DE3001185A1

DE3001185A1 - Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE3001185A1
Application number: DE19803001185
Authority: DE
Inventors: Josef Ott
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1979-02-12
Filing date: 1980-01-15
Publication date: 1980-08-21
Also published as: GB2041450B; BE881459A; ATA104379A; IT8019546A0; GB2041450A; AT361601B

Description

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Patentinhaber: HOERBIGER VENTILWERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Wien XI, Braunhubergasse 23 (Österreich)

Gegenstand: Steuereinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung, insbesondere für die Kühlflüssigkeit von Schrauben- und Vielzellenverdichtern mit Flüssigkeitseinspritzung.

Bei Schrauben- und Vielzellenverdichtern ist es erforderlich, die zum Kühlen und Abdichten des Spaltes zwischen dem Rotor und dem Verdichtergehäuse in den Verdichter eingespritzte Flüssigkeit zu steuern. Es muß eine Absperreinrichtung vorgesehen werden, die beim Abschalten des Verdichters die Flüssigkeitseinspritzung unterbricht, um ein überfluten des Verdichters mit der noch unter Druck stehenden Kühlflüssigkeit zu verhindern. Weiterhin muß sichergestellt werden, daß die Absperreinrichtung sofort nach Anlauf des Verdichters die Flüssigkeitszufuhr freigibt, um ein Anreiben der Rotortelle im Verdichtergehäuse zu verhindern. Außerdem ist zwischen dem

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Verdichter und dem diesem nachgeschalteten Druckbehälter ein Absperrventil erforderlich, das nach dem Abstellen des Verdichters selbsttätig ein Zurückströmen des verdichteten Mediums in den Verdichter und durch die Ansaugleitung ins Freie verhindert. Es kann aber erforderlich sein, den die Flüssigkeitseinspritzung bewirkenden Mediumsdruck oder auch den Druck im Druckbehälter bei abgeschaltetem Verdichter abzubauen. Hiefür ist.eine weitere Absperreinrichtung erforderlich, welche die Druckleitung oder auch den Druckbehälter mit der freien Atmosphäre oder der Saugseite des Verdichters verbindet.

Für die Ausführung dieser verschiedenen Funktionen sind Anordnungen bekannt, die aus gesonderten Steuer- und Absperrventilen bestehen. Die einzelnen Ventile müssen durch Leitungen miteinander verbunden werden. Da die einzelnen Ventile oft unterschiedliche Anschlüsse aufweisen, sind Reduzier- und Ubergangsverbindungen erforderlich. Dies ergibt einen großen Aufwand. Außerdem ist eine erhebliche Anzahl von Dichtstellen für die unter hohem Druck stehende Kühlflüssigkeit vorhanden, wodurch die Störanfälligkeit wesentlich erhöht wird, insbesondere wenn der Verdichter nicht stationär angeordnet und die Anlage Schwingungen ausgesetzt ist.

Ferner sind Steuereinrichtungen bekannt, bei denen die erforderlichen Funktionen von elektrischen Druckschaltern, Zeitschaltwerken und Magnetventilen ausgeführt werden. Auch diese Anordnungen sind aufwendig, insbesondere weil zusätzlich elektrische Leitungen und ein Stromanschluß erforderlich sind. Die elektrischen Geräte sind außerdem störanfällig.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den kon= struktiven Aufwand bei einer derartigen Steuerung und die An= zahl von störanfälligen Dichtstellen erheblich zu verringern sowie außerdem auch die Funktion der Steuereinrichtung zu verbessern.

Durch die Erfindung'wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem gemeinsamen Ventilgehäuse ein in die Druckleitung des Verdichters eingebautes Rückschlagventil und ein durch das verdichtete Medium betätigter Kolbenschieber, der die zum Verdichter führende Einspritzleitung für die Kühlflüssigkeit steuert, angeordnet sind. Es handelt sich hiebei um ein ein= faches Gerät, das alle erforderlichen Funktionen ausführen kann. Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Ventilen und insbesondere störanfällige Dichtstellen sind hiebei weitgehend vermieden, wodurch die Betriebssicherheit der Steuereinrichtung und damit der gesamten Verdichteranlage wesentlich verbessert ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ventilgehäuse unmittelbar an das Verdichtergehäuse an= gebaut. Dadurch entfallen auch Verbindungsleitungen zwischen dem Verdichter und der Steuereinrichtung, die mit dem Verdichter eine in sich abgeschlossene Baueinheit bildet»

