DE672628C

DE672628C - Vorrichtung zur stufenlosen Regelung von Kolbenverdichtern

Info

Publication number: DE672628C
Application number: DEH147979D
Authority: DE
Original assignee: Hoerbiger and Co
Current assignee: Hoerbiger and Co
Priority date: 1936-06-20
Filing date: 1936-06-20
Publication date: 1939-03-06

Description

Vorrichtung zur stufenlosen Regelung von Kolbenverdichtern Es ist bekannt, die Leistung von Kolbenverdichtern bei gleichbleibender Umlaufgesch windigkeit dadurch zu regeln, daß das oder die Saugventile während eines mehr oder minder großen Teils des Druckhubes offen gehalten werden. Es wird dann während des Druckhubes ein der Einstellung des Reglers entsprechender Teil des .angesaugten Mediums wieder ins Freie gedrückt.
Dieses zurückflutende Medium durchströmt das Saugventil mit großer Geschwindigkeit und übt dabei einen nicht unbeträchtlichen Strahldruck auf das Saugventil aus. Die Größe dieses Druckes ist eine Funktion von dem Quadrat der Durchflußgeschwindigkeit.
Die Kräfte zum Offenhalten der Saugventile während der Regelperiode müssen diesem Strahldruck angepaßt sein. Mit dem Ansteigen dieser Kräfte wachsen also auch die Größen der Regeleinrichtung, die ihrerseits die Regelung nachteilig beeinflussen. Auch bereitet es Schwierigkeiten, die erheblichen Haltekräfte infolge des oft nur kleinen zur Verfügung stehenden Raumes ,aufzubringen. Von besonderem Nachteil ist die Größe des Strahldruckes für die Ventilplatte, da diese im Augenblick des Schließens mit beträchtlicher Gewalt gegen den Ventilsitz geschleudert wird. Das kann, leicht zu Brüchen Anlaß geben.
Gemäß der Erfindung werden die vorgenannten Nachteile dadurch beseitigt, daß das während der Regelperiode durch das geöffnete Saugventil zurückströmende Medium zur Verminderung der Rückfllußgeschwindigkeit im Ventil in einem vor diesem liegenden Raum endlicher Größe aufgefangen wird.
Zu diesem Zweck ist in der Saugleitung vor dem geregelten Saugventil ein an sich bekannter Zuschaltralum durch ein zusätzliches Rückschlagventil abgegrenzt.
In der Zeichnung ist in Fig. i eine beispielsweise Ausführungsform eines Kolbenverdichters schem,atiscli dargestellt.
Fig, z zeigt verschiedene Leistungsdiagramme.
Fig.3 ist eine graphische Darstellung der Durchströmgeschwindigkeit des Mediums durch das Saugventil während der Regelperiode bei einem Kolbenverdichter normaler Bauart und einem Kolbenverdichter gemäß der Erfindung.
Bei dem Kolbenverdichter entsprechend Fig. i bewegt sich in dem Zylinder @a ein Kolben b. Das Ansaugen in den Zylinderraumaerfolgt durch das Saugventilc, welches durch den Regler d gesteuert wird. Zwischen dem Saugventil c -und einem zweiten in der Saugleitung liegenden Ventil/, welches in der gleichen Richtung wie das Ventil c öffnet, ist der Zuschaltraumg eingeschaltet. Das Ventil f wird im Gegensatz zu dem Ventil c nicht durch einen Regler beeinflußt; es arbeitet selbsttätig. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Verdichtern mit stufenloser Leistungsregelung, bei welchen während der Regelperiode das zurückflutende Medium durch das offen gehaltene Saugventil in die drucklose Saugleitung- ge- langt, wird gemäß der Erfindung diesei#:,zd@; rückgeschobene Teil des Mediums ebenfäll" durch das geöffnete Ventil c herausgedrückt, aber in dem Zuschaltraum ä durch das geschlossene Ventil f aufgefangen. In diesem Raumg steigt also der Druck während der Regelperiode an. Die Folge davon, ist eine Verringerung der Durchströmgeschvrindigkeit durch das Ventil c. Daraus ergibt sich eine Änderung des Strahldruckes des. zurückströmenden Mediums auf die Ventilplatte, da dieser Druck sich mit dem Quadrat der Geschnd:ndigkeit ändert. Zwar ist der Strahldruck auch abhängig von dem spezifischen Gewicht. Er wächst jedoch nicht mit dem Quadrat, sondern direkt proportional mit dem spezifischen Gewicht, welches natürlich mit zunehmendem Druck anwächst.
Die Größe des Zuschaltra:umes g richtet sich nach dem Verdichtungsverhältnis. Soll bis auf Mulleistung geregelt werden, bleibt also das Saugventil c während des ganzen Druckhubes. offen, so maß der Zuschaltraum die Größe aufweisen, die für die Verdichtungslinie lt, ä, k, m in dem Diagramm nach Fig. 2 der Zeichnung notwendig ist. Das Diagramm lt, rt, m, o stellt ein normales Verdichterdiagramm dar. Tritt der Regler in Tätigkeit, d. h. bleibt beispielsweise das Saugventil von lt bis i .offen, dann erfolgt während dieser Zeit die Verdichtung im Zylindera und im Zuschaltraumg. Im Punkt! schließt das Saugventil; die weitere Verdichtung geht nur noch im Zylinderraum a vor sich, und zwar von, i bis lr. Nach der Linie p-m erfolgt das Ausschieben des verdichteten Mediums in die Druckmittelleitung. Von in bis f erfolgt die Rückexpansion im Zylinderrauma, von g bis r die Rückexpansion im Zylindera und im Zuschaltraum g und von r bis h endlich die Ansaug. r Ein anderes Bild eines Diagramms eines 'geregelten Verdichters zeigt der Verlauf h, k; s, m, t, ,u, lt.
Der durch die Geschwindigkeitsverringerung erzielte verminderte Strahldruck Mt sich an nachfolgendem Beispiel klar erkennen.
Bei einem Verdichtungsverhältnis von für Luft soll in dem Saugventil eine mittlere Geschwindigkeit von W," = 35 m/s angenommen werden. Diese Verhältnisse ergeben für 9o° Strahlablenkung einen Strahldruck, der rechnerisch ermittelt werden kann. Diese Kräfte sind für den Bereich der Regelung von Voll- ;auf Nulleistung in Fig.3 als Kurve x eingezeichnet. Die entsprechende Kurvey für die Ausführung eines Verdichters ohne Zuschaltraum steigt wesentlich höher hinauf als die Kurve x. Gemäß der Erfm: dang genügt also zum Ofenhalten des Saugventils c eine bedeutend geringere Kraft als bei den Verdichtern. üblicher Bauart. Auch ist die Geschwindigkeit, mit welcher das Saugventil. im Augenblick des Schließens auf den Sitzgeschleudert wird, beträchtlich iliedriger als sonst.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zur stufenlosen Regelung von Kolbenverdichtern durch zeitweises Offenhalten des Saugventils während des Druckhubes, dadurch gekennzeichnet, daß in der Saugleitung vor dem geregelten, Saugventil (c) durch ein zusätzliches Rückschlagventil (f) ein an sich bekannter Zuschaltraum (g) abgegrenzt ist.