DE487549C - Hochdruck-Kolbenkompressor - Google Patents

Description

• Hochdruck-Kolbenkompressor Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdnick-Kolbenkompressor nach Patent 477 235, bei welchem der bzw. die Zwischenkolben auf beiden Seiten der Wirkung einer Flüssigkeitssäule ausgesetzt sind. Sie besteht darin, daß die Flüssigkeitssäule außer dem für die Nachspeisung vorgesehenen Organ mit mindestens einem selbsttätig sich öffnenden Abschlußorgan versehen ist. Das Abschlußorgan kann als Organ zur Entlüftung der Flüssigkeitssäule oder auch als Sicherheitsorgan, das sich bei Überschreitung eines maimal zulässigen Druckes öffnet, ausgebildet sein. Sind mindestens zwei Flüssigkeitssäulen und mehr als ein Abschlußorgan vorhanden, so können die Flüssigkeitssäulen durch Abschlußorgane miteinander verbunden sein, durch welche bei Eintritt eines nicht gewünschten Druckunterschiedes zwischen den Flüssigkeitssäulen der Druckunterschied wieder richtig eingestellt wird. Vorteilhafterweise wird für jede Flüssigkeitssäule nicht nur mindestens ein Abschlußorgan als Entlüftungsorgan, sondern auch mindestens ein Abschlußorgan als Sicherheitsorgan ausgebildet.
• Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der Zeichnung im Verein mit einem mit mehreren Flüssigkeitssäulen versehenen Höchstdruckkompressor schematisch dargestellt.
• Abb. i zeigt einen Kompressor teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht.
• Abb. 2, 3 und 4 zeigen andere Ausführungsformen eines solchen Kompressors, während Abb.5 eine Einzelheit darstellt.
• i ist der Zylinder, in welchem der Antriebskolben 2 einer nicht dargestellten, den Kompressor antreibenden Maschine sich hin und her bewegt. 3 und 4 sind die Zylinder für die Zwischenkolben 5 und 6 der Kompressorkolben 7 und B. Auf dem Gestell 9 bzw. io sind die Zylinder A bzw. B der Kompressoren befestigt. In den Zylinderräumen links und rechts des Kolbens 2 befinden sich die antreibenden Flüssigkeitssäulen I und II, während im Verbindungsstück ii eine sogenannte kuppelnde Flüssigkeitssäule III eingeschlossen ist. Als Druckmittel wird zweckmäßig 01 verwendet, welches durch die Speiseorgane 15, 16, 17 in die Zylinder geleitet wird. Jeder der Räume, in welchen sich eine der Flüssigkeitssäulen I, II, III befindet, ist mit einem als Sicherheitsorgan 12 bzw.13 bzw.14 ausgebildeten Abschlußorgan und mit mindestens einem als Entlüftungsorgan 18, z8' bzw. z9 bzw. 2o ausgebildeten Abschlußorgan versehen. Die Sicherheitsorgane können z. B. als Ablaßventile von an sich bekannter Bauart ausgebildet sein und in eine nicht veranschaulichte Sammelleitung oder einen Sammelbehälter einmünden. Die Speiseorgane sind an eine nicht dargestellte Druckflüssigkeitsleitung angeschlossen oder mit einem solchen Behälter verbunden. Außer diesen bereits erwähnten Organen sind sowohl der Antriebskolben a mit Ventilen 21: und 22 als auch die Zwischenkolben 5 und 6 mit entsprechenden Ventilen 23, 24 bzw. 25. 26 versehen. Der Deutlichkeit halber sind die in zweckentsprechender Weise durch Federn belasteten Ventile in der Mittellage des Kolbens als geöffnet dargestellt, dagegen in den punktiert gezeichneten Endlagen der Kolben in der in dieser Lage möglichen Stellung.
