DE476616C - Verdichter mit hin und her gehendem Fluessigkeitskolben zum Antrieb mit Kraftgasen - Google Patents

Verdichter mit hin und her gehendem Fluessigkeitskolben zum Antrieb mit Kraftgasen

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DE476616C
DE476616C DEV22203D DEV0022203D DE476616C DE 476616 C DE476616 C DE 476616C DE V22203 D DEV22203 D DE V22203D DE V0022203 D DEV0022203 D DE V0022203D DE 476616 C DE476616 C DE 476616C
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DE
Germany
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liquid
compressor
piston
driving
pistons
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Expired
Application number
DEV22203D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Ernst Seibold
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JM Voith GmbH
Original Assignee
JM Voith GmbH
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0005Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
    • F04B39/0011Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons liquid pistons

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Verdichter mit hin und her gehendem Flüssigkeitskolben zum Antrieb mit Kraftgasen Es sind nichtumlaufende Verdichter bekannt, die durch Kraftgase betrieben werden und bei denen der primäre Energieträger unmittelbar die Verdichtungsarbeit -leistet, ohne daß seine Energie erst durch Zwischenumformung in die mechanische Energie einer sich drehenden Welle umgesetzt würde. Zur Arbeitsübertragung dient dabei ein schwingender Flüssigkeitskolben.
  • Das Arbeitsprinzip !eines solchen Verdichters sei an Abb. i erläutert. Das U-förmig gebogene Rohr hat bei a den Arbeitsraum für die Kraftgase, bei b denjenigen für die zu verdichtenden Gase; A und E bedeuten Aus-und Einlaßventile.. Das Rohr sei bis zur Höhe c c mit Flüssigkeit gefüllt. In a und b herrsche zu Beginn der Druck der Außenluft. Erhöht man den Druck in a, so schiebt sich die Flüssigkeitssäule nach b hinein, und umgekehrt. Der Flüssigkeitsspiegel wirkt in a wie der Kolben einer Wärmekraftmaschine, in b wie derjenige eines Kompressors. Durch zweckmäßige Steuerung der Aus- und Einlaßorgane kann in a ein Kraftdiagramm, in b ein Verdichterdiagramm entwickelt werden. Einzige Verlustquelle ist die Wandreibung des übertragenden Flüssigkeitskolbens.
  • Eine solche Einrichtung hat den Nachteil, daß die erzielbare Leistung im Verhältnis zur Maschinengröße sehr gering ist, weil die Beschleunigung des Flüssigkeitskolbens nie die Erdbeschleunigung überschreiten darf, wenn das Zerreißen (des Flüssigkeitsspiegels vermieden werden soll. Setzt man jedoch den Flüssigkeitskolben Schleuderbeschleunigungen aus, indem man das ihn enthaltende Rohr etwa um eine Achse B-B in Drehung versetzt, so bilden diese Schleuderbeschleunigungen die Grenze für die Kolbenbeschleunigung, die somit beliebig Loch bis zur Festigkeitsgrenze getrieben werden kann. Ordnet man mehrere solche U-förmig gebogene Röhren nach Abb. 2 an einer Welle in der Umfangsrichtung hintereinander an, so entsteht ein Umlaufverdichter, der auf der einen Seite in den Räumen a den Energieträger von einer im Raume stillstehenden Stelle des Umfangs aufnimmt und nach Verbrauch ebenso wieder abgibt, auf der anderen Seite in den Räumen b das zu verdichtende Gas gleichfalls an geeigneter, im Raume stillstehender Stelle ansaugt und nach der Verdichtung wieder abliefert. Wenn die Gasarbeitsräume in Umfangsrichtung sehr nahe beieinander 12egen, so folgen die Gasaufnahmen bzw. -abgaben so schnell aufeinander, daß in den Zu- und Ableitungen ein stetiger gleichmäßiger Strom entsteht.
  • In einem solchen Verdichter führen die Flüssigkeitskolben während einer Umdrehung einen Doppelhub aus, so daß der Zustand in jedem U-Rohr an derselben Stelle im Raum derselbe ist.
  • Gegenüber bekannten Umlaufverdichtern mit Hilfsflüssigkeit für mechanischen Antrieb (durch Wärmekraftmaschinen, Elektromotoren usw.), bei denen die benötigte Energie durch die. umlaufende Welle dem Verdichter zugeführt wird, unterscheidet sich der neue Verdichter dadurch, daß bei ihm die Flüssigkeitskölben nirgends in kraftübertragender Berührung mit dem feststehenden Teil der Maschine sind,- während bei jenen zur Aufnahme des gegenwirkenden Drehmomentes die Berührung der umlaufenden Flüssigkeit mit dem feststehenden Teil der Maschine in irgendeiner Form notwendig ist, was stets Spalt- und Radreibungsverluste zur Folge hat. Außerdem bringt in solchen Maschinen die Übertragung der Energie von der rotierenden Welle an die Flüssigkeit durch Vermittlung des feststehenden Teiles Verluste (Stoß- und Umlenkversuche) mit sich.
