DE3400545A1

DE3400545A1 - Anordnung zum steuern von schraubenverdichtern

Info

Publication number: DE3400545A1
Application number: DE19843400545
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Ott (FH), 8920 Schongau
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1983-01-13
Filing date: 1984-01-10
Publication date: 1984-07-19
Also published as: FR2539463A1; IT1173011B; GB8400310D0; AT378041B; IT8419131A0; JPS59188095A; GB2133585B; DE3400545C2; GB2133585A; ATA10283A

Description

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HOERBIGER VENTILWERKE AKTIENGESELLSCHAFT Braunhubergase· 25» A-1110 Wien (österra

Titel!

Anordnung zum Steuern von Schraubenverdichte

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Steuern von Schraubenverdichtern, insbesondere beim Anfahren und zur Leerlaufregelung, mit einem in die Saugleitung des Schraubenverdichters eingebauten Drosselventil zur Regelung der Fördermenge und einem Bypaßventil, das in eine das Drosselventil umgehende Bypaßleitung eingebaut 1st.

Bei der Regelung der Fördermenge von Schraubenverdichtern durch ein in die Saugleitung eingebautes Drosselventil

bejm Anfahren / ist es erforderlich, das Drosselventil'geschlossen zu halten, um eine plötzliche überlastung der Verdichteranlage und insbesondere auch des Antriebsmotors zu vermeiden. Es muß hingegen ein Durchgangsquerschnitt bestimmter Größe geöffnet oder offengehalten werden, damit sich rasch ein Druck aufbauen kann, der für die Kühlung durch Flüssigkeitseinspritzung und auch für die Verstellung des Drosselventils notwendig 1st.

Um bei geschlossenem Drosselventil den erforderlichen Durchgangsquerschnitt offen zu halten, ist es bekannt, das Drosselventil undicht auszubilden, z.B. durch Anordnung einer verstellbaren Anschlagschraube für das Verschlußstück des Drosselventils, insbesondere für die Drosselklappe, oder einer kleinen Durchgangsöffnung in der Drosselklappe selbst. Diese Maßnahmen können jedoch bei Verdichteranlagen, die dauernd unter Netzdruck stehen, bei denen also das die RUckströmung des verdichteten Mediums verhindernde Rückschlagventil in der Saugleitung und nicht hinter dem Verdichter 1n der Druckleitung angeordnet 1st, nicht angewendet werden, weil bei diesen die Saugleitung bei stehendem Verdichter dicht abgeschlossen sein muß. Weiterhin 1st nachteilig, daß der Durchgangsquerschnitt dieser Durchgangsöffnungen an unterschiedliche Betriebszustände des Verdichters nicht angepaßt werden kann.

Ähnliche Nachteile weist auch die weiterhin bekannte Anordnung auf, bei der als Bypaßventil ein Magnetventil vorgesehen 1st, das während des Anlaufens des Schraubenverdichters geöffnet und nach dem Anlaufen geschlossen wird. .Außerdem sind bei dieser Anordnung für die Steuerung des Magnetventils zusätzliche elektrische Einrichtungen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Anordnungen zum Steuern von Schraubenverdichtern so zu verbessern, daß bei stehendem Verdichter die Saugleitung sicher abgeschlossen ist, beim Anfahren und im Leerlaufbetrieb hingegen unterschiedlich große Durchgangsquerschnitte durch das Bypaßventil freigegeben werden.