Der Kolbenschieber kann erfindungsgemäß in einer Richtung von einer Rückstellfeder, die ihn in die Endlage drückt, in der er die Einspritzleitung absperrt, und in der anderen Richtung vom Druck des verdichteten Mediums beaufschlagt sein.Bei dieser Anordnung wird die Einspritzleitung durch die

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Wirkung der Rückstellfeder geschlossen gehalten, solange der Verdichter stillsteht. Sobald sich aber ein Druck aufbaut, wird die Einspritzleitung unverzüglich freigegeben, so daß Kühlflüssigkeit zugeführt wird.

Eine einfache Bauart der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ergibt sich, wenn das Rückschlagventil 'und der* Kolbenschieber längs einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, vorzugsweise in einer gemeinsamen Gehäusebohrung hintereinanderliegend, wobei zwischen ihnen ein Endanschlag für den Kolbenschieber vorgesehen ist. Der Kolbenschieber kann aber auch in einem zur Achse des Rückschlagventils quer verlaufenden Kanal angeordnet sein und einen die Druckleitung des Verdichters diametral durchsetzenden Fortsatz aufweisen, der die Endlage des Kolbenschiebers bestimmt. In diesem Fall weist die Steuereinrichtung eine kürzere Baulänge auf.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung besteht darin, daß der Zylinderraum an einem Ende des Kolbenschiebers mit der Druckleitung des Verdichters und der Zylinderraum am anderen Ende des Kolbenschiebers über einen eigenen Kanal mit der Saugseite des Verdichters in Verbindung steht. Mit dieser Anordnung wird sichergestellt, daß auch beim Anlaufen des Verdichters mit geschlossener Ansaugleitung die Zufuhr der Kühlflüssigkeit rechtzeitig erfolgt. Der hiebei an der Saugseite des Verdichters entstehende Unterdruck unterstützt die Öffnungsbewegung des Kolbenschiebers, so daß dieser die Einspritzleitung freigibt, bevor in der Druckleitung der volle Verdichterdruck herrscht,

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Gemäß der Erfindung kann der Kolbenschieber außer der Einspritzleitung eine EntÜUftungsleitung steuern, die in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil aus der Druckleitung in die freie Atmosphäre oder zur Saugseite des Verdichters führt. Bei dieser Ausgestaltung wird zugleich mit dem Öffnen der Einspritzleitung für die Kühlflüssigkeit die Entlüftungsleitung der Druckseite des Verdichters geschlossen, so daß sich der für die Einspritzung der Kühlflüssigkeit erforderliche Druck rasch aufbauen kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind. Flg. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Schraubenverdichter mit einer an diesen angebauten erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Variante der Steuereinrichtung.

In beiden Ausführungsbeispielen besitzt die Steuereinrichtung ein Gehäuse 1, das an das Verdichtergehäuse 2 eines Schraubenverdichters unmittelbar angebaut ist. Gemäß Fig. 1 weist der Schraubenverdichter eine Saugleitung 3, einen Rotor und eine Druckleitung 5 auf, die sich im Gehäuse 1 der Steuereinrichtung fortsetzt. In Fig. 2 ist das Verdichtergehäuse 2 nur teilweise dargestellt. Das zu verdichtende Medium wird durch die Saugleitung 3 angesaugt, durch Drehung des Rotors verdichtet und in die Druckleitung 5 im Gehäuse 1 der Steuereinrichtung gefördert.

