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Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln der; Fördermenge eines Kolbenkompressors.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln der Menge der Förderung
eines Kolbenkompressors nach einem Druckluftbehälter und besonders auf eine solche
Vorrichtung, bei der die Wirkung des Regelorgans von dem Luftdruck abhängt, der
in diesem Behälter herrscht.
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Es sind Vorrichtungen dieser Art bekannt. bei denen die Druckluft
des Behälters mit ihrem ganzen Druck auf eine Regelvorrichtung einwirkt, die den
Kompressor mit der Atmosphäre während des Kompressionshubes des Kolbens in Verbindung
setzt, nachdem sie plötzlich einen Ventilkolben verschoben hat, der mit einer konstanten
Liraft belastet ist, die gleich ist derjenigen, mit der darauf die Behälterluft
einwirkt, wenn der Druck dort normal ist. Es ergibt sich, daß während dieser Zeit
der Kompressor vollständig leer läuft, wodurch Schläge entstehen, die für die Antriebsmaschinen
sehr schädlich sind. Derartige Schläge und Stöße müssen besonders beim Antrieb von
großen Kompressoren mittels Elektromotoren durchaus vermieden werden.
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Nach der Erfindung werden diese Mißstände dadurch beseitigt, daß man
den erwähnten Ventilkolben mit einem elastischen Mittel belastet, dessen Spannung
sich proportional dem Druck der Druckluft in dem Behälter allmählich verändert und
das den Ventilkolben unmittelbar mit einem Drosselventil verbindet, das desto stärker
die von dem Kompressor nach der Vorrichtung zur Regelung der Fördermenge des Kompressors
strömende Luft drosselt, je geringer der Überdruck in dem Behälter ist.
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Die Erfindung umfaßt das weitere Merkmal, daß die auf die Regelvorrichtung
wirkende Druckluft aus der Druckluftleitung vor dem Behälter entnommen werden kann,
derart, daß diese noch mit dem Schmieröl beladene Luft selbsttätig die von ihr durchströmten
Vorrichtungen schmiert.
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Einige Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt; es zeigen Abb. i in schematischer Ansicht eine Anordnung
mit einem Kompressor, Abb.2 im Axialschnitt eine Ausführungsform des Steuermittels
des Einlaßv entils, Abb. ; im Schnitt eine Ausführungsform der zwischen den Druckmittelbehälter
und das Steuermittel nach Abb. z eingebauten Vorrichtung.
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Wie in Abb. i gezeigt, saugt der irgendeinem Typ angehörende Kompressor
A das Druckmittel durch ein Saugventil a und drückt es durch das Druckventil b in
ein Leitungsrohr c. Diese Rohrleitung c bildet die Verbindung mit dem Behälter B,
welcher das Druckmittel unter Druck enthält und aus welchem es durch die Ableitung
d zu den Verbrauchsstellen abgeführt wird. Zwischen dem Saugventil a und
dem Behälter B ist eine Vorrichtung eingebaut, welche mittels des Druckmittels
die Stellungen des Ventils a dergestalt regelt, daß in jedem Augenklick die
Fördermenge
des Kompressors dem Druck des Behälters angepaßt wird.
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Diese Vorrichtung besteht in der Hauptsache aus einem Behälter C,
in welchem ein bewegliches Element (in Abb. r nicht dargestellt j unter der Einwirkung
des Druckes verstellt wird, welcher in dem Behälter B herrscht und der durch das
Leitungsrohre übertragen wird, um mehr oder weniger die Verbindung zwischen den
beiden Leitungen zu drosseln, die von der Druckleitung c zum Saugventil a führen.
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In die Leitung ä kann ein Hilfsbehälter eingebaut sein, um Schwingungen
des auf die Klappe a wirkenden Druckmittels zu dämpfen.
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Wenn die Anlage mehrere Kompressoren umfaßt, die mit einem oder mehreren
Behältern in Reihe oder anders angeordnet sind, genügt es, die gleichartigen Verbindungen
durch Rohre geeigneter Form zwischen dem oder den Behältern und den Einlaßklappen
der verschiedenen Kompressoren derart herzustellen, daß die erzielte Regelung die
gleiche ist wie die der weiter unten näher beschriebenen Anordnung.
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Das Saugventil des Kompressörs hat die Gestalt einer kreisrunden Scheibe
i, welche beständig in die Höhe gedrückt wird durch Federn 2, die sich auf den mit
dem Boden 7 des Ventilgehäuses 4 durch einen Bolzen 6 fest verbundenen Sockel 3
stützen. Das Gehäuse 4 ist seitlich von öffnungen 5 für den Einlaß des Arbeitsstoffes
durchbrochen. öffnungen 8 und 9 im Boden 7 führen das Druckmittel gegen die Scheibe
i.
