DE57609C - Drillings-Compressor - Google Patents

Description

PATENTAMT. \%

Bei dem Getriebe gewöhnlicher eincylindriger Compressoren und namentlich wenn diese, wie vielfach üblich, durch. Zahnradvorgelege getrieben werden, entstehen durch den höchst ungleichmäfsigen Arbeitswiderstand beim Hubwechsel durch Stöfse u. dergl. sehr bedeutende Arbeitsverluste und aufserdem auch leicht Brüche · der Getriebetheile. Dies ungünstige Arbeitsverhälthis ist bei den in der bisherigen Weise ausgeführten und getriebenen Compressoren ganz unvermeidlich. Diesem Uebelstand wird nach vorliegender Erfindung dadurch abgeholfen, dafs der Compressor mit drei Cylindern ausgeführt wird, deren auf eine Wellenumdrehung bezw. auf einen Kurbelkreis entfallende Gesammtarbeit auf diesem Kurbelkreis dadurch gleichmäfsig vertheilt wird, dafs in demselben die Angriffspunkte der drei Kolben der Cylinder um 120⁰ versetzt sind. Für den einen Fall, dafs hierbei der erste Cylinder dem zweiten und der zweite dem .dritten das comprimirte Fluidum zuarbeitet, müssen die Inhaltsgröfsen der drei Cylinder in einem bestimmten Verhältnifs zu einander stehen, um die gleichmäfsige Vertheilung der Arbeit auf jede Umdrehung der Antriebswelle zu erreichen. Die Dreitheilung der Arbeit kann aber auch in der Weise geschehen, dafs von einer dreifach gekröpften Welle aus drei Cylinder und Kolben von gleichem Querschnitt betrieben werden, die einander nicht zuarbeiten, doch ist die erstere Arbeitsweise vorzuziehen.

Die Zeichnung stellt einen solchen Drillings-Compressor in Ansichten, Schnitten und Einzelheiten dar.

Die Angriffspunkte der Kolben a' α ² α ³ der drei Pumpencylinder C¹ C² C^z, Fig. 1 und 2, sind an der Antriebswelle b um 120⁰ versetzt und von diesen Cylindern arbeitet der Kolben des ersten Cylinders C¹ das comprimirte Fluidum dem zweiten Cylinder G² zu und der Kolben des letzteren arbeitet dasselbe dem dritten Cylinder C³ zu, so dafs die Compressionsarbeit in drei Theile zerlegt ist. Um z. B. für Kohlensäuregas die Compressionsarbeit auf die drei Cylinder möglichst gleichmäfsig zu vertheilen, müssen die Querschnitte q¹ q² q^s derselben annähernd in folgendem Verhältnifs stehen:

9 P P

ip* f

wo P den zu erreichenden Enddruck bedeutet. Daraus ergiebt sich:

q^l: q²: q³ = ■$ : 1,5 : 1.

Anfangs erreichen die Gase in den Pumpencylindern C² und C³ und in den hinter jedem Cylinder angeordneten Kühlschlangen d¹ d² d³ nicht die beabsichtigte Spannung, von Kolbenhub zu Kolbenhub berichtigt sich aber die Druckhöhe, bis nach einer gewissen Anzahl von Kolbenspielen ein jeder Cylinder Gas von solcher Dichtigkeit liefert, wie dem gewählten Querschnitt entspricht. Der Inhalt der. in einem von Kühlwasser durchflossenen Behälter e¹ e^{2 ;}e³ angeordneten Kühlschlangen d¹ d² d^s entspricht ungefähr dem doppelten Inhalt der Cylinder

und diese selbst liegen in von Kühlwasser durchflossenen Behältern Z¹/²/³·

Bei richtiger Wahl der Querschnitte arbeiten sich die Kolben auch ohne Regulirventile die Gasmengen wie beabsichtigt zu. Zur Sicherheit sind indessen an den Enden der Kühlschlangen mit Federn belastete Regulirventile g¹g²g³ angeordnet, deren Federn h^(h²h³) mittelst durch doppelte Stopfbuchsen n¹ n² abgedichteter Schraubenspindeln Z¹Z²J³ von aufsen angespannt werden können, um kleine Arbeits- und Druckdifferenzen auszugleichen und die Arbeit möglichst gleichmäfsig zu vertheilen. Infolge der gleichmäfsigen Vertheilung der Arbeit auf die volle Umdrehung der Antriebswelle b, Vermeidung der Zahnrädervorgelege u. s.w. arbeitet der Drillings-Compressor fast ohne Stöfse, also ohne Arbeitsverlust.

Saugt z. B. der Kolben α^v Kohlensä'uregas von atmosphärischer Spannung und comprimirt er dasselbe bis zu ungefähr 20 Atmosphären, so arbeitet der zweite Pumpenkolben a^% mit einem Saugdruck von 20 Atmosphären, wird also beim Saugen gehoben und comprimirt beim Rückgang das Gas bis auf etwa 40 Atmosphären. Der dritte Pumpenkolben a³ arbeitet somit mit einem Saugdruck von 40 Atmosphären , wird also ebenfalls geschoben und comprimirt beim Rückgang bis auf 60 Atmosphären bei genügender Abkühlung, also bis zur Verflüssigung des Gases.