Mit der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchgangsquerschnitt des Bypaßventüs 1n wenigstens zwei Stufen verstellbar 1st und 1n die Bypaßleitung ein Rückschlagventil eingebaut 1st, das eine Rlickströmung des Mediums durch die Bypaßleitung gegen die Ansaugrichtung sperrt. Durch die Verwendung eines so ausgebildeten Bypaßventils wird auf einfache Welse erreicht, daß bei durch das zur Regelung der Fördermenge dienende Drosselventil dicht abgeschlossener Saugleitung über die Bypaßleitung beim Anfahren des Verdichters ein verhältnismäßig großer Durchgangsquerschnitt freigegeben werden kann, der einen raschen Druckaufbau ermöglicht, und daß im Leerlaufbetrieb durch Verkleinerung des Durchgangsquerschnittes eine ausreichende Drosselwirkung erzielt wird, um einen Unterdruck und eine damit verbundene kleine Leistungsaufnahme durch den Antriebsmotor zu erreichen. Das 1n die Bypaßleitung eingebaute Rückschlagventil verhindert ein Rückströmen des verdichteten Mediums 1n die Saugleitung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Bypaßventil zugleich als Rückschlagventil ausgebildet sein. Es ist dann lediglich ein einziges Ventil in der Bypaßleitung erforderlich, das die gewünschte Aufgabe erfüllen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Bypaßventil ein vorzugsweise aus einer Kugel bestehendes Verschlußstück auf, das durch eine Rückstellfeder auf seinen Ventilsitz gedrückt 1st, dem ein 1n Offnungsrichtung des Verschlußkörpers verstellbarer Hubanschlag gegenüberliegt. Es handelt sich hier um eine einfache Ventilbauart, die praktisch

nur aus DrehteHen besteht und alle Anforderungen 1m Rahmen der erfindungsgemäßen Anordnung vorteilhaft erfüllen kann. Der Hubanschlag kann hiebei aus einem 1m Ventilgehäuse verschiebbar geführten Stößel bestehen, der in öffnungsrichtung des Verschlußkörpers durch eine Feder und gegen die Kraft der Feder über eine Membrane oder einen Kolben durch ein Druckmittel verstellbar 1st. Dadurch ist auch eine einfache Betätigung des Bypaßventils möglich.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann welter dadurch ausgestaltet werden, daß der Durchgangsquerschnitt des Bypaßventils durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem hinter dem Verdichter herrschenden Netzdruck verstellbar 1st, wobei für den Anfahrvorgang des Verdichters ein größerer Durchgangsquerschnitt und für den Leerlaufbetrieb ein kleinerer, vorzugweise einstellbarer Durchgangsquerschnitt wählbar 1st. Dabei wird bei einer Änderung des Betriebszustandes des Verdichters selbsttätig auch das Bypaßventü auf den für den jeweiligen Betriebszustand, z.B. für das Anfahren oder für den Leerlaufbetrieb, erforderlichen Durchgangsquerschnitt umgeschaltet. Zusätzlich zu dieser Umschaltung kann auch noch eine Einstellmöglichkeit für den Durchgangsquerschnitt vorgesehen sein, z.B. durch gegenseitiges Verschrauben von Abschnitten des Ventilgehäuses.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der . erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. F1g. 1 zeigt das schematische Schaltbild einer Verdichteranlage, die mit der erfindungsgemäßen Anordnung zum Steuern versehen ist. Die Fig. 2 und zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bypaßventils

1n verschiedenen Schaltstellungen 1m axialen Mittelschnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Verdichteranlage besteht aus einem Schraubenverdichter 1, dessen Saugleitung mit 2 und dessen Druckleitung mit 3 bezeichnet 1st. In die Saugleitung ist ein Drosselventil 4 eingebaut, das zur Regelung der Fördermenge dient und von einer Regeleinrichtung 5 verstellt wird, der über eine Regelleitung 6 der Druck des verdichteten Mediums als Regelgröße zugeführt wird. In die Druckleitung 3 ist hinter dem Verdichter zunächst ein ölbehälter 7 eingesetzt, von dem eine öleinspritzleitung 8 zum Verdichter 1 zurückführt. Außerdem 1st 1n die Druckleitung 3 ein Druckbehälter 9 eingesetzt, von dem die Verbraucherleitung 10 wegführt.

Das Drosselventil 4 und ein in die Saugleitung 2 noch eingesetztes Rückschlagventil 11 sind durch eine Bypaßleitung überbrückt, in die gleichfalls ein Rückschlagventil 13 und ein Bypaßventil 14 eingebaut sind. Das Bypaßventil 14 ist mittels einer Steuereinrichtung 15 verstellbar, die in eine Steuerleitung

16 eingeschaltet 1st, welche vom Druckbehälter 9 zum Bypaßventil 14 geführt 1st.

