DE682036C

DE682036C - Electromagnetic capacity control of reciprocating compressors

Info

Publication number: DE682036C
Application number: DEH146748D
Authority: DE
Original assignee: Hoerbiger and Co
Current assignee: Hoerbiger and Co
Priority date: 1936-02-25
Filing date: 1936-02-25
Publication date: 1939-10-06

Description

Elektromagnetische Leistungsregelung von Kolbenverdichtern Es sind elektromagnetische Leistungsregler für Kolbenverdichter bekannt, bei welchen zur Leistungsverminderung die Saugventile über den Saughub hinaus während eines der gewünschten Leistungsverminderung entsprechenden Teils des Verdichtwngshub:es affengehalten werden durch den Anker eines auf die Ventilplatte drückenden erregten Elektromagneten. Wird dabei der Elektromagnet während jedes Verdichtungshubes erneut durch den in gleicher Richtung hindurchgeführten Strom erregt, so stellt sich bald ein remanenter Magnetismus ein, der die Regelgenauigkeit beeinträchtigt. Andererseits wurde schon vorgeschlagen, zur Vermeidung einer starken Funkenbildung an den Kontaktstellen den Strom ständig in einer Richtung durch eine Magnetspule zu führen und bei dem beabsichtigten Schließen des Ventils die Neutralisierung der magnetischen Kraft dadurch zu bewirken, daß eine gegenläufig vom Strom durchflossene zweite Spule zugeschaltet wird, die die Wirkung des ersten Magneten aufhebt. Aber auch in diesem Falle stellt sich bald ein remanenter Magnetismus ein. Die vorbeschriebenen Nachteile werden vermieden bei einem anderen Regelverfahren, bei welchem für jedes Saugventil beispielsweise zwei Magnetspulen angeordnet sind, die während des Regelspiels bei einem Verdichtungshub beispielsweise nordpolar und beim nächsten südpolar erregt werden. In heilen Fällen wird die Ventilplatte durch einen gleichstarken Diruck von dem Sitz abgehalten. In dem Augenblick des Druckhubes, in welchem das Saugventil schließen soll, wird eine der Spulen umgepolt, so daß sie in entgegengesetzter Richtung vom Strom durchflossen wird. Alsdann verschwindet die Magnetkraft vollständig, da sich die verschiedenpoligen Felder gegenseitig aufheben. Das Ventil kann also schließen unter der Einwirkung der normal auf es zur Einwirkung gelangenden Kräfte. Diese Anordnung bedingt jedoch eine schwierige Schaltung.Electromagnetic capacity control of reciprocating compressors There are known electromagnetic power regulator for reciprocating compressors, in which to Reduction in performance of the suction valves beyond the suction stroke during one of the Desired reduction in output corresponding part of the compression stroke: it held in a monkey are excited by the armature of an electromagnet pressing on the valve plate. If the electromagnet is activated again during each compression stroke by the in When the current passed through in the same direction is excited, a remanent current soon arises Magnetism, which affects the control accuracy. On the other hand it was suggested to avoid strong sparking at the contact points to lead the current constantly in one direction through a solenoid and in which intentional closing of the valve neutralizing the magnetic force in that a second coil through which the current flows in opposite directions is switched on which cancels the effect of the first magnet. But in this case, too A remanent magnetism soon sets in. The disadvantages described above will be avoided with another control method in which for each suction valve, for example two solenoid coils are arranged during the control cycle during a compression stroke for example north polar and the next south polar are excited. In safe cases the valve plate is held from the seat by an equally strong pressure. At the moment of the pressure stroke, in which the suction valve is to close, is one of the coils reversed its polarity so that the current flows through it in the opposite direction will. Then the magnetic force disappears completely, since the poles of different poles merge Cancel fields mutually. The valve can therefore close under the action the forces normally acting on it. However, this arrangement is conditional a difficult circuit.

