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Zweistufige Verdichteranlage Die Erfindung betrifft eine zweistufige
V erdichteranlage, bei welcher die Luft bis zu einem bestimmten Druck gleichmäßig
in einem Niederdruckbehälter verdichtet und von da einer Hochdruckvorrichtung zugeführt
wird, die die Luft bis zu dein gewünschten Enddruck verdichtet. Die bisherigen Anlagen
arbeiteten zu diesem Zwecke mit zwei Kolbenaggregaten, die je für sich angetrieben
werden müssen. Damit ist ein hoher Kraftaufwand erforderlich, zumal die Hochdruckvorrichtung
einen besonders starken Antriebsmotor benötigt.
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Bei dem vorliegenden Erfindungsgegenstand hingegen ist der Kraftaufwand
zum Betreiben der Anlage nur sehr gering, da nur die Niederdruckvorrichtung von
außen angetrieben wird, während der Antrieb der Hochdruckvorrichtung pneumatisch
oder hydraulisch durch die im Niederdruckbehälter aufgespeicherte Energie unter
Vergrößerung der wirksamen Oberfläche und des Antriebsmittels für die Hochdruckvorrichtung
erfolgt.
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Um ein schnelleres Zurückbewegen des Antriebsmittels der Hochdruckvorrichtung
zu Erzielen, wird bei der vorliegenden Ausführung die Rückbewegung durch Vakuum
unterstützt, das wiederum durch die Niederdruckvorrichtung erzeugt wird. Zu diesem
Zwecke ist zwischen Niederdruckvorrichtung und Arbeitskolben der Hochdruckvorrichtung
ein Vakuumbehälter eingeschaltet. Wie erwähnt, besteht die vorliegende Anlage aus
einer Niederdruck- und einer Hochdruckvorrichtung. Die Niederdruckvorrichtung wird
angetrieben und besteht aus zwei Niederdruckzylindern mit Kolben. Diese liefern
Druckluft niederer Spannung nach dem N iederdruckbehälter. Die Hochdruckvorrichtung
besteht ebenfalls aus zwei Zylindern mit Kolben. Der Antriebskolben der Hochdruckvorrichtung
ist in seinem wirksamen Ouerschnitt um das Vielfache größer als der eigentliche
Druckkolben. Der Antriebskolben steuert dabei den Hochdruckkolben unmittelbar. Zwischen
den Zylindern des Hochdruckkolbens und dem einen Kolben der Niederdruckvorrichtung
ist der Vakuumbehälter eingeschaltet, aus welchem der eine N iederdruckkolben dauernd
das Antriebsmittel ansaugt. Als Antriebsmittel für den Antriebskolben der Hochdruckvorrichtung
kann die verdichtete Luft selbst oder- eine Druckflüssigkeit verwendet werden.
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Der Erfindungsgedanke, der noch andere konkrete Ausführungsmöglichkeiten
zuläßt, ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
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i ist eine Antriebsscheibe, die von außen über einen Riementrieb o.
dgl. angetrieben wird. Sie sitzt auf der Kurbelwelle 2, die wiederum in den beiden
festen Lagern 3 drehbar gelagert ist. An der Kurbelwelle greifen die beiden Pleuelstangen
q. und 5 an, die wiederum an dem Niederdruckkolben 6 und 7 angelenkt sind. Der Niederdruckkolben
6 arbeitet
in dein -\ iederdf ucT;kv linder 8 und der N iederdruckkolben
7 in dem N iederdruckzwlinder 9.- io ist ein Luftansaugestutzen für den N iederdruckzylinder
B. 11 ist eine Leitung, welche von dem Niederdruckzylinder nach dem V iederdr uckbehälter
12 führt. 13 und 14. sind Ein- und Auslaßventile. Der Kolben 6 saugt immer durch
den Stutzen io Luft an, die im Zylinder 8 verdichtet und durch die Leitung i i nach
dein Niederdruckbehälter 12 gedrückt wird. An dem Zylinder 9 ist eine Ansaugeleitung
15 angeschlossen, die einen seitlichen Luftansaugestutzen 16 trägt und gleichzeitig
in ihrer Verlängerung in einen Aufnehmer 17 mündet. An die Stelle, an welcher der
Ansaugestutzen 16 in das Rohr 15 einmündet, ist ein Dreiwegehahn 18 eingeschaltet,
mittels welchem das Zylinderinnere 9 entweder mit dem Anschluß 16 oder dein Aufnehmer
17 in Verbindung gebracht werden kann. Vom Zylinder 9 führt der Auslaßkanal i9 in
den Niederdruckbehälter 12. Vom \ iederdruckbehälter 12 führt eine Lei-: tun- 2o
zu dem Hochdruckzylinder 21 mit dem Hochdruckkolben 22, dessen Pleuelstange 23 an
einer zweiten Kurbelwelle 2 angreift, die in den feststehenden Lagern 25 gelagert
ist. Die Kurbelwelle 24. nimmt eine Schwungscheibe 26 auf. An die Kurbelwelle 2s
greift gleichzeitig eine Pleuelstange 27 des Antriebskolbens 28 der Hochdruckvorrichtung
an, die in dem Zylinder 29 arbeitet. 30 ist eine Leitung, die über einen
Dreiweget> abwechselnd mit dem Aufnehmer 17 oder dem N iederdr uckbehälter 12 in
Verbindung gebracht werden kann. Der Dreiwegehahn 31 wird gesteuert von der Steuerstange
32, die an einem Exzenter oder einer Kurbel 33 angreift, die wiederum auf der Kurbelwelle
24 sitzt. 34. ist das Einlaßventil für den Hochdruckkolben; 35 ist das Auslaßventil.
