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Elektromagnetisch gesteuertes Saugventil für Ammoniakdampfverdichter
Es ist bekannt, bei Kolbenverdichtern zum Zwecke der Leistungsverminderung die Saugventile
während des Druckhubes eine Zeitlang offen zu halten, und es ist ferner bekannt,
für diesen Zweck elektromagnetische Steuerungen vorzusehen. An ausgeführten Steuerungen
dieser Art werden bei Plattenventilen die Magnete teilweise dabei so angeordnet,
daß sie durch ein Gestänge und eine Hebelübertragung mittels einer Greifervorrichtung
die Ventilplatten von ihrem Sitz so lange abheben, wie es der .gewollten Leistungsverminderung
entspricht. Bei einer weiteren Ausführung sind die ringförmigen Ventilplatten zwischen
der Magnetspule und dem Plattenfänger angeordnet, wobei der Plattenfänger magnetisch
beeinflußt wird. Beide Ausführungsformen weisen erhebliche Nachteile auf. Nachteilig
bei der Steuerung mittels Greifern ist, daß die Greifer mit den Ventilplatten nicht
fest verbunden sein können; infolgedessen treten insbesondere bei höheren Drehzahlen
erhebliche Schläge auf, die zu einer frühzeitigen Zerstörung der Platten führen.
Bei der .anderen Ausführung, bei der die Ventilplatten zwischen Magnetspule und
Plattenfänger angeordnet sind; sind die Wege für den Kraftfluß durch den Ventilkörper
bis zum Plattenfänger recht groß, wodurch hie Verluste unerwünscht groß werden;
ferner werden dabei leicht auch solche Teile magnetisiert, die unmagnetisch bleiben
müssen, um das Arbeitsspiel der Ventilplatten nicht ungünstig zu beeinflussen. Um
die genannten Nachteile möglichst zu verringern, ist auch schon vorgeschlagen worden,
die Magnetspule im Plattenfänger selbst unterzubringen. Auch diese Ausführung entspricht
jedoch in der vorgeschlagenen Form noch nicht den Forderungen, die an elektromagnetisch
gesteuerte
Plättensaugventile von Kalt- " dampfverdicbtern, insbesondere Ammoniakdampfverdichtern,
gestellt werden.
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Gerade bei Ammorniakverdichtern ist es besonders wichtig, Ventilformen
zu entwickeln, die einen möglichst geringen Druckabfall in diesen Ventilen gewährleisten.
Es ist nämlich der Ammoniakdampf bei den üblichen Betriebsverhältnissen erheblich
zäher, und er besitzt ein größeres spezifisches Gewicht als die meisten sonst in
Kolbenverdichtern verdichteten Gase und Dämpfe. Dazu kommt, d.aß bei den als Kältemaschinen
üblicherweise verwendeten Am@moniakdampfverdichtern der Dämpfdruck sowohl saug-
wie auch druckseitig zuweilen stark schwankt. Im Hinblick hierauf werden aus Gründen
der Wirtschaftlichkeit die bei Kolbenverdichtern sonst üblichen Gas- bzw. Dampfgeschwindigkeiten
in dieser Höhe für Annnoniakdampfverdichter normalerweise nicht zugelassen. Dieser
Gesichtspunkt ist insbesondere auch bei der Durchbildung der Ventile zu beachten.
Dementsprechend ist hier einerseits ein möglichst großer freier Strömungsquerschnitt
anzustreben. Andererseits müssen jedoch -die Abmessungen der Ventile an sich noch
klein genug ,gehalten werden, um diese Ventile auch am Zylinderumfang noch zweckmäßig
unterbringen zu können. Diese beiden Förderungen, ,große Strömungsquerschnitte und
kleine Ventilabmessungen, sind mit den bisher bekanntgewordenen Vorschlägen zur
Ausbildung elektromagnetisch gesteuerter Plattensäugventile gleichzeitig nicht -erfüllbar.