  • Das Kennzeichen des Erfindungsgegenstandes besteht demgemäß darin, daß die Flüssigkeitskolben in einem rotierenden Laufrad angeordnet sind, so daß in den Flüssigkeitsspiegeln die infolge der Drehung des Laufrades auftretende Fliehkraftbeschleunigung stets mindestens gleich der Kolbenbeschleunigung infolge seiner schwingenden Bewegung ist, und daß sie die Arbeit unmittelbar ohne Benutzung einer mit dem feststehenden Teil der Maschine verbundenen Leitvorrichtung übertragen.
  • Als Kraftgase können gespannte Gase und Dämpfe aller Art oder durch einen Verbrennungsprozeß erst innerhalb der Maschine erzeugte Druckgase u. dgl. verwendet werden, wobei als Hilfsflüssigkeit eine solche zu wählen ist, die vom Arbeitsgas nicht beeinflußt wird.
  • Die Achse eines Flüssigkeitskolbens muß nicht notwendig in einer Meridianebene liegen. Aus einer Winkelverschiebung zwischen Kraft- und Arbeitsseite können unter gewissenVerhältnissenVorteile für die Steuerung und den Bau entstehen. Eine solche Anordnung mit beispielsweise stehender Welle zeigt Abb.3 in Ansicht, Abb. q. in Draufsicht. Wenn z. B. auf der oberen Stirnseite des Radkörpers die Kraftgasräume a, auf der unteren die Arbeitsräume b angeordnet sind, so können die durch -denselben Flüssigkeitskolben gekuppelten Räume unter einem beliebigen Winkel a gegeneinander versetzt sein.
  • Legt man die Hubmitten von Kraft- und Verdichterseite auf verschiedene Durchmesser gemäß Abb.5, so können die mittleren Drücke um den durch den Unterschied g der Halbmesser bedingtenFliehkraftdruck der Flüssigkeitskolben 'verschieden sein.
  • Die Steuerventile gleicher Funktion, also z. B. die Einlaßventile der Verdichterseite, können von einer und derselben stillstehenden. Nockenscheibe aus gesteuert werden. Die Regelung kann in einfachster Weise, z. B. durch Änderung der Exzentrizität oder Verdxehung dieser Nockenscheibe, erfolgen. Erweist es sich als zweckmäßig, für verschiedene Gangarten den Nockenscheiben verschiedene Formen zu geben, so können alle diese Formen in einem Steuerkörper nebeneinander.vereinigt werden. Die Regelung erfolgt dann durch Verschieben dieses Steuerkörpers, derart, daB jeweils die gewünschte Steuerkurve wirksam ist. Bei genügend dichtstehenden Arbeitsräumen kann die Kokken- bzw. Ventilsteuerung durch eine ganz einfache Schlitzsteuerung ersetzt werden. Die Steuerschlitze erstrecken sich nur teilweise über den Umfang, die vorbeilaufenden Arbeitsräume steuern sich durch die Drehung selbst.
  • Außerdem ermöglicht ein Verdichter nach vorliegender Erfindung eine Regelung in einfachster Weise dadurch, daß ohne jede Veränderung an den Steuerorganen (Steuerschlitzträger, Ventile u. dgl.) lediglich die Drehzahl verändert wird. Dabei ändert sich Hubvolumet und Hubzahl, somit auch die Leistung: Die Gasdrücke können dabei innerhalb, der durch die Spritzgefahr gezogenen Grenzen unbeeinflußt bleiben oder im Bedarfsfalle automatisch durch ein Stehzeug in der Treibgasleitung verändert werden.
  • Zur Erzielung gleicher Länge aller Kolben kann der Innenraum d durch einen geschlossenen Mantel nach außen abgeschlossen und dann im Innern ein über den ganzen Umfang zusammenhängender Flüssigkeitsring angeordnet werden, der ,durch Löcher h mit den Flüssigkeitskolben nahe der Kolbenmitte verbunden ist.
  • Während eines Arbeitsspiels durchläuft der Druck im Flüssigkeitskolben vor den Löchern h verschiedene Werte, die sich bei jedem Arbieitsspiel wiederholen. Solange dieser Druck kleiner ist, als der durch den Flüssigkeitsring im Raum d an den Löchern entstehende, strömt Flüssigkeit aus dem Raum d in -die Kolben ab, und umgekehrt. Die während eines Arbeitsspiels ausgetauschten Flüssigkeitsmengen gleichen sich aus, wenn der mittlere Kolbendruck .dem Ringdruck an den Löchern entspricht. Ist dies nicht der Fall, so bewirkt die im einen oder - andern Raum zurückgebliebene Flüssigkeit dort eine Druckerhöhung, die zum Gleichgewicht führt.
  • In den Arbeitsräumen übt die Kolbenflüssigkeit eine Kühlwirkung aus. Die erwärmte Flüssigkeit wird durch Schlitze .oder Ventile .am besten in den äußeren Totlägen e und f abgezapft, zurückgekühlt und dem Flüssigkeitsring im Raum d etwa durch eine Bohrang in der Welle wieder zugeführt, von wo aus sie sich selbsttätig auf die einzelnen Kolben so verteilt, daß diese stets unter sich gleich lang sind.
  • Die die Flüssigkeitskolben enthaltenden Kanäle können so dicht nebeneinander liegen, daß die einzelnen Flüssigkeitskolben nur durch eine Wand voneinander getrennt sind.
  • Die Umlaufbewegung wird durch fremden Antrieb unterhalten. Zum Antrieb können hierzu auch mit Hilfe einer geeigneten bekannten Einrichtung die Frisch- oder Elbgase des primären Energieträgers oder die verdichteten Gase verwendet werden. Die von der Umlaufbewegung verbrauchte Arbeit ist immer nur die Reibungsarbeit in den Lagern und Steuerorganen.