Die F1g. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Bypaßventiles 14. Dieses besitzt ein aus zwei Gehäuseabschnitten

17 und 18 bestehendes Ventilgehäuse, die durch ein Gewinde 19 miteinander verschraubt sind. Im unteren Gehäuseabschnitt 18 befindet sich ein Ventilsitz 20 mit einem Durchgangskanal 21, der von einer Kugel 22 als VentilverschlußstUck gesteuert 1st. Seitlich ist 1m unteren Gehäuseabschnitt 18 ein Ausgangskanal angeordnet. Die Kugel 22 ist durch eine schwache Rückstellfeder

belastet, die sie auf den Ventilsitz 20 drückt. Der üffnungs hub der Kugel 22 ist durch einen Stößel 25 begrenzt, der im

gegen die Kraft einer Feder 26 verschiebbar oberen Gehäuseabschnitt 17 'geführt ist und mit einem verbreiterten Kopfteil 27 an einer Membran 28 anliegt. Durch Zuführung von Druckmittel durch einen Steuerkanal 29 kann die Membran nach unten gegen den Stößel 25 verstellt werden, bis der Kopfteil 27 an einem Anschlag 30 im oberen Gehäuseabschnitt 17 anschlägt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Die Wirkungswelse der beschriebenen Anordnung 1st folgende: Beim Anfahren des 1n Fig. 1 gezeigten Schraubenverdichters 1 ist das Drosselventil 4 zunächst geschlossen. Bei druckloser Verdichteranlage, z.B. beim erstmaligen Anfahren oder nach längerem Stillstand, kann das Drosselventil 4 auch nicht geöffnet werden, weil im Druckbehälter 9 der erforderliche Mediumsdruck für die Betätigung des Drosselventils 4 über die Regeleinrichtung 5 nicht vorhanden ist. Trotzdem ist es erforderlich, rasch einen ausreichend großen Durchgangsquerschnitt 1n der Saugleitung zu öffnen, damit sich ein Betätigungsdruck aufbauen kann und auch die Schmierung des Verdichters 1 aus dem ölbehälter 7 über die öleinspritzleitung 8 sichergestellt wird. Zu diesem Zweck 1st die Bypaßleitung 12 vorgesehen. Das in diese eingebaute Bypaßventil 14 1st dauernd offen, so daß der erforderliche Durchgangsquerschnitt für das Anfahren zur Verfügung steht.

Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist der Öffnungshub der Ventilkugel 22 des Bypäßventiles 14 in zwei Stufen verstellbar. Wenn durch den Steuerkanal 29 kein Druckmedium zugeführt wird, befindet sich der Stößel 25 in seiner oberen End-

lage, so daß die VentHkugel 22 Ihren vollen Hub ausführen kann und das Bypaßventil 14 einen entsprechend großen Durchgangsquerschnitt freigibt. Wird hingegen durch den Steuerkanal 29 Druckmedium zugeführt, dann verschiebt sich der Stößel 25 gemäß Fig. 3 nach unten, wodurch der Hub der Ventilkugel 22 und mit diesem auch der Durchgangsquerschnitt durch das Bypaßventil 14 verringert wird. Die beschriebene Verstellung des Durchgangsquerschnittes des Bypaßventiles 14 erfolgt bei der Anordnung nach Fig. 1 durch die Steuereinrichtung 15 in Abhängigkeit vom jeweiligen Druck 1m Druckbehälter 9.