• Der Verdrängungsraum (Hub mal Kolbenfläche) des Antriebskolbens 2 ist mindestens um das Maß der Ölverluste größer als der Verdrängungsraum der Zwischenkolben 5 oder 6. Der Hub des Kolbens 2 ist durch die Bemessung der nicht gezeichneten Kurbel begrenzt, während der Hub der Zwischenkolben 5 und 6 durch die Anschläge 40 und 41 bzw. 42 und 43 begrenzt ist. Infolge dieser Ausbildung sitzen daher die Zwischenkolben auf ihren Hubbegrenzungen auf, bevor der Kolben 2 seine Endlage erreicht hat. Dabei würde nun ein unzulässig hoher Druck in den Ölsäulen entstehen, wenn nicht Mittel zur Regelung dieser Drücke vorgesehen wären. Gemäß Abb. z erfolgt diese dadurch, daß in jedem der Kolben 2, 5 und 6 zwei Ventile 21, 22 bzw. 23, 24 bzw. 25, 26 so angeordnet und diese so ausgebildet sind, daß sie bei einem bestimmten Überdruck der einen gegenüber der andern Seite 01 durchfließen lassen. Schlägt rinn der Zwischenkolben 5 an die untere Hubbegrenzung an, während der Kolben 2 noch nicht am Ende seines Hubes angelangt ist, sich also noch weiter nach links bewegt, so strömt das Öl, welches dieser letztere bis zu seinem linken Umkehrpunkt noch verdrängt, durch das Ventil 23 in die Flüssigkeitssäule III. Sollte nun der Zwischenkolben 6 schon an seiner obern Hubbegrenzung angekommen sein, so strömt das Öl aus dem Raum III durch das Ventil 26 in die Flüssigkeitssäule II. Das während des Betriebes durch Undichtheiten verlorengegangene Öl wird durch die Speiseorgane =5, 16, 17 ersetzt. Wenn z. B. durch die Stopfbüchsen Flüssigkeit aus der Säule I nach außen verlorengegangen ist, steigt der Zwischenkolben 5 bis zur obern Hubbegrenzung 40, bevor der Kolben 2 seine rechte Endlage erreicht hat. Es würde also auf der linken Seite des Kolbens 2 in der Flüssigkeitssäule I ein Vakuum entstehen, wenn nicht durch das Speiseorgan 1e Öl selbsttätig nachgefüllt würde, indem dasselbe ein während eines bestimmten Teiles des Hubes größeren Druck aufweist als derjenige der Flüssigkeitssäule selbst. In ähnlicher Weise erfolgt die Nachfüllung der Ölsäulen II und III.
• Für den Fall eines außerordentlich raschen Regelvorganges sind, um hohe Drucksteigerungen zu vermeiden, als Sicherheitsventile ausgebildete Abschlußorgane 12, 13 und 14 vorgesehen. Die Ventile 21 bis 26 sind nicht unbedingt notwendig, da ihre Aufgabe auch durch die Sicherheitsorgane 12, 13 und =4. gelöst werden kann.
• Die in Abb.2 dargestellte Ausführungsform weist gegenüber der nach Nbb. z den Unterschied auf, daß für die kuppelnde Flüssigkeitssäule III zwei Speiseorgane 15 vorgesehen sind, von denen z. B. durch das linke, außer Betrieb zum Füllen, Druckflüssigkeit von normalem Druck und durch das rechte während des Betriebes Druckflüssigkeit von erhöhtem Druck eingeführt wird. Ferner sind weder der Antriebskolben 2 noch die Zwischenkolben 5 und 6 mit Ventilen versehen. An deren Stelle tritt -ein als Umlaufvorrichtung wirkendes, sich selbsttätig öffnendes Abschlußorgan. Die Flüssigkeitssäule I ist durch das Ventil 27 und die Umlaufleitung 28 mit der kuppelnden Flüssigkeitssäule III verbunden, während die Flüssigkeitssäule II durch das Ventil 29 und die Umlaufleitung 3o mit der Flüssigkeitssäule III in Verbindung steht.
• Entsprechend der getroffenen Bauweise ist der Verdrängungsraum des Kolbens 2 größer als derjenige der Kolben 5 oder 6 ; daher sitzen die letztei en auf ihren Hubbegrenzungen auf, bevor der Kolben 2 seine Totpunktlagen erreicht hat. Entsteht nun ein Überdruck, z. B. der Säule I gegenüber der Säule III, so wird er durch entsprechenden Abfluß durch das je nach den Arbeitsbedingungen entsprechend eingestellte Überströmorgan 27 geregelt. Wird ein bestimmter, maximal zulässiger Druck in einer der Säulen I, II, IIi überschritten, so erfolgt ein Ausgleich durch die sich in diesem Fall öffnenden Sicherheitsorgane 12, 13, z4. Das ausgeströmte und durch Undichtheiten verlorengegangene Öl wird durch die Nachspeiseorgane 16 und =7, z. B. aus den Lagerölleitungen, nachgespeist. Die Umlaufvorrichtung kann durch entsprechende Ausbildung der Sicherheitsorgane 12, 13, 14 ersetzt werden.
