-
Kompressor, im besonderen für Kältemaschinen Die Erfindung betrifft
einen Kompressor, bei dem die Kompression des Gases in einem Raum (dem Arbeitsraum)
dadurch erfolgt, daß eine Betriebsflüssigkeit in diesen Raum intermittierend hineingepumpt
und herausgesaugt wird. Beim Heraussaugen der Betriebsflüssigkeit strömt aus der
Saugleitung das Gas unter niederem Druck über ein Absperrorgan in den Arbeitsraum.
Beim Hineindrücken der Betriebsflüssigkeit in den Arbeitsraum wird das Gas komprimiert
und strömt über ein zweites Absperrorgan in die Druckleitung.
-
Man kann nun erfindungsgemäß den schädlichen Raum beseitigen und die
schädlichen Wirkungen der Ventilundichtigkeiten ausschalten, indem man so viel Betriebsflüssigkeit
in den Arbeitsraum hineinpumpt. daß eia Teil der Betriebsflüssigkeit über das Druckventil
aus dem Arbeitsraum austritt. Zwischen dem Druckventil und der Druckleitung ist
ein besonderer Raum vorgesehen, der die über das Druckventil aus dem Arbeitsraum
austretende Flüssigkeit aufnimmt. Dieser Raum kommuniziert mit dem Arbeitsraum außer
dem Druckventil über ein weiteres Absperrorgan und enthält eine besondere Vorrichtung,
welche die Kommunikation des Raumes mit dem Arbeitsraum über dieses Absperrorgan
öffnet, sobald der Flüssigkeitsspiegel in diesem Raum eine bestimmte Höhe erreicht.
Dieses Absperrorgali kann eine V entilwirkun- besitzen und die Betriebsflüssigkeit
mir in Richtung des Arbeitsraumes durchlassen. Hierzu ist zu bemerken, daß Kolbenkompressoren
* mit einem festen Arbeitskolben und einem als Hilfskolben dienenden Flüssigkeitskolben
bekannt sind, bei denen der etwa über das Druckventil übertretende Teil der Hilfskolbenflüssigkeit
von einem Sammelraum kontinuierlich oder periodisch in den Saugraum zurückgeführt
wird. Infolge der Verwendung eines festen Arbeitskolbens, der mittels' einer starren
Kolbenstange von einer Kraftmaschine hin und her bewegt wird, ist bei diesen Kompressoren
das Hubvolumen von vornherein festgelegt.
-
Bei einem Kompressor gemäß der Erfindung, bei welchem die Betriebsflüssigkeit
nicht durch einen festen Kolben, sondern durch in der Flüssigkeit erzeugte elektrocivnamische
Kräfte bewegt wird, ist dagegen die während eines Hubes in den Arbeitsraum strömende
Flüssigkeitsmenge nicht von vornherein gegeben. Sie ist vielmehr bedingt erstens
durch Saugdruck und Förderdruck der elektrodynamischen Bewegungsvorrichtung entsprechend
ihrer Förderkennlinie und zweitens durch den Zeitintervall zwischen zwei Umkehrungen
der Fördervorrichtung der Betriebsflüssigkeit. Die Umkehrung wird hervorgerufen
durch eine Umscba ltung der Richtung ' der elektrodynamischen Kräfte in der Betriebsflüssigkeit.
Der Zeitintervall zwischen zwei Umkehrungen ist dann wieder bestimmt durch die Antriebsart
desjenigen Schalters, durch dessen Betätigung die die elektrodynamischen KräfteerzeugendenStröme
umgekehrt werden. Wird dieser Unikehrschalter
beispielsweise durch
einen Synchroninotor mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben, so ist zwar die
Hubzeit fest, aber das Hubvolumen ist noch immer veränderlich infolge der Abhängigkeit
von den Drücken. Wird der Umkehrschalter regelbar angetrieben, so ist das Hubvolumen
des Kompressors auch bei konstanten Drücken veränderlich. Es besteht damit die Gefahr,
daß der Arbeitsraum am Ende des Hubes von der Betriebsflüssigkeit nicht voll ausgefüllt
wird, daß also ein schädlicher Raum entsteht. Diese Gefahr wird nach der Erfindung
in jedem Falle beseitigt.
-
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema
gezeichnet. 1 ist ein zylindrisches Rohr, 2 ein zylindrischer Eisenkern in diesem
Rohr, 3 ein ringförmiger Spalt, der zwischen Eisenkern und Rohr für die Betriebsflüssigkeit
frei bleibt. Auf das Rohr 1 wird ein in der Zeichnung nicht dargestellter elektrischer
Stator geschoben, der beim Einschalten des Stromes ein magnetisches Wanderfeld erzeugt,
welches die Flüssigkeit je nach der Schaltung nach oben oder nach unter. im Spalt
3 mitnimmt. So wird die Betriebsfliissigkeit (z. B. geschmolzenes Natrium) durch
Umschaltung des Stators abwechselnd aus dein Arbeitszylinder :4 in den Arbeitszylinder
5 oder umgekehrt aus dem Arbeitszylinder 5 in den Arbeitszvlinder .:1 gedrückt.
Im letzten Falle strömt die Betriebsflüssigkeit so lange in den Zylinder-l, bis
das vorhandene Gas vollkomirren aus demselben über das Absperrorgan 6 (dem Druckventil)
verdrängt ist. Die Betriebsflüssigkeit fließt sodann noch kurze Zeit über das Absperrorgan
6 in den Raum 7. Durch Umpolung des Stators mittels einer Schaltvorrichtung wird
die Strömungsrichtung der Betriebsflüssigkeit umgekehrt; die Betriebsflüssigkeit
wird aus dem Zylinder 4 in den Zylinder 5 gepreßt. Das Druckventil 6 steht dabei
unter Betriebsflüssigkeit, deren Spiegel im Raum ; eine bestimmte Höhe besitzt.