Wenn der Druckbehälter 9 drucklos ist oder einen verhältnismäßig geringen Druck aufweist, 1st auch der Steuerkanal 2 des Bypaßventiles 14 drucklos, so daß dieses den größeren Durchgangsquerschnitt freigibt. Diese Stellung nimmt das Bypaßventil 14 ein, wenn der Verdichter 1 stillsteht oder gerade anfahren soll. Das Bypaßventil 14 gibt dann während des Anfahrvorganges, solange das Drosselventil 4 noch geschlossen ist, einen ausreichend großen Durchgangsquerschnitt frei, um einen raschen Druckaufbau und eine ausreichende Schmierung des Verdichters 1 sicherzustellen. Wenn bei steigendem Druck 1m Druckbehälter 9 der gewünschte Höchstdruck erreicht 1st, wird der Verdichter 1 auf Leerlauf geschaltet. Im Leerlaufbetrieb ist das Drosselventil 4 geschlossen. Es darf aber die Saugleitung 2 nicht zur Gänze abgeschlossen werden, da sonst keine ausreichende Schmierung des Verdichters 1 erfolgen würde. Der verbleibende Ansaugquerschnitt soll jedoch möglichst klein, jedenfalls aber kleiner als der Ansaugquerschnitt während des Anlaufens der

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Verdichteranlage sein. Um dies zu erreichen, wird das Bypaßventil 14 durch die Steuereinrichtung 15 in die 1n Fig. 3 gezeigte Stellung umgeschaltet, in der sich der Stößel 25 1n seiner unteren Endlage befindet und der Hub der Ventilkugel 22 entsprechend verringert ist. Die genaue Größe des gewünschten Durchgangsquerschnittes durch das Bypaßventil 14 kann durch gegenseitiges Verschrauben der Gehäuseabschnitte 17 und 18 mit Hilfe des Gewindes 19 genau eingestellt werden.

Das angesaugte Medium strömt sowohl beim Anfahren als auch im Leerlaufbetrieb in Richtung der in den Fig. 2 und 3 eingezeichneten Pfeile durch das Bypaßventil 14. Da die Vent1 Ίkugel 22 durch die Rückstellfeder 24 gegen den Ventilsitz belastet ist, wirkt das Bypaßventil 14 zugleich als Rückschlagventil, das die Zurückströmung des Mediums durch die Bypaßleitung 12 verhindert. Das gemäß den Fig. 2 und 3 ausgebildete Bypaßventil 14 ersetzt somit das in Fig. 1 in der Bypaßleitung 12 eingezeichnete Rückschlagventil 13, so daß dieses entfallen kann.

Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche;

1. Anordnung zum Steuern von Schraubenverdichtern, insbesondere beim Anfahren und zur Leerlaufregelung, mit einem in die Saugleitung des Schraubenverdichters eingebauten Drosselventil zur Regelung der Fördermenge und einem Bypaßventil, das in eine das Drosselventil umgehende Bypaßleitung eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangsquerschnitt des Bypaßventils (14) 1n wenigstens zwei Stufen verstellbar 1st und in die Bypaßleitung (12) ein Rückschlagventil (13) eingebaut 1st, das eine Rückströmung des Mediums durch die

Bypaßleitung (12) gegen die Ansaugrichtung sperrt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypaßventil (14) zugleich als Rückschlagventil ausgebildet 1st (Fig.2 u.3).

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Bypaßventil (14) ein vorzugsweise aus einer Kugel (22) bestehendes Verschlußstück aufweist, das durch eine Rückstellfeder (24) auf seinen Ventilsitz (20) gedrückt 1st, dem ein 1n Öffnungsrichtung des Verschlußkörpers verstellbarer Hubanschlag (25) gegenüberliegt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanschlag aus einem im Ventilgehäuse (17,18) verschiebbar geführten Stößel (25) besteht, der 1n üffnungsrichtung des Verschlußkörpers (22) durch eine Feder (26) und gegen die Kraft der Feder (26) über eine Membrane (28) oder einen Kolben durch ein Druckmittel verstellbar 1st.

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5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangsquerschnitt des Bypaßventils (14) durch eine Steuereinrichtung (15) 1n Abhängigkeit von dem hinter dem Verdichter (1) herrschenden Netzdruck verstellbar 1st, wobei für den Anfahrvorgang des Verdichters (1) ein größerer Durchgangsquerschnitt (F1g.2) und für den Leerlaufbetrieb ein kleinerer, vorzugsweise einstellbarer Durchgangsquerschnitt (Fig.3) wählbar ist.