölstrom umzuwandeln in einen zwischen dem unteren Ringraum 11 und d-.;r Öldiossel 13 hin- und hergehenden Ölstrom. Damit wird bei steigender Tendenz des Enddruckes im unteren Ringraum 11 des Hydraulikzylinders 12 kontinuierlich ein Druck aufgebaut, der den Steuerkolben 17 nach oben bewegt und die Drosselklappe 18 in Richtung »Schließen« steuert.

Die Auswirkung auf das Abblasventil 5 wird nachfolgend beschrieben.

Da mit der Drosselung des Ansaugstromes der effektive Durchsatz des Schraubenverdichters reduziert wird, sinkt auch der Enddruck und der Druckregler 7 gibt weniger öl frei. Aus dem unteren Ringraum 11 des Hydraulikzylinders 12 erfolgt ein Rückfluß über die Öldrossel 33, weil der konstante Öhiruck im oberen Ringraum 15 den Steuerkolben 17 und damit die Drosselklappe 18 auf eine dem Enddruck angepaßte Stellung zurückführt.

Das Abblasventil S ist als Doppelsitzventil ausgcbildet, dessen Ventilsitze durch die beiderseitige Druckbeaufschkgung mit dem verdichteten Medium kräftemäßig annähernd ausgeglichen sind und eine leichte Öffnungstendenz besitzen. Der Ventilstößel 19, der die verlängerte Kolbenstange des Steuerkolbens 17 ist und an seinem oberen Ende den Verstellhebel 20 für die Drosselklappe 18 trägt, ist gleitend in den durch eine Feder 22 vorgespannten, axial beweglichen Doppelsitzkegel 21 eingeführt und mit diesem mittels Zylinderstift 24 verbunden.

Ein Langlöch 23 im Ventilstößel 19, in dem der Zylinderstift 24 gleitet, erlaubt der Feder einen bestimmten Federweg. Die Feder 22 ist so ausgelegt, daß der Doppelsitzkegel 21 bei dem der Länge des Langloches 23 entsprechenden Federweg das Abblasventil 5 geschlos- t5 sen hält.

Wird nun infolge \nsteigens des Enddruckes über den Druckregler 7 ein Ölstrom freigegeben, der über den Steuerkolben 17 die Drosselklappe 18 in Richtung »Schließen« steuert, bleibt das Abblasventil 5 auf einem der Länge des Langloches 23 entsprechenden Weg geschlossen, während die Drosselklappe 18 bereits einen bestimmten Schließwinkel erreicht hat. Erst bei Erreichen einer max. Temperatur in der Druckleitung wird das Magnetventil 14 über einen Thermostaten oder einen Druckverhältniswächter umgeschaltet, die Drosselklappe 18 geschlossen, der Doppelsitzkegel 21 angehoben und somit das Abblasventil 5 geöffnet Die Maschine läuft im Leerlauf. Das Wiedereinschalten auf Lastbetrieb erfolgt über den unteren Schaltpunkt eines Druckwächters.

Die mit der Drosselung des Ansaugstromes eintretende Änderung des Druckverhältnisses innerhalb der Anlage führt zu einer Erhöhung der Endtemperatur. Deshalb darf der Ansaugdruck durch Drosselung nur bis zur Erreichung der maximal zulässigen Endtemperatur des verdichteten Mediums reduziert werden.

Mit der erfindungsgemäßen Ausführung der Vorrichtung wird erreicht, daß die Drosselklappe 18 um den Winkel von der Offenstellung bis zu einer temperaturabhängigen Schließstellung betätigt werden kann, ohne daß das Abblasventil 5 geöffnet wird. Damit wird mit geringem Aufwand ein weiter Bereich der auftretenden Bel&»tungsänderungen erfaßt, ohne daß ein Energieverlust durch Abblasen des geförderten Mediums eintritt.

Zur Überwachung der Temperatur werden Thermostate oder Druckverhältniswächter eingesetzt, die bei Erreichen eines maximal zulässigen Wertes den Leerlauf über das Magnetventil 14 einleiten und die Maschine abschalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Fördermengenregelung mittels Drosselklappe und Abblasventil für ein- oder mehrstufige Schraubenverdichter oder Kombinationen von einstufigen Turboverdichtern mit ein- oder mehrstufigen Schraubenverdichtern mit einem gemeinsamen, eine Baueinheit bildenden Antrieb mit doppelt wirkendem Kolben und unterschiedlichen Kolbenflächen zur Betätigung der in der Ansaugleitung angeordneten Drosselklappe und des mit der Druckseite des Verdichters verbundenen Abblasventils, wobei die verlängerte Kolbenstange am oberen Ende den Verstellhebel für die Drosselklappe trägt und am unteren Ende als Ventilstößel mit dem Verschlußteil des Abblasventils verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das als Doppelsitzkegel (21) ausgebildete Verschlußteil des Abblasventils (5) aui dem Ventilstöße! (19) axial beweglich und mittels einer Feder (22) vorgespannt ist und d:c Bewegung durch eine Stift-Langloch-Verbindung (23, 24) in der Weise bestimmt ist, daß das Abblasventil (5) erst bei Erreichen eines bestimmten Schließwinkels der Drosselklappe (18) betätigt wird, und daß der Antrieb ölhydrauli'ch ist und der untere Ringraum (11) des Hydraulikzylinders (12) mit der Ölversorgung über einen durch eine Leitung (6) mit der Druckseite des Verdichters verbundenen und vom geförderten Medium beaufschlagten Druckregler (7) verbunihn ist, wobei zwischen dem Druckregler (7) und dem Hydraulikzylinder (12) im Nebenschluß eine öldrossei (13) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Drosselklappe (18) innerhalb des bestimmten Schließwinkels auch temperaturabhängig erfolgen kann, und daß bei Erreichen eines maximal zulässigen Temperaturwertes des geförderten Mediums über ein Magnetventil (14) die Drosselklappe (18) geschlossen und das Abblasventil (5) geöffnet wird.