• Abb. 3 zeigt die Anwendung auf einen Kompressor, bei welchem die kuppelnde Flüssigkeitssäule oberhalb des Antriebskolbens 2 angeordnet ist. Besondere Umlauforgane oder in der Wirkung gleichwertige Kolbenventile sind nicht vorhanden. Dagegen sind zur Nachspeisung aller drei Säulen Nachströmorgane 15, 16, z7 und außer den als Entlüftungsorgane ausgebildeten Abschlußorganen 18, z8', r9, 2o noch sich bei Überschreitung eines maximal zulässigen Druckes öffnende Sicherheitsventile 12, 13, 14 angeordnet. Wenn während des Betriebes in irgendeiner Säule zu viel Öl vorhanden ist, kann es durch die Sicherheitsventile ausströmen, auch ein Mangel an 01 wird sofort ausgeglichen, wenn der Druck in einer der Säulen unter denjenigen des Nachspeiseöles gesunken ist.
• ZJm das Auftreten von Stößen und harten Schlägen zu vermeiden, sind überdies insbesondere die Zwischenkolben 5 und 6 derart ausgebildet, daß sie in der Nähe des Totpunktes mit einem Ausbau 44 bzw. 45 derart in einem ihren Hub begrenzenden Anschlag, z. B. 43 bzw. 40, eingreifen, daß eine Drosselung der von ihnen verdrängten Flüssigkeit erfolgt. Dadurch wird die Kolbengeschwindigkeit gegen Ende des Hubes abgebremst, und die Kolben 5 und 6 kommen auf ein Olpolster 47 zu liegen, wie dies für die in Abb. 5 gestrichelt gezeichnete Lage des Zwischenkolbens 6 dargestellt worden ist.
• Bei dem in Abb. q; dargestellten einstufigen Kompressor sind zur Regelung der Flüssigkeitssäule zwei Speiseventile 31 und 32, ferner zwei Ausgleichventile 36 und 37 und für die Flüssigkeitssäule I ein Entlüftungsorgan 38, für die Säule II zwei Entlüftungsorgane 39 und 46 sowie für jede Säule ein Sicherheitsventil 33 und 34 vorgesehen; die kommen erst zur Wirkung, wenn der Druck in den Flüssigkeitssäulen ein bestimmtes Maß überschreitet, z. B. wenn die Ventile 36 und 37 versagen sollten. Die Arbeitsweise entspricht den bereits im vorherigen beschriebenen Kolbenmaschinen. Das Entlüftungsorgan kann mit einem Sicherheitsorgan verbunden werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochdruck-Kolbenkompressor nachdem Hauptpatent 477 235, bei welchem der Zwischenkolben auf beiden Seiten der Wirkung einerFlüssigkeitssäule ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssäule z. B. (I) außer dem für die Nachspeisung vorgesehenen Organ (i6) mit mindestens einem weiteren, sich selbsttätig öffnenden Abschlußorgan (i3 bzw. i9) versehen ist.
2. 2. Hochdruck-Kolbenkompressor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußorgan als Organ (i9) zur Entlüftung der Flüssigkeitssäule ausgebildet ist (Abb. i).
3. 3. Hochdruck-Kolbenkompressor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußorgan als Sicherheitsorgan (i3) ausgebildet ist, das sich bei Überschreitung eines maximal zulässigen Druckes öffnet (Abb. i).
4. 4. Hochdruck-Kolbenkompressor nach Anspruch i, mit mindestens zwei Flüssigkeitssäulen und mehr als einem Abschlußorgan, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssäulen (I und III bzw. II und III) durch Abschlußorgane (27 bzw. 29) miteinander verbunden sind, durch welche bei Eintritt eines nicht gewünschten Druckunterschiedes zwischen den Flüssigkeitssäulen der Druckunterschied wieder richtig eingestellt wird.