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Einrichtung zum Kühlen der Zylinder von ein- oder mehrstufigen Kolbenverdichtern
Der Gegenstand der Erfindung bildet die Ausübung des Verfahrensgemäß dem Hauptpatent.
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Zum Zweck, den -schädlichen Raum auf das geringste Maß zu vermindern
und den Raum zu verkleinern, in welchem sich -ein Gemisch aus einer gewissen Menge
heißen Gases mit dem kalten Gase' bilden kann, welches wieder in den Zvlinder für
die Rückentspannung eingelassen wird, kann der Gegenstand des Hauptpatentes noch
in der weiter unten beschriebenen Weise verbessert werden.
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Die Betätigung des Ventils und des Schiebers wird mechanisch bewirkt,
und zwar derart, -daß sich ein großer Hub für das Ventil und den Schieber ergibt
und trotzdem der Grundgedanke des Hauptpatentes 494:245 gewahrt bleibt, daß auf
dem Zylinder nur ein Druckventil vorhanden ist, wie dies auch jetzt bei der normalen
Bauart der Fall ist.
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Die Zeichnung veranschauliohtals Beispiel eine Ausführung mit einem
Druckventil, welches mit dem Schieber verbunden ist, welcher für den Wiedereinlaß
der kalten Gase dient, die durch den Zwischenkühler geströmt sind. Abb. i ist ein
.senkrechter Schnitt durch die Gesamtanordnung der Verschlüsse, welche waagerecht
liegen für einen Zylinder mit senkrechter Achse.
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Abb. z ist ein waagerechter Schnitt durch diese Gesamtanordnung, und
Abb. 3 zeigt eine Einzelanordnung der Antriebswelle der beiden Verschlüsse.
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Abb.4 zeigt das p-v-Diagramm des Zylinders, in welchem die Bewegungspunkte
der beiden Verschlüsse eingetragen sind, und die Abb. 5 zeigt die wichtigsten Lagen
der beiden Verschlüsse.
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a bezeichnet den Innenraum -des Verdiahterzylinders mit senkrechter
Achse, b,das, Druckventil mit Kegelsitz und der Ventilstange, die indem Federteller
c endigt und .das durch die Feder e gegen den Sitz d gedrückt wird.
Der Schieber f, welcher auf seiner Verlängerung den Federteller g trägt, wird durch
die Feder h gegen den gleichen Sitz d gedrückt, und ein selbstdichtender
Ring, welcher sich auf dem zylindrischen Teile des Ventils b befindet, dichtet die
kreisförmige Berührungsfläche zwischen den beiden Verschlüssen vollkommen ab, während
selbstdichtende Ringe k
ebenfalls die kreisförmige Berührungsfläche
zwischen dem Schieber f und der zylindrischen Büchse l abdichten. Durch diese Büchse
und den Deckel m wird der Sitz des Ventils d fest in dessen Bohrung gehalten. Das
.heiße Gas, welches aus dem Zylinder verdrängt wird, entweicht durch den Raum n,
und das kalte Gas, -welches aus dem Kühler tritt, gelangt durch :den Raum o in das
innere des zylindrischen Schiebers f.
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Die gleichen Buchstaben bezeichnen .in Abb. 2 die gleichen Teile.
Diese Abbildung zeigt außerdem die treibende Welle p .der Verschlüsse, welche senkrecht
steht, und die Nocken q1, q2, q',. welche durch axiale Rillen r mit Hilfe einer
Mutter s festgehalten werden. Letztere wird nach dem Anspannen auf dem Gewinde t
gesichert. Die drei Nokken q1, q2, q8 (Abb. 6) wirken, wie dies weiter unten beschrieben
ist, auf zwei Hebel u und v,
welche jeweils die hohle Stange des Schiebers
f und die Ventilstange b mit Hilfe von Zapfen w und y und schwingende
Zapfen z
und z1 angreifen. Die Hebel u und v tragen jeweils @die Stößel
a1 und a2, welche konzentrisch zur Achse b1 der festen Welle cl gebogen sind, um
welche die Hebel u und v schwingen. Die Stößel a1 und a2 schließen somit in allen
ihren Lagen die Nut dl, welche in der senkrechten Büchse e1 vorgesehen ist, ab.