Gemäß der Erfindung wird eine weseirtliche Vereinfachung dadurch erzielt, daß nur eine ständig an die Stromquelle angeschlossene Wicklung vorgesehen ist, die in dem für das selbsttätige Schließen vorgesehenen Augenblick lediglich umgepolt wird. Der Übergang von der nordpolaren Erregung auf die südpolare reicht, wie die Praxis gezeigt hat, vollständig aus, um dem Ventil unter der Einwirkung der normalen Schließkräfte das Schließen zu ermöglichen. Unmittelbar nach erfolgtem Schließen drückt der Magnet wieder. mit voller Kraft auf die Ventilplatte. Er kann sie aber nicht wieder in die geöffnete Lage drücken, weil nunmehr auf der Gegenseite der stärkere Zylinderdruck lastet.According to the invention, an economic simplification is achieved by that only one winding that is permanently connected to the power source is provided, the polarity reversed at the moment intended for automatic closing will. The transition from the north polar excitation to the south polar ranges, like that Practice has shown completely off to the valve under the action of normal Closing forces to allow closing. Immediately after closing the magnet pushes again. with full force on the valve plate. But he can do not press it back into the open position because the stronger cylinder pressure.

Die Fig. r bis 3 der Zeichnung zeigen eine graphische Gegenüberstellung der bekannten Regelarten und der Regelung gemäß der Erfindung. In den Fig. .4 und 5 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 4 schematisch eine Schaltung, bei welcher nur ein Ventilmagnet vorgesehen ist, Fig.5 ein zweites Schema mit zwei Spulen.FIGS. R to 3 of the drawing show a graphical comparison the known types of control and the control according to the invention. In FIGS. 4 and 5 show two exemplary embodiments of the invention. Show it 4 schematically shows a circuit in which only one valve magnet is provided, 5 shows a second scheme with two coils.

Bei einer bekannten elektromagnetischen Regelung verläuft die auf die Saugventilplatte zur Einwirkung gelangende Magnetkraft entsprechend Fig. z der Zeichnung. Es ist dabei eine ständig in gleicher Richtung an die Stromquellen angeschlossene Spule vorgesehen. Soll die Magnetkraft aufgehoben werden, so wird dieser Spule eine zweite Spule zugeschaltet, die in entgegengesetzter Richtung durchflossen wird. Das nordpolare Feld der einen Spule und das südpolare Feld der anderen heben sich dann gegenseitig auf, so daß die Ventilplatte nur noch unter der Einwirkung der sonstigen Kräfte steht. Nach Fig. i der Zeichnung wechseln somit nordpolare Erregungen des Abhebeinagneten mit neutralen Perioden ab. Soweit die nordpolare (oder südpolare) Erregung den Druckhub des Verdichters überschneidet, wird die Ventilplatte des Saugventils regelwidrig von ihrem Sitz abgehalten. Erst mit Beginn der neutralen Periode kann das Ventil selbsttätig schließen.In a known electromagnetic control, the runs on the suction valve plate to the action coming magnetic force according to Fig. Z of Drawing. It is one that is constantly connected to the power sources in the same direction Coil provided. If the magnetic force is to be canceled, this coil becomes a second coil is switched on, which flows through in the opposite direction. The north polar field of one coil and the south polar field of the other cancel each other out then on each other, so that the valve plate is only under the action of the other forces. According to FIG. 1 of the drawing, north polar excitations thus alternate of the lifting magnet with neutral periods. As far as the north polar (or south polar) Excitation overlaps the pressure stroke of the compressor, the valve plate of the suction valve illegally kept from their seat. Only with the beginning of the neutral period can close the valve automatically.

Arbeitet eine elektromagnetische Regelung nach dem Diagramm nach Fig. i, so ergibt sich ein remanenter Magnetismus, der die Regelgenauigkeit beeinträchtigt. Dieser wird vermieden, wenn ein Regler entsprechend Fig.2 arbeitet, bei welchem das Saugventil mit mehreren Spulen versehen ist, die so an die Stromquelle angeschlossen werden, daß sie in der einen Regelperiode insgesamt ein nordpolares Magnetfeld ergeben. In der nächsten Periode werden die Spulen so vom Strom durchflossen, f daß ihre Magr@etfelder sich gegenseitig aufheben. In dieser neutralen Periode kann die Ventilplatte wieder selbsttätig schließen. Bei der folgenden Periode dagegen werden die Spulen so, vom Strom durchflossen, daß sie insgesamt ein südpolares Magnetfeld ergeben. Ein remanenter Magnetismus kann dabei nicht aufkommen, weil während der aufeinanderfolgenden Erregungszustände, die jeweils durch eine neutrale Periode voneinander getrennt sind, die Polarität wechseln.If an electromagnetic control works according to the diagram in Fig. i, the result is a remanent magnetism which impairs the control accuracy. This is avoided if a controller works as shown in FIG the suction valve is provided with several coils, which are connected to the power source be that they result in a total of a north polar magnetic field in one control period. In the next period the current flows through the coils in such a way that their Magr @ etfelder cancel each other out. During this neutral period, the valve plate close again automatically. On the other hand, in the following period, the coils become in such a way that the current flows through them, so that they result in a south-polar magnetic field. A remanent magnetism cannot arise because during the successive Arousal states, each separated from one another by a neutral period are changing polarity.