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Erfindungsgemäß wird deshalb für Ammoniakdampfverdichter ein elektromagnetisch
gesteuertes. Plattensaugventil vorgeschlagen, bei dem mehrere Magnetspulen in konzentrischen
Ringen in Vertiefungen des mit einer der Spulenzahl mindestens entsprechenden Zahl
von Ringkörpern ausgestatteten Plattenfängers eingebaut und derart geschaltet sind,
daß in radialer Richtung nur gleichnamige Pole benachbart sind. Die Auflösung der
bisher üblichen einen Magnetspule in mehrere, in den Ringkörpern des Plattenfängers
untergebrachte Spulen ermöglicht @es, den freien Strömungsquerschnitt in eine -der
Spulenzahl entsprechende Zahl von Ringspalten mit besonderen Ventilplatten aufzuteilen
und ihn so beliebig groß zu gestalten;, was aus Festigkeitsgründen mit Rücksicht
auf die an sich hoch beanspruchten Ventilplatten für den einzelnen Spalt nicht möglich
ist. Die Anordnung benachbarter gleichnamiger Pole in radialer Richtung vermeidet
störende und die Wirksamkeit der Einrichtung herabmindernde . Streukraftlinien zwischen
den einzelnen Ringmagneten, die bei der an sich nächstliegenden Anordnung u,-gleichnamiger
benachbarter Pole in radialer Richtung in Verbindung mit der erstrebten möglichst
gedrängten Anordnung der Ventile unvermeidlich wären. Läge nämlich bei -@deser Anordnung
beispielsweise ein Südpol des inneren Ringmagneten einem Nordpol des äußeren Ringmagneten
benachbart, so würden sich in diesem Fall Kraftlinien auch von einem Ringmagneten
zum anderen ausbilden, wodurch unerwünschte Verluste hervorgerufen würden, die ihrerseits
wiederum eine Vergrößerung der Spulenäbmessungen und damit der Ventile überhaupt
zur Folge hätten. Eine solche Vergrößerung ist jedoch aus den schon genannten Gründen
durchaus unerwünscht. Sie wird vermieden durch die angeführten Maßnahmen, durch
die einmal der jeweilige Kraftfluß auf den kleinstmöglichen Weg und zum ,anderen
die Verluste auf ein Mindestmaß beschränkt werden. Vielmehr ermöglichen es diese
Maßnahmen sogar, mit einer so geringen Windungszahl für .die einzelnen Magnetspulen
auszukommen, daß diese praktisch in den Plattenfängern normaler Bauart untergebracht
werden können. Demzufolge weisen im Gegensatz zu den bisher bekannten Ausführungsformen
die elektromagnetisch gesteuerten Plattensaugventile bei Ausführung nach vorliegendem
Vorschlag praktisch keine größeren Abmessungen auf als urigesteuerte Ventile gleicher
Durchströmquerschnitte.
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Die vorgeschlagene Anordnung ist aus der Abb. i ersichtlich. Hierin
sind die Ringkörper des beispielsweise mit zwei solchen Körpern dargestellten Ventilfängers
ct des Plattensaugventile.s mit a, und a2 bezeichnet. Jeder .der beiden Ringkörper
besitzt eine Vertiefung, in denen die Magnetspulen f, bzw. f" eingebettet und die
jeweils durch urimagnetische Stücke g gas- und druckdicht verschlossen sind, damit
das Spulenmaterial und dessen Isolierung nicht unmittelbar dem Ammoniakdampf ausgesetzt
ist. Zweckmäßig läßt man diese-unmagnetischen Ringe g etwas über die als Magnetjoch
wirkenden Ringkörper hinausstehen, damit ,jeweils der Abstand zwischen diesen urimagnetischen
Teilg und der Ventilplatte kleiner ist als der Abstand zwischen dem Ringkörpermagnetjoch
und der Platte, wodurch ein Kleben der als Anker dienenden Ventilplatte am Magnetjoch
verhindert wird. Die ringförmigen Ventilplatten cl und e2 werden dabei; wie im Beispiel
gezeigt, durch die Federn d auf ihre Sitze gedrückt, sofern nicht selbstfedernde
Platten bevorzugt werden. Mit b ist der Hauptventilkörper bezeichnet, der mit dem
Plattenfänger durch .die Verschraubung e zusammengehalten wird. Um eine Streuung
:der Kraftlinien zu vermeiden, ist eine magnetische
Isolierung zweckmäßig
vorzusehen, Hierzu ist der Ventilkörper b beispielsweise mit einer unmagnetischen
Platte h gegen die Ventilplatten abgedeckt, so daß die eigentlichen Ventilsitze
im unmagnetisGhen Teil des Ventilkörpers liegen. Es kann jedoch stattdessen auch
der Ventilkörper selbst ganz oder teilweise aus unmagnetischem Material hergestellt
sein. Zur weiteren magnetischen Isolierung ist beispielsweise der Ring k gegenüber
dem Verdichtergehäuse 1 und der Ring i gegenüber der Verschraubung e vorgesehen;
beide Ringe müssen dementsprechend ebenfalls aus unmagnetischem Material hergestellt
sein. Dieses Material muß naturgemäß zugleich auch ammoniakbeständig sein; es. empfiehlt
sich die Verwendung von Werkstoffen wie beispielsweise Austenitstahl, Nichteisenstoffe
,auf Kunstharzbasis oder Nichteisenmetalle mit ammoniakbeständigen Schutzüberzügen
o. dgl.
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In den A,bb. z und 3 ist gezeigt, wie die in radialer Richtung benachbarten
Pole der ringförmigen Magnetspulen bei dem Gegenstand der Erfindung gleichnamig
anzuordnen sind, um störende Streukraftlinien zu vermeiden. Abb. q. dagegen zeigt,
wie bei der dem Gegenstand der Erfindung. nicht entsprechenden Anordnung ungleichnamiger
benachbarter Pole sich die Wirksamkeit der Einrichtung herabmindernden Streukraftlinien
in diesem Fall ausbilden würden.