Ihr innerer Raum ist mit Öl angefüllt, von welchem nur ein schwacher Teil entweichen
kann, @da die Stößel a1 und a2 die einzigen Öffnungen dl dicht verschließen, welche
sich im Zylinder befinden. Um diesen Verschluß noch dichter zu gestalten, ist es
leicht, kleine Nuten vorzusehen, die auf den vier Flächen der Stößel a1 und a2 angeordnet
werden, derart, daß eine Labyrinthdichtung entsteht. Übrigens wird das Öl im Zylinder
e1 beständig durch eine kleine (nicht dargestellte) Pumpe erneuert.
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Diese Gesamtanordnung des Druckventils und des Schiebers für den Gasaustausch
wirkt wie folgt: Die treibende Welle p läuft mit der Geschwindigkeit der Kurbelwelle
des Verdichters in dem durch den Pfeil angedeuteten Sinne (Abb. 2). Die Nocken q1
und q2 wirken somit durch .den Stößel a1 auf den Hebel u und auf den Schieber f
l und die Nocken ql und q' durch den Stößel a2' auf den Hebel v und demgemäß auf
das Ventil b ein. Der Nocken q1 steuert das gleichzeitige Anheben -der beiden Verschlüsse
und wirkt im Punkte f1 des Diagramms (Abb. q.), wodurch die Lage f l (Abb. 5) erzielt
wird.
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Da der Nocken q2 übrigens in einstellbarer Weise im Totpunkte den
Schieber f freigibt, wird sich dieser augenblicklich unter der Einwirkung der Feder
h im Punkte g1 des Diagramms (Abb. q.) schließen, wodurch die ebenfalls in Abb.
5 angedeutete Lage erzielt wird. Der Raum st für den Auslaß des heißen Gases wird
dadurch geschlossen, und das kalte, Gas, welches aus o kommt, kann frei in den Zylinder
während des Rücklaufes des Kolbens eintreten. Die Einrichtung ist derart getroffen,
daß dieses kalte Gas in den Zylinder mit dem geringsten Druckverlust eintritt.
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Im Punkte hl des Diagramms (Abb. q.) ist dieser Wiedereinlaß des kalten
Gases beendigt, und zwar erfolgt .dies durch das rasche Schließen des Ventils b
unter der Einwirkung :der Feder e, sobald der Nokken q3, welcher übrigens einstellbar
ist, den Stößel a2 des Hebels v freigegeben hat. Die Entspannung des kalten Gases
beginnt im Zylinder ,mit der starken Abkühlung, die sich daraus ergibt. Da -,die
freigebenden Nocken der beiden Verschlüsse nach Belieben auf den Rillen r eingestellt
werden können, ist es möglich, zunächst das Abströmender heißen Gase und das Wiedereinlassen
der kalten Gase einerseits zu regeln und anderseits die Menge des wiedereingelassenen
kalten Gases nach Belieben einzustellen. Diese Einrichtung gestattet es, mit einfachen
mechanischen Mitteln und geringster Reibung dem Ventil und dein Schieber große Hübe
zu geben und demgemäß in erheblicher Weise den Druckverlust der Gase beim Durchfließen
dieser Verschlüsse zu vermindern.
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Dadurch, daß das Gleiten der Stößel a1 und a2 auf den Nocken q1, q2,
q' im Ölbade mit Zwischenschaltung einer Ölschicht zwischen den reibenden Teilen
erfolgt, wird somit der durch diese Reibung verursachte Kraftverlust auf das geringste
Maß herabgesetzt.
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Diese Anordnung, welche den Gegenstand des Zusatzes bildet und die
aus .dem Druckventil und dem Schieber besteht, der den Gasaustausch steuert, wobei
diese beiden Teile auf einem gleichen Sitz d ruhen, verkleinert den Raum .auf das
geringste Maß, in welchem die heißen und kalten Gase sich im Augenblick des Wiedereinlasses
des kalten Gases mischen können, und sichert somit der Ausübung des Verfahrens gemäß
dem Hauptpatent,die größte Wirksamkeit.
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Die Betätigung der Verbindung der beiden Verschlüsse wird ausdrücklich
nur als Beispiel angegeben und kann auch mit anderen Mitteln bewirkt werden.