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Eine Druckfeder i o stützt sich einerseits gegen den in dem Boden
7 befestigten Bolzen 6 und andererseits gegen eine bewegliche Hülse i i, welche
frei auf dem oberen Ende des Bolzens 6 gleitet und einen Bügel 17 trägt, dessen
Schenkel 12 bis in die Nähe der Scheibe i reichen. Ein Kolben 13, der in einer im
oberen Teil des Gehäuses 4 festen Büchse 14 geführt ist, unterliegt an seiner Oberfläche
der Druckwirkung des durch die Leitung g zugeführten Druckmittels.
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Der Kolben 13 ist mit seiner Unterfläche i 5 ständig in freier Berührung
mit dem Körper i i und wirkt auf ihn entgegen der Spannung der Feder i o.
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Entsprechend dem stärker und stärker werdenden, durch g übertragenen
Druck drückt der Bügel 17 immer stärker auf die Scheibe i der Klappe a und hält
sie ün Laufe der Kompression in teilweise geöffneter Stellung fest, bis sich der
Druck, welcher im Innern des Arbeitszylinders des Kompressors erreicht worden ist,
genügend erhöht hat, um der Druckwirkung des Bügels 17 entgegen, das Saugventil
zu schließen.
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Wie oben näher erläutert, ändert sich diese Wirkung nach dem augenblicklichen
Druck, welcher im Innern. des Druckmittelbehälters B herrscht. Daraus folgt, daß
bei hohem Druck in B der Bügel 17 sich kräftig auf die Klappe L stützt, um ihre
Schließung bei der Kompression zu verlangsamen, und daß bei niederem Druck im Behälter
die auf die Klappe L übertragene Wirkung schwach oder gleich Null ist, so daß die
Leistung des Kompressors erhöht wird.
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Die Steuerung der Klappe durch Mitwirkung des Kolbens 13 und des Bügels
17 geht mittels der in Abb. 3 genauer gezeigten Drosselungsanordnung vor sich.
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Die vom Behälter B kommende Zuleitung e
mündet am Boden
eines Behälters 2o, in welchem ein Kolben 21 gleitet, dessen oberen Teil den Stangenkopf
23 eines Drosselschiebers 24 beliebiger Bauart lose umfaßt. Dieser Schieber stellt
eine Verbindung her zwischen den Leitungsrohren f und g, in welchen das dem Druckrohr
des Kompressors entnommene. Druckmittel fließt.
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Diese Strömung kann dadurch erzeugt werden, daß man geeignete Sickerstellen
zwischen dem Ventil a4 und der Klappe a vorsieht, beispielsweise indem man hinreichendes
Spiel zwischen dem Kö1ben 13 und der Büchse 14 läßt oder besondere, ein gewisses
Durchsickern bewirkende Einrichtungen verwendet, deren Durchlaß entsprechend eingestellt
werden -kann. Eine geeignete Drosselung. des Druckluftstromes kann selbst bei sehr
geringem Durchsickern erzielt werden, wenn man detnentsprechend-,dien Drosselquerschnitt
relativ zu dem Querschnitt der Sickerstellen vermindert.
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Das Druckmittel wirkt also mit bestimmtem Druck auf die Klappe a je
nach der Stellung, die der Schieber 24 in Abhängigkeit von dem im Behälter herrschenden
Druck einnimmt. Wenn dieser Druck steigt, hebt sich der Kolben 21, und der Schieber
gibt mehr und mehr die Eintrittsöffnung 25 der Rohrleitung g frei, so daß das durch
die Leitung/ geförderte Druckmittel mit wachsendem Druck auf die Klappe a, einwirkt.
Der Kompressor schickt also eine geringere Menge Druckmittel in den Behälter. Wenn
der Druck im Behälter sinkt, geht der Kolben 21 abwärts und drosselt mehr und mehr
die Eintrittsöffnung25 der Zuleitung b. DieKlappe a steht also unter einem sinkenden
Druck, der sich immer weniger ihrer Schließung im Laufe der Kompression widersetzt.
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Diese Wirkungsweise wird dadurch erzielt, daß man den Kolben außer
mit einem an Stangen 27 aufgehängten Gewicht 26 der Kraft entsprechend, mit welcher
die Druckluft bei normalem Behälterdruck auf den Kolben 21 einwirkt, mit einem elastischen
Zwischeumittel,
z. B. einer Feder 28, belastet, die sich gegen einen
festen Teil der Anlage und gegen den Kolben mit einer Kraft abstützt, die proportional
dem derzeitigen Drucküberschuh der Behälterluft über dem normalen Behälterdruck
sich ändert.