In die Druckleitung 5 ist ein Rückschlagventil 6 ein-

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gebaut, das aus einer Verschlußscheibe 7, einer Schließfeder 8 und einem diese abstützenden Haltering 9 besteht. Das verdichtete Medium wird durch das Rückschlagventil 6 hindurch in Richtung des Pfeiles 10 in einen nicht dargestellten Druckbehälter gefördert. Im Gehäuse 1 ist außerdem ein Kolbenschieber 11 angeordnet, der eine Einspritzleitung 12 steuert, die zum Verdichter führt und die Zuführung einer Kühlflüssigkeit zum Rotor 4 ermöglicht, wenn sich dieser dreht. Die Kühlflüssigkeit wird über eine Zuleitung 13 von außen dem Kolbenschieber 11 zugeführt. Die als Eindrehung ausgebildete Steuerkammer des Kolbenschiebers ist mit 14 bezeichnet. Das eine Ende des Kolbenschiebers 11, u.zw. das in der Zeichnung rechts dargestellte Ende, steht mit der Druckleitung 5 in offener Verbindung. Der Zylinderraum 15 am anderen Ende des Kolbenschiebers 11 ist hingegen abgeschlossen und nur über einen Kanal 16 mit der Saugseite des Verdichters verbunden. Im Zylinderraum 15 ist außerdem eine Rückstellfeder 17 angeordnet, die den Kolbenschieber 11 in eine Endlage drückt, in welcher die Einspritzleitung 12 geschlossen 1st. Ein in Fig. 1 als Stift ausgebildeter Endanschlag 18 sichert diese Endlage. Gemäß Fig. 2 1st hingegen der Kolbenschieber 11 mit einem Fortsatz 19 versehen, der die Druckleitung 5 diametral durchsetzt und so die Endlage des Kolbenschiebers 11 bestimmt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1· sind das Rückschlagventil 6 und der Kolbenschieber 11 in einer gemeinsamen Gehäusebohrung hintereinanderliegend angeordnet, wogegen gemäß Fig. 2 die Druckleitung 5 das Gehäuse 1 der Steuereinrichtung geradlinig durchsetzt und der Kolben-

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schieber 11 dazu quer verläuft.

Wenn der Verdichter nicht angetrieben wird, der Rotor 4 also stillsteht, herrscht im Verdichtergehäuse 2 der gleiche Druck. Der Kolbenschieber 11 hält die Einspritz= leitung 12 geschlossen, so daß die in der Zuleitung'13 unter Druck stehende Kühlflüssigkeit nicht in den Verdichter gelangen kann. Dadurch wird verhindert, daß die Kühlflüssigkeit den Verdichter bei stehendem Rotor überflutet und durch die Saugleitung 3 ins Freie gelangt. Die Saugleitung 3 kann mit einer nicht dargstellten Verschlußeinrichtung versehen sein. Der Verdichter kann mit offener oder mit geschlossener Saugleitung 3 angefahren werden.

Wenn der Verdichter mit offener Saugleitung 3 anläuft, baut sich als Folge der Vollförderung in der Druckleitung 5 vor dem Rückschlagventil 6 rasch ein Druck auf, dessen Größe vom Durchströmwiderstand des Rückschlagventiles 6 abhängt. Dieser Druck wirkt unmittelbar auf die rechte Stirnseite des Kolbenschiebers 11, Die Steuereinrichtung ist so ausgelegt, daß dieser Druck ausreicht, um den Kolbenschieber 11 gegen die Kraft der Rückstellfeder 17 in seine linke Endlage zu verschieben. Dadurch wird die Einspritzleitung 12 freigegeben, so daß die Kühlflüssigkeit aus der Zuleitung 13 durch die Steuerkammer 14 und die Einspritzleitung 12 hindurch zum Rotor 4 in den Verdichter gelangen kann. Die Kühlflüssigkeit verhindert eine überhitzung des Rotors 4 und dient zugleich zur Abdichtung des Rotors 4 im Verdichtergehäuse 2 und auch zur Schmierung„ Wenn der Verdichter dagegen mit geschlossener Saugleitung 3 an-

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gefahren wird, baut sich In der Druckleitung 5 zwar kein für die Betätigung des Kolbenschiebers 11 ausreichender Druck auf. Es entsteht aber an der Saugseite des Verdichters ein Unterdruck, der durch den Kanal 16 hindurch in den am linken Ende des Kolbenschiebers 11 liegenden Zylinderraum 15 übertragen wird. Dieser Unterdruck führt dazu, daß auch in diesem Fall der Kolbenschieber 11 sogleich nach dem Anlaufen des Rotors 4 in seine linke Endlage verschoben und dadurch die Einspritzleitung 12 freigegeben wird. Die Steuereinrichtung stellt also auch in diesem Fall eine rechtzeitige Kühlung und Schmierung des Verdichters sicher. Wenn der Verdichter abgestellt wird, baut sich der Druck in der Druckleitung 5 durch die Saugleitung 3 hindurch ab, worauf die Rückstellfeder 17 den Kolbenschieber 11 in die rechte Endlage zurückbringt, in welcher dieser die Einspritzleitung 12 verschließt, so daß die weitere Zuführung von Kühlflüssigkeit verhindert wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Variante der Steuereinrichtung steuert der Kolbenschieber 11 außer der Einspritzleitung 12 eine EntlUftungsleitung 20, die in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil 6 aus der Druckleitung 5 abzweigt.