-
Es kann also aus dem Raum ; kein Gas über 6 nach .4 gesaugt werden;
die evtl. vorhandene Ventilundichtigkeit bleibt unschädlich. Dagegen strömt nun
beim Heraussaugen der Betriebsflüssigkeit aus dem Zylinder :1 über das Saugventil
S Gas aus der baugleitung 9 in den Zylinder. Das in diesem Saugventil angebrachte
Gefäß io bleibt dabei mit Betriebsflüssigkeit gefüllt, so daß, wenn nun der Stator
abermals umgepolt wird und die Betriebsflüssigkeit wieder in den Zylinder 4 hineingedruckt
wird, das Saugventil unter Flüssigkeitsdichtung steht; trotz eventueller Ventilundichtigkeit
kann mithin (las komprimierte Gas nicht Tiber das Saugventil entweichen. Das Gefäß
1o wird mit jedem, Hube erneut selbsttätig mit Betriebsflüssigkeit vollgefüllt.
Im Zylinder 5 spielt sich das gleiche ab wie im Zylinder d.. 111 den Vorraum 7 strömt
auf diese Weise ain Ende jedes Hubes über eines der Druckventile 6 bzw. i i et-was
Betriebsflüssigkeit hinzu. Ein mit dem Schwimmer 12 verbundenes Nadelventil 13 öffnet,
sobald der Spiegel der Betriebsflüssigkeit eine bestimmte Höhe in 7 erreicht hat,
eine Kommunikation zwischen 7 und 5 über das Ventil 14. Wenn das \ adelventil 13
geöffnet ist, so strömt bei jedem Saughube Betriebsflüssigkeit aus ; Tiber 14 nach
5.
-
Auf diese `'eise stellt sich für jeden Betriebszustand, der, wie oben
erwähnt, durch die Hubzeit und den Saug- bzw. Kompressionsdruck gegeben ist, selbsttätig
diejenige Flüssigkeitsmenge in den Arbeitsräumen ein. bei welcher der Arbeitsrauen
am Ende des Druckhubes noch gerade voll ausgefüllt ist und eine geringe Flüssigkeitsmenge
durch die Druckventile fließt. Besteht beispielsweise ein stationärer Zustand dieser
Art, und es wächst aus irgendeinem Grunde das Hubvolumen (die von der Flüssigkeitspumpe
zwischen zwei Umkehrungen geförderte Flüssigkeitsmenge), so tritt in den ersten
Hüben nach dieser Änderung eine größere Flüssigkeitsmenge Tiber die Druckventile
in den Vorratsraum 7, so lange, bis in den Arbeitsräumen die Flüssigkeitsmenge sich
auf das richtige Maß verringert. Dabei. kann zwar der Schwimmer 12 die öffnung 13
öffnen, aber die durch diese ()ffnung in den Arbeitsraum zurückfließende Flüssigkeitsmenge
ist in dieseln Falle geringer als die über die Druckventile eintretende Flüssigkeitsmenge,
da die Üffnung 13 nur einen sehr kleinen Durchmesser besitzt. Iln entgegengesetzten
Falle, n,imlich bei einer plötzlichen Abnahme des Hubvolumens, werden in den ersten
Hüben nach der Änderung die Arbeitsräume nicht voll ausgefüllt; es findet jedoch
sogleich ein Ausgleich statt, da über die üffnung 13 aus dem Raum ; Flüssigkeit
in den Arbeitsranin zurückfließt. Die Üffnung 13 wird nämlich durch den Schwimmer
12 geöffnet, und zwar deswegen, weil in dem Raum ; mehr Betriebsflüssigkeit vorhanden
ist, als sich in diesem selbst bei einem solchen kleinsten'Hubvolumen befinden könnte,
bei welchem die llaschine noch ohne schädlichen Raum arbeitet. Es ist also in diesem
Falle in dem Raum; geniigend Flüssigkeit vorhanden, um den Schwinuner 12 zu heben
und damit das Nadelventil 13 zu öffnen.
-
Auf diese Weise paßt sich der I%onll)ressor innerhalb gewisser Grenzen
jedem Betriebszustand selbsttätig an.
-
lici Außerbetriebsetzung der T'unil>e könnte
bei vorhandenen
Ventilundichtiglceiten Betriebsflüssigkeit in die Saugleitung allmählich hineingedrückt
werden. Dies wird erfindtin,-sg emä ' ß durch ein Ausgleichsorgan
15 zwischen dem Arbeitsraum 4 und 5 ausgeschlossen. Das Ausgleichsorgan besteht
aus einem Rohr 1G, das die beiden Zylinder über eine verhältnismäßig enge üffnung
17 verbindet; Die an das Rohr angeschlossenen Gefäße iS und i9, die sich
bei jedem Hub erneut mit Betriebsflüssigkeit füllen, sorgen dafür, daß die Öffnung
17 während des Betriebes stets unter Flüssigkeitsabscbluß bleibt. Wird jedoch die
Pumpe außer Betrieb gesetzt, so stehen über das Ausgleichsorgan 15 die Gasräume
der beiden Zylinder miteinander in Verbindung, und das Flüssigkeitsniveau gleicht
sich zwischen den beiden Zvlindern aus. Es kann somit das Flüssigkeitsniveau in
keinem der Zylinder das Saugventil erreichen, und die Flüssigkeit kann nicht in
die Saugleitung eindringen.