Claims (1)

  1. PATLNI'ANS1'RÜCI3C: r. Verdichter mit hin und her gehendem , Flüssigkeitskolben zum Antrieb mit Kraftgasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskolben in einem rotierenden Laufrad angeordnet sind, so daß in den Flüssigkeitsspiegeln die infolge der Drehung des Laufrades auftretende F1iehkraftbeschleunigung stets mindestens gleich der Kolbenbeschleunigung infolge seiner schwingenden Bewegung ist, und daß sie die Arbeit unmitelbar ohne Benutzung einer mit dem feststehenden Teil der Maschine verbundenen Leitvorrichtung übertragen. s. Verdichter nach Patentanspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubmitten der Kraft- und `'er dichterseite auf verschiedenen Durchmessern liegen. 3. Verdichter nach Patentanspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß ein koaxialer ausgleichender, ununterbrochener Flüssigkeitsring vorgesehen ist, der mit den einzelnen Flüssigkeitskolben durch Löcher in Verbindung steht.
DEV22203D 1927-02-26 1927-02-26 Verdichter mit hin und her gehendem Fluessigkeitskolben zum Antrieb mit Kraftgasen Expired DE476616C (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19801714A1 (de) * 1998-01-19 1998-10-08 Arthur Becker Niederdruck-Verdichter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19801714A1 (de) * 1998-01-19 1998-10-08 Arthur Becker Niederdruck-Verdichter
DE19801714C2 (de) * 1998-01-19 1999-05-12 Arthur Becker Niederdruck-Verdichter

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