DE447636C

DE447636C - Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl von Kraftmaschinen, insbesondere von Kreiselverdichtern

Info

Publication number: DE447636C
Application number: DEA48433D
Authority: DE
Original assignee: Escher Wyss Maschinenfabriken AG
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Publication date: 1927-08-01

Description

Es sind Vorrichtungen zum Regeln der Drehzahl von Kraftmaschinen bekannt, welche zwei Zahnradpumpen zum Fördern von Hilfsflüssigkeiten aufweisen. Eine solche Vorrichtung ist in Abb. 1 der beiliegenden Zeichnung gezeigt, in welcher 1 die eine der beiden Zahnradpumpen bezeichnet. Diese Pumpe ι wird von der zu regelnden, in der Abbildung nicht dargestellten Maschine angetrieben und macht infolgedessen die Drehzahlschwankungen dieser Maschine mit. Die Pumpe ι preßt Druckflüssigkeit durch eine Blende 2, vor der sich die Drehzahlschwankungen der Pumpe 1 als Druckschwankungen geltend machen. Diese Druckschwankungen wirken auf einen von einer Zugfeder 5 beeinflußten Stempel 4 ein, an dem eine 'dichtende Membran 6 befestigt ist. Die zweite Pumpe ist in der Abbildung mit 7 bezeichnet und... so fördert Hilfsflüssigkeit in einen Raum 8. Dieser ist mit einer Düsenöffnung 9 versehen, welche vom federbelasteten Stempel 4 eines Servomotors so gesteuert wird, daß mit steigendem Druck vor der Blende 2, also mit steigendem Druck in einer Kammer 10, die von der Pumpe 7 geförderte Hilfsflüssigkeit leichter durch die Öffnung 9 abfließen kann, so daß der Druck im Raum 8 mit steigender Drehzahl der Kraftmaschine sinkt. Dieser Raum 8 steht mit einem oberhalb eines Kolbens 11 gelegenen Raum 12 in Verbindung, während auf die untere Seite des Kolbens 11 der hinter der Blende 2 vorhandene Druck sowie eine Feder 13 einwirken. Der Kolben 11 steht mit dem nicht gezeigten eigentlichen Regulierglied (Einlaßventil) der zu regelnden Kraftmaschine in Wirkungsverbindung. Beim Sinken des Drukkes im Raum 8 bekommt die Feder 13 das Übergewicht und drängt dann den Kolben 11 nach aufwärts, so daß das Regulierglied der Kraftmaschine im Sinne einer Drehzahlverminderung bewegt wird. Eine Schraube 14, welche die Feder 5 stärker oder schwächer zu spannen gestattet, ermöglicht ein Einstellen der Drehzahl.

Zweck der Erfindung ist nun, bei einer

Regelungsvorrichtung der beschriebenen Art die eine der zwei Pumpen zum Fördern von Hilfsflüssigkeit entbehrlich zu machen. Zur Erzielung dieser Vereinfachung strömt erfindungsgemäß ein Teil der Hilfsflüssigkeit, welche von der mit der Drehzahl der zu regelnden Maschine laufenden Pumpe gefördert' wird, durch eine Hilfsdrosselvorrichtung nach dem mit der Düsenöffnung versehenen Raum, von dessen Flüssigkeitsdruck die Stellung des eigentlichen Reguliergliedes der Maschine abhängig ist.

Auf den beiliegenden Zeichnungen sind Ausführungen der Erfindung beispielsweise und zum Teil schematisch veranschaulicht. Es zeigt:

Abb. 2 eine erste Ausführung einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Abb. 3 Schaukurven, die zur Erläuterung der Wirkungsweise der in Abb. 2 gezeigten Ausführung dienen,
Abb. 4 eine zweite und

_Afob. 5 eine dritte Ausführung nach der Erfindung.

Die in Abb. 2 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Abb. 1 gezeigten nur dadurch, daß keine Pumpe 7 vorhanden und daß der Raum io, in den die von der zu regelnden Maschine angetriebene Pumpe 1 fördert, durch einen Kanal 15, in den eine als Hilfsdrosselvorrichtung wirkende Blende 16 eingebaut ist, mit dem Raum 8 verbunden ist. Alles andere ist genau so ausgebildet wie bei den bisherigen bekannten Ausführungen.

Die Schaukurven der Abb. 3 zeigen in einem rechtwinkligen Koordinatensystem das Verhalten des Druckes P₁ im Raum 10 und des Druckes p₂ im Raum 8 in Funktion der Drehzahl η der zu regelnden Maschine.