Der Kolbenschieber 11 besitzt hiezu eine weitere Steuerkammer 21,

durch
Die EntlUftungsleitung 20 führt/diese Steuerkammer hindurch und mündet durch einen Kanal 22 ins Freie. Der Kanal 22 könnte auch in die Saugleitung 3 des Verdichters zurückgeführt sein, allenfalls auch durch den Zylinderraum 15 des Kolbenschiebers 11 hindurch. In der in Fig. 2 gezeigten Stellung wird der an die Druckleitung 5 des Verdichters angeschlossene Druckbehälter

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durch die Entlüftungsleitung 20 und den Kanal 22 hindurch entlüftet." Sobald sich in der Druckleitung 5 vor dem Rückschlagventil 6 ein Druck aufbaut, unterbricht jedoch der Kolbenschieber 11 die Verbindung zwischen der Entlüftungsleitung 20 und dem Kanal 22, so daß sich im Druckbehälter ein Druck aufbauen kann. Unmittelbar nach dem Abstellen des Verdichters kehrt der Kolbenschieber 11 unter Einwirkung der Rückstellfeder 17 in die rechte Endlage zurück, in der er durch die Steuerkammer 21 hindurch die Entlüftungsleitung 20 mit dem Kanal 22 verbindet. Die Steuereinrichtung bewirkt also in diesem Fall auch eine Druckentlastung des

ι Druckbehälters.

Patentansprüche:

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Claims

Köln, den 14.1.1980 Patentanwälte Reg.-Nr.: Hr 241 S ?S:P Arm. ·. dosrtlßer Ventilwerke S S Sr · ^fK!Cl<£ Aktiengesellschaft UJPL-INk.ΛOLLBACH _ ^. Braunhubergasse 23, Wien XI aA ^ (Österreich) Titel: Steuereinrichtung Patentansprüche; 3001185

1.) Steuereinrichtung, insbesondere für die Kühlflüssigkeit von Schrauben- und Vielzellenverdichtern mit Flüssigkeitseinspritzung, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (1) ein in die Druckleitung (5) des Verdichters eingebautes Rückschlagventil (6) und ein durch das verdichtete Medium betätigter Kolbenschieber (11), der die zum Verdichter führende Einspritzleitung (12) für die Kühlflüssigkeit steuert, angeordnet sind.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehäuse (1) unmittelbar an das Verdichtergehäuse (2) angebaut ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (11) in einer Richtung von einer Rückstellfeder (17), die ihn in die Endlage drückt, in der er die Einspritzleitung (12) absperrt, und in der anderen Richtung vom Druck des verdichteten Mediums beaufschlagt ist.

4« Steuereinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (6) und der Kolbenschieber (11) längs einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, vorzugsweise In einer gemeinsamen GehäuseTDohrung hintereinander! legend, wobei zwischen Ihnen ein Endanschlag (18) für den Kolbenscliieber ζ 1 T) vorgesehen ist.

5. Steuereinrichtung .nach Anspruch 1,2 oder 3,dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber {11) in einem zur Achse

des Rückschlagventils (6) quer verlaufenden Kanal angeordnet ist und einen die Druckleitung (5) des Verdichters diametral durchsetzenden Fortsatz (19) aufweist, der die Endlage des Kolbenschiebers (11) bestimmt.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum an einem Ende des Kolbenschiebers (11) mit der Druckleitung (5) des Verdichters und der andere Zylinderraum (15) am anderen Ende des Kolbenschiebers (11) über einen eigenen Kanal (16) mit der Saugseite des Verdichters in Verbindung steht.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (11) außer der Einspritzleitung (12) eine Entlüftungsleitung (20) steuert, die in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil (6) aus der Druckleitung (5) in die freie Atmosphäre oder zur Saugseite des Verdichters führt.

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