Zum Antrieb des Drillings-Compressors kann eine Verbundmaschine oder Zwillingsmaschine dienen und zu diesem Zwecke können an den Enden der Antriebswelle b Antriebskurbeln k' A;² angeordnet werden. Doch kann man auch jeden' der drei Compressoren gesondert unter den dargelegten günstigen Arbeitsverhältnissen, und zwar durch jeden passenden Motor treiben, am Wesen der Erfindung wird dadurch nichts geändert. Auch ist nicht ausgeschlossen, dafs man die drei Compressionskolben Wege von verschiedener Länge machen läfst, die Kröpfung also entsprechend einrichtet; wesentlich ist nur, dafs die Gesammtarbeit der drei -Pumpencylinder C¹ C² C³ auf eine Wellenumdrehung dadurch gleichmäfsig vertheilt wird, dafs in diesem Kurbelkreis die Angriffspunkte der drei Kolbenstangen um 120⁰ versetzt sind.

In Ländern mit hohen Kohlenpreisen ist der Antrieb durch eine Drillings-Expansionsmaschine, wie in Fig. 3 dargestellt, besonders zu empfehlen. Die Kolben α¹ α² α³ der drei Compressoren sitzen den Dampfcylinderkolbenstangenm'm²»!³ gegenüber und sind mit diesen verbunden. Bei diesem Antrieb des Drillings-Compressors ist Vorsorge zu treffen, dafs beim Anlassen der Maschine bis zur Erreichung der richtigen Tourenzahl entweder der Compressor leer arbeitet oder der zweite Dampfcylinder frischen Dampf erhält.

Die Compressionscylinder selbst werden wie üblich mit doppelten Stopfbüchsen versehen. Die in diesen doppelten Stopfbüchsen und den doppelten Stopfbüchsen der Regulirventile g^l g² g³ sich ansammelnden Gase werden durch kleine Röhren η einem geschlossenen Sammelbehälter S zugeführt, bis der Druck in dem letzteren auf etwa 3 bis 5 Atmosphären gestiegen ist. Gegen solchen Druck abzudichten , ist bei den äufseren Stopfbüchsen nicht schwer, während dieser Druck als Gegendruck, auf den inneren Stopfbuchsen ruhend, den Austritt der Gase entsprechend erschwert.

Bei höherem Druck, den man zweckmäfsig auf etwa 5 Atmosphären begrenzt, öffnet sich ein mit Feder belastetes regulirtes Ventil und leitet das ausströmende Gas zur Saugleitung. _

Die hinter jedem Pumpencylinder angeordneten Kühlschlangen erhalten frisches Kühlwasser, wenn genügend davon vorhanden ist. Man kann aber auch dasselbe Kühlwasser von einer zur anderen Kühlschlange überführen und doch noch bei dieser Anordnung eine erträgliche Wirkung (natürlich mit mehr Arbeitsaufwand) erzielen, während andere Compressoren oder Eismaschinen hierbei schon versagen würden.

Man kann endlich die vom Refrigerator zurückkehrende Kälte (Gasmenge) benutzen, um vom dritten zum zweiten und ersten Cylinder rückströmend deren Kühlwasser, sowie das der Kühlschlangen durchströmen und abkühlen zu lassen.

Aus der letzten Kühlschlange d³, Fig. 3, gelangt die flüssige Kohlensäure, regulirt durch Ventil v, in den Refrigerator, und nach geleisteter Expansionsarbeit wird die noch kalte Kohlensäure mit ungefähr 25 bis 29 Atmosphären Spannung durch Rohr 0 und die Kühlschlangen 0 * 0² 0^s zurückgeleitet und gelangt dann, durch Ventil ν ² regulirt, in den Kreislauf zurück.

Aus dem Sammelbehälter S wird, durch Ventil v² regulirt, die aus den doppelten Stopfbüchsen der Cylinder C¹ C² C³ und Ventile g¹ g² g³ entweichende Kohlensäure zeitweise angesaugt, während die zeitweise zu ersetzende Kohlensäure aus der vom Generator oder ausVorrathsflaschen kommenden LeitungL, durch Ventil vⁱ regulirt, angesaugt wird.

Das Kühlwasser gelangt in die Kühlsysteme der Cylinderschlangen möglichst frisch und aufserdem bei w^xw²w³, Fig. 2, in die hohlen Pumpenkolben.

Wie schon erwähnt, kann die Dreitheilung der Compressionsarbeit auch in der Weise geschehen , dafs von einer dreifach gekröpften Welle aus drei Cylinder und Kolben von gleichem Querschnitt betrieben werden, die das comprimirte Fluidum einander nicht zuarbeiten, sondern für sich wirken. Der Compressor

kann selbstverständlich mit beliebigem Anfangssaugdruck arbeiten, sei es, dafs derselbe also etwa ο oder 25 bis 30 Atmosphären beträgt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein Gas - Compressor mit drei Pumpencylindern (C¹ C² C^s) von verschiedenem Querschnitt in solcher Verbindung mit einander, dafs dasselbe Gas von einem zum anderen Cylinder fortschreitend einem stärkeren Druck, event, bis zur Verflüssigung des Gases, unterworfen wird und dabei die von einer dreifach gekröpften Welle aus getriebenen Kolben annähernd die gleiche Arbeit verrichten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.