Gemäß der Erfindung schließen sich, wie Fig..3 erkennen läßt, die Erregungszustände unmittelbar aneinander an. Es. findet also lediglich eine Umpolung statt, die, wie die Praxis gezeigt hat, durchaus hinreicht, um dem Saugventil unter der Einwirkung der sonstigen Kräfte ein Schließen zu ermöglichen. Im Gegensatz zu den Regelverfahren nach den Fig. i und 2 folgt somit auf eine nordpolare unmittelbar eine südpolare Erregung und umgekehrt. Die Stromaufnahme ist gleichbleibend.According to the invention, as shown in FIG. 3, the States of excitement directly to one another. It. thus only finds a polarity reversal instead, which, as practice has shown, is quite sufficient to underneath the suction valve to allow the action of other forces to close. In contrast to the control method according to FIGS. i and 2 thus follows a north polar one directly a south polar excitation and vice versa. The power consumption is constant.

Ein magnetischerKraftverlauf entsprechend Fig. 3 läßt sich beispielsweise erzielen durch die in den Fig.4 und 5 schematisch dargestellten Einrichtungen.A magnetic force curve according to Fig. 3 can be, for example achieve by the devices shown schematically in FIGS.

Entsprechend Fig.4 trägt die beispielsweise mit halber Umdrehungszahl des Kolbenverdichters betriebene Schaltscheibe i i zwei gegeneinander um i8o° versetzte Kontakthalbringe 12 und 13, von denen der eine durch geeignet aufgeteilte Kontakte 14, 15, 16 und 17 ständig mit dem Pluspol, der andere ständig mit dem Minuspol einer Gleichstromquelle verbunden ist. Auf einer drehbaren Schaltbrücke 18 befinden sich zwei gegeneinander versetzte Kontakte ig und 2o bzw. 21 und 22 im Radialabstand jedes der beiden Kontakthalbringe. Je zwei einander benachbarte, verschiedenen Kontaktringen 12, 13 zugeordnete Kontakte ig, 2o bzw. 21, 22 der drehbaren Schaltbrücke i8 sind miteinander und mit je einem Ende der Magnetspule 23 verbunden. Mit jeder Umdrehung ' der Schaltscheibe i i wechselt alsdann die Richtung des die Spule durchfließenden Stromes zweimal. Das entspricht, wenn die Schaltscheibe i i mit halber Umdrehungszahl des Verdichters umläuft, einem einmaligen Polwechsel des Magneten 23 während einer Umdrehung des Verdichters. Durch Verdrehung der Schaltbrücke 18, die von Hand oder von irgendeinem selbsttätigen Impulsgeber aus erfolgen kann, wird dieser Stromrichtungswechsel, der j edesmal einem Polwechsel des Magneten entspricht, in den gewünschten Punkt des, Kolbendruckhubes verlegt.According to FIG. 4, it carries, for example, half the number of revolutions of the reciprocating compressor operated switching disk i i two offset from each other by i8o ° Contact half-rings 12 and 13, one of which by suitably divided contacts 14, 15, 16 and 17 constantly with the positive pole, the other constantly with the negative pole of one DC power source is connected. On a rotatable switching bridge 18 are two mutually offset contacts ig and 2o or 21 and 22 at a radial distance each of the two contact half-rings. Two different contact rings adjacent to each other 12, 13 associated contacts ig, 2o and 21, 22 of the rotatable switching bridge i8 are connected to each other and to one end of the solenoid 23 each. With every turn 'of the switching disk i i then changes the direction of the flow flowing through the coil Stromes twice. This corresponds to when the switching disk i i at half the speed of the compressor rotates, a single pole change of the magnet 23 during a Rotation of the compressor. By turning the jumper 18, which is by hand or can take place from any automatic pulse generator, this change of current direction, which each time corresponds to a pole change of the magnet, to the desired point des, piston pressure stroke relocated.