Von dem Hochdruckzylinder 21 führt eine Leitung 36 zu dem Hochdruckbehälter
37; 38# 39 und 40 sind Absperrhähne.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Antrieb der Scheibe i gehen die
Kolben 6 und 7 auf und nieder. Die Hähne 38, 39 werden zunächst geschlossen. Gleichzeitig
wird der Dreiwegehalin 18 so gestellt, daß die Luft Tiber den Stutzen 16 angesaugt
werden kann. Die beiden Kolben 6 und 7 saugen dainit Frischluft an und komprimieren
diese und drücken die komprimierte Luft durch die Leitungen i i und i9 in den Niederdruckbehälter
12. Ist im N iederdruckbehälter eine gewisse Druckspannung erreicht, so werden die
Hähne 38, 39 und .Io geöffnet und der Dreiwegehalin 18 so eingestellt, daß das Zylinderinnere
9 mit dem Aufnehmer 17 in Verbindung gebracht wird und die Luftansaugung durch den
Stutzen i6 aufhört. Bei der weiteren Durchführung des Arbeitsverfahrens saugt der
Kolben 6 weiterhin Frischluft an und drückt die verdichtete Luft nach dem Niederdruckbehälter
12. Der Kolben 7 schafft dagegen im Aufnehmer 17 ein Vakuum. Gleichzeitig drückt
die komprimierte Luft, die aus dem Behälter 12 kommt, durch die Leitung
30 unter den Kolben 28 und schiebt diesen nach oben. Damit geht auch der
Kolben 22 nach oben. In der obersten Stellung des Kolbens 28 erfolgt die Umsteuerung
des Dreiwegehahnes 3 i über die Steuerstange 32 und den Exzenter 33 derart, daß
der Dreiwegehahn das Innere des Zylinders 29 mit dem Aufnehmer 17 verbindet. Da
die Luft aus dem Aufnehmer durch den Kolben 7 herausgesaugt worden ist, so geht
der Kolben 28 sofort nieder. In der untersten Stellung erfolgt wiederum die Umsteuerung
des Dreiwegehahnes 31 in die alte Stellung, so daß die Druckluft aus dem Behälter
12 unter den Kolben 28 gelangen kann. Während die Kolben 6 und 7 rasch arbeiten
und immer wieder Druckluft in den N iederdruckbebälter 12 fördern, wird ein Teil
der Druckluft zum Antrieb des Kolbens mehr nutzbar gemacht. Der übrige Teil der
Druckluft geht über den Kanal 2o nach dem Zylinder 21 und wird dort durch den Kolben
22 -,weiter komprimiert und gelangt über die Leitung 36 in den Hochdruckbehälter.
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An Stelle von Luft kann zum Antrieb des Kolbens 28 auch eine Druckflüssigkeit
verwendet werden, die dann im unteren Teil. des N iederdruckbehälters 12 aufgenommen
wird und von da genau wie die vorher beschriebene Druckluft unter den Kolben 28
zurück in den Aufnehmer, unter den Kolben 7 und zurück in den Nieder druckbehälter
12 gelangt. Die Verwendung von Druckflüssigkeit besitzt den Vorteil der unmittelbaren
Wirkung, da diese sich praktisch nicht komprimieren läßt.
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Das Verfahren und die das Verfahren durchführende Vorrichtung zeigt
die Mög-lichkeit, bei genügend starkem Bau der Anlage Gase zu verflüssigen.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit verhältnismäßig kleiner Kraft sehr
hohe Drücke erzielt werden können.