Bei kleinen Geschwindigkeiten η schließt vorerst der Stempel 4 die Düsenöffnung 9 ab, und es steigen dann P₁ und p₂ gleich an, d. h. go es ist dann P₁ = p₂. Dieser Zustand wird durch die Kurve α veranschaulicht, und es dauert dies so lange an, bis die auf den Stempel 4 wirkenden Drücke P₁ und p₂ die Feder 5 überwinden, was im Punkt p der Fall ist. Es strömt alsdann nicht nur durch die Blende 2, sondern auch durch die Düsenöffnung 9 Hilfsflüssigkeit ab. Das Ansteigen des Druckes p_x · wird dadurch verlangsamt, was in Abb. 3 durch die Kurve b veranschaulicht wird, und der Druck p₂ nimmt mit steigender Drehzahl η vom Punkt p an ab, was durch die

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Kurve c veranschaulicht wird. Die Punkte p_t und p„ der Kurve c sollen den Drücken p₂ entsprechen, die in der untersten bzw. obersten Lage des Kolbens 11 vorhanden sind. Die Projektionen P₁' und p„' auf die w-Achse des Koordinatensystems lassen die Drehzahlschwankungen zwischen Leerlauf und Vollast der zu regelnden Maschine erkennen. Ist der Abstand der Punkte P₁ bzw. p„ von der

ίο »-Achse gegeben, so fällt die bleibende Ungleichförmigkeit um so größer aus, je flacher die Kurve c verläuft. Ist ferner der Punkt p gegeben, so ist das Verhältnis der Blenden 2 und 16 maßgebend für die Steilheit der Kurve c. Große Steilheit wird erreicht, wenn die Blende 16 klein im Vergleich zur Blende 2 ist.

Ein anderes Mittel zur Vergrößerung der Steilheit der Kurve c ist in der Ausführung nach Abb. 4 gezeigt, bei welcher der Stempel 4 mit einer Bohrung 17 versehen ist, die den Raum 8 mit einem Raum 18 unterhalb des Stempels 4 verbindet. Der in dem Raum 8 bzw. 18 herrschende Druck p₂ der Hilfsflüssigkeit ergibt eine nach oben wirkende Resultierende, da das in den Raum 18 ragende Stempelende eine größere Stirnfläche 18¹ als das andere, der Düse 9 gegenüberliegende Sternpelende aufweist. Als Besonderheit der Ausführung nach Abb. 4 ist noch hervorzuheben, daß die Blende 2 der Ausführung nach Abb. 3 durch einen Ringspalt 20, der von einem Kragen 19 des Stempels 4 und dem diesen umgebenden Gehäuse 4¹ gebildet wird, ersetzt ist, so daß die Membran 6 entbehrlich wird. Die Ausführung nach Abb. 4 arbeitet nur dann befriedigend, wenn gewisse dimensionelle Vorschriften eingehalten sind, welche die stabile Lage des Stempels 4 im ganzen Regulierbereich sicherstellen.

Der Druck p„ im Raum 18 hat dann das Bestreiben, den Körper 4 nach Art eines Rückschlagventils zu schließen.

Abb. 5 zeigt eine Ausführungsfortn, bei welcher an Stelle des Stempels 4 zwecks Verminderung der Reibung ein Schwinghebel 4 vorgesehen ist, der durch die Trennungswand 25 zwischen Raum 10 und 8 durchgeführt ist. Der Hebel 4 trägt eine von einem Ringspalt 20 umgebene Platte 23 sowie ein zum Zusammenarbeiten mit der Düsenöffnung 9 bestimmtes Plättchen 24 und wird von einer Zugfeder 5 beeinflußt. Die Durchführung des Hebels 4 durch die Wand 25 kann auch derart mit Spiel ausgeführt werden, daß dieses Spiel die Wirkung der Blende 16 übernimmt. Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Abb. S ist grundsätzlich dieselbe wie die der Vorrichtung nach Abb. 4. Der Druck im Raum 8 und die durch die Düsenöffnung 9 strömende Flüssigkeit hat das Bestreben, die Ventilplatte 24 im Sinne der durchströmenden Flüssigkeit zu schließen. Bei den Ausführungsformen gemäß Abb. 1, 3 und 4 erfolgt dieses Schließen entgegen dem Strömlingssinn der Flüssigkeit.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl von Kraftmaschinen, insbesondere von Kreiselverdichtern, bei welcher eine die Drehzahlschwankungen der zu regelnden Maschine mitmachende Pumpe eine Hilfsflüssigkeit durch eine Drosselvorrichtung drückt und der Druck vor dieser Drosselvorrichtung auf ein Glied einwirkt, dessen Lage mit Bezug auf eine Düse die Größe eines mittelbar die Einstellung eines federbelasteten Stempels eines Servomotors bewirkenden Flüssigkeitsdruckes bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der von der Pumpe (1) geförderten Hilfsflüssigkeit über eine Hilfsdrosselvorrichtung (ιό) in einen Raum (8) strömt, von dessen Flüssigkeitsdruck die Stellung des federbelasteten Stempels abhängt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an dem mit der Düse (9) zusammenarbeitenden Glied (4) vorgesehener Kragen (19) zusammen mit einem das Glied (4) umgebenden Ge- · häuse (4¹) einen als Drosselvorrichtung wirkenden Spalt (20) einschließt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Räume

(8) hinter der Hilfsdrosselvorrichtung (16) herrschende Druck das mit der Düse

(9) zusammenarbeitende Glied (4) im Sinne eines Schließens der Düsenöffnung beeinflußt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, * dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Düse (19) zusammenarbeitende Glied (4) als Schwinghebel ausgebildet und in einer Wandung (25) gelagert ist, auf deren einer Seite der Druck vor der Hilfsdrosselvorrichtung Γι6) und auf deren anderer Seite der Druck hinter dieser Vorrichtung herrscht. n₀
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungsstelle des Hebels (4) in der Wandung (25) infolge Vorsehens eines Spieles als Hilfsdrosselvorrichtung wirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.