Die Schaltscheibe i i kann aber auch mit der gleichen Umdrehungszahl des Kolbenverdichters angetrieben werden. Alsdann erfolgen bei jeder vollen Umdrehung des Verdichters je zwei Umpolungen des Magneten 23. Die eine dieser Umpolungen ist um 18o° gegenüber der anderen verschoben. Fällt also die eine in den Druckhub, so fällt die andere notwendig in den Saughub. Da während dieser Phase das Ventil ohnehin durch die Kräfte des strömenden Mediums offen gehalten wird, erfolgt durch diese zlveite Umpolung keinerlei Beeinflussung des Ventilspiels. Diese Ausbildung hat aber den Vorteil, daß die Magnete zur Steuerung der Saugventile auf der Vorder- und auf der Rückseite des Kolbens parallel geschaltet werden können. Da die Saug- und die Druckperioden auf den beiden Kolbenseiten um iso° gegeneinander versetzt sind, ermöglicht jede Umpolung, die für das eine Saugventil wirkungslos verläuft, dem Saugventil der anderen Zylinderseite das Schließen.The switching disk ii can also be driven with the same number of revolutions of the piston compressor. Then, with each full revolution of the compressor, two polarity reversals of the magnet 23 take place. One of these polarity reversals is shifted by 180 ° with respect to the other. So if one falls on the pressure stroke, the other necessarily falls on the suction stroke. Since during this phase the valve is kept open by the forces of the flowing medium anyway, this two-fold reversal of polarity does not affect the valve clearance in any way. However, this design has the advantage that the magnets for controlling the suction valves on the front and rear of the piston can be connected in parallel. Since the suction and pressure periods on the two piston sides are offset from one another by iso °, any reversal of polarity, which is ineffective for one suction valve, enables the suction valve on the other cylinder side to close.

Bei der Ausführung der Schaltung nach Fig. i ist nur eine Magnetspule 23 erforderlich. Es ergeben sich aber vier Unterbrechungsstellen. Der gleiche Erfolg bezüglich der Steuerwirkung läßt sich bei dem in Fig.2 skizzierten Ausführungsbeispiel erzielen, bei welchem zwei Spulen 294 und 25 für jedes Ventil vorgesehen sind. Die Verbindungsstelle 26 dieser beiden Spulen ist beispielsweise über Masse an den einen Pol der Stromquelle angeschlossen, während die beiden anderen Enden 27 und 28 durch die Schaltscheibe i i in Verbindung mit der verstellbaren Schaltbrücke i8 abwechselnd mit dem zweiten Pol der Stromquelle in Verbindung gebracht werden. Bei dieser Anordnung ergeben sich also zwar zwei oder eine größere paarige Anzahl von Spulen 24, 25, dafür sind aber nur zwei Unterbrechungsstellen erforderlich.When the circuit according to FIG. I is implemented, there is only one magnetic coil 23 required. But there are four interruption points. Same success with regard to the control effect, in the embodiment sketched in FIG in which two coils 294 and 25 are provided for each valve. the Connection point 26 of these two coils is, for example, grounded to the one Pole connected to the power source, while the other two ends 27 and 28 through the switching disk i i alternately in connection with the adjustable switching bridge i8 be brought into connection with the second pole of the power source. With this arrangement So although there are two or a larger number of pairs of coils 24, 25, but only two interruption points are required for this.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electromagnetic power control of reciprocating compressors by keeping the automatic suction valves open during one of the desired power reduction corresponding part of the pressure love, whereby a switching device driven by the compressor shaft causes the magnetic coils to be switched on and off or polarity reversed, characterized in that in the automatic closing of the suction valve provided moment only a polarity reversal of the lifting magnet provided with only one winding permanently connected to the power source takes place.

2. Electromagnetic power regulation according to Claim i for double-acting piston compressors, characterized in that the Lift-off magnets on both cylinder sides are connected in parallel and with each full Revolutions take place two reversals of polarity, each of these reversals of polarity in each case on one Cylinder side falls into the suction stroke.

3. Electromagnetic power control 'according to Claim i, characterized by a magnetic coil 23 with alternating flow. d .. Electromagnetic power control according to claim i, characterized in that that when using two solenoid coils (24, 25) for each regulated suction valve both are permanently connected to one pole of the power source and alternately in different directions are traversed by the current.