-
Kolbenverdichter Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an
Hochdruckkolbenverdichtern, welche insbesondere zur Verdichtung von Gasen bestimmt
sind, die bei der synthetischen Gewinnung von Benzin gebraucht werden. Bei hohen
Drücken, z. B. r ooo bis 2ooo at, besteht die Gefahr, daß das Schmiermittel eine
Zustandsänderung erfährt, so daß es von dem hochverdichteten Fördermittel aufgelöst
wird. Damit würde die Stopfbüchsenpackung undicht werden, da die sichere Abdichtung
desArbeitsraumes lediglich von derAufrechterh.altung eines ständigen ölfilms zwischen
dem Kolben und den Packungselementen abhängig ist.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zwischen dem der Verdichtung
dienenden Kolben und der Kolbenstange einen Raum vorzusehen, welcher mit einem Schmiermittel
angefüllt ist. Es ist auch bekannt, die Sperrflüssigkeit unter Druck einzuführen.
Bei. diesen Einrichtungen sind jedoch keine Mittel vorgesehen, die eine ständige
Füllung des Raumes hinter dem Kolben mit dem Schmier- oder Abdichtmittel unter einem
dem Förderdruck entsprechenden Druck gewährleisten könnten. Ferner ist es an sich
bekannt, zwischen der Kolbenstange und dem Kolben eine bajonettartige Verbindung
der Kolbenstange mit dem Kolben vorzusehen, wobei ein axiales Spiel vorhanden ist,
so daß die Kolbenstange und der Kolben beweglich miteinander verbunden sind.
-
Durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung werden die oben dargelegten
Mängel beseitigt. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß bei Verwendung einer
mit einem axialen Spiel versehenen bajonettartigen Verbindung der Kolbenstange mit
dem Kolben der mit Schmiermittel gefüllte Raum eine Verschiebung des Kolbens in
axialer Richtung gegen die Kolbenstange hin zuläßt und der Kolben in bekannter Weise
ein Sicherheitsventil für den Schmiermittelabfluß aufnimmt,
für
dessen Einstellung am ventilseitigen Zylinderende eine federbelasteteAuffangbüchse
angeordnet ist. Bei dieser Ausbildung kann in dem Raum zwischen dem Kolben und,
der Kolbenstange stets eine bestimmte Menge. des Schmiermittels unter einem dem
Förder-, mitteldruck .entsprechenden Druck aufrecht*,;' erhalten werden. Die Stopfbüchsenpackung
wird daher ständig mit dem Schmiermittel versorgt und demzufolge eine gute Abdichtung
erzielt, so daß sowohl die Stopfbüchsenpackung als auch das in dem Raum zwischen
KolbenundKolbenstange befindlicheSchmiermittel vor den schädlichen Einwirkungen
des verdichteten Gases bewahrt bleibt.
-
In Abb. i der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
an einer Umwälzpumpe, die das Fördermittel von etwa 1900 at auf 2aoo at verdichtet,
dargestellt. Abb. 2 zeigt den Kolben der Umwälzpumpe in vergrößerter Darstellung,
während in Abb. 3 eine Ansicht der linken Kolbenstirnseite dargestellt ist.
-
In dem Außenmantel i des Hochdruckkolbenverdichters ist ein Führungszylinder
2 für die Kolbenstange 3. angeordnet. Der Führungszylinder 2 ist an seinem Kopfende
muffenartig erweitert, so daß ein Hohlraum zur Aufnahme des das Druckventil 5 und
das Saugventil 6 tragenden Ventilgehäuses 7 gebildet ist. Bolzen 8 dienen der Verspannung
de's Führungszylinders 2 mit dem Zylinderkopf 9 und dem Außenmantel i. Auf der entgegengesetzten
Seite des Führungszylinders 2 ist die Stopfbüchsenpackung 1o angeordnet.
-
Die Kolbenstange 3 hat einen stangenförmigen Ansatz 14., der in den
Kolben 15 eingreift. Durch diesen Ansatz wird zwischen dem Kolben und der Kolbenstange
ein Raum 16 gebildet. Der Kolben 15 ist bajonettartig mit dem stangenförmigen Ansatz
14 verbunden. Zu diesem Zwecke hat dieser Ansatz zwei Stifte 17, 18, die hintereinander
angeordnet sind. Der Stift 17 wird durch Nuten 19 in den hinterdrehten Raum 2o des
Kolbens 15 eingebracht (Abb. 3), während der andere Stift 18 nach Drehen des Kolbens
um 9o° in die Führungsnuten 21 eingesetzt wird. Der hinterdrehte Raum 2o ist in
axialer Richtung so breit, daß er eine geringe axiale Beweglichkeit des Kolbens
15 zuläßt.
-
Vor der Stopfbüchse io ist ein ringförmiger Raum 12 gebildet, in den
die Druckleitung 13 für die Zuführung eines Schmiermittels, z. B. Öl, einmündet.
Diese Leitung 13 ist an eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossen, die ständig
in den Ringraum 12 fördert, so daß der Raum 16 mit dem Öl angefüllt wird. Die Pumpe
fördert das Öl auf einen Druck, der dem Förderdruck des Verdichters entspricht,
da andernfalls eine Abdichtung der Stopfbüchse 1o nicht möglich wäre. Ist also der
Enddruck des verdichteten Mittels im Zylinderraum äooo at, so fördert . die Pumpe
auf den gleichen Druck. Der stangenförmige Ansatz 14 der Kolbenstange 3 ist ;söinit
von dem auf den Kolben. 15 kommen-Druck des geförderten Mittels praktisch
entlastet.
-
Fördert die Schmiermittelpumpe zu wenig 01, so stützt sich
der Kolben 15 gegen die Stirnfläche des stangenartigen Ansatzes 14 der Kolbenstange
3 ab. Der Druck des geförderten Mittels wird also nicht mehr von dem in dem Raum
16 eingeschlossenen Öl, sondern von der Kolbenstange 3 unmittelbar aufgenommen.
Dieser mit einer Druckabsenkung verbundene Zustand macht sich an dem Druckmesser
32 bemerkbar.
-
Wird dagegen durch die Öldruckleitung 13 eine zu große Menge des Schmiermittels
zugeführt, so verschiebt sich der Kolben 15 nach rechts, bis die vorstehenden Enden
des Befestigungszapfens 17 gegen die Hinterdrehungskante des Raumes 20 im Kolben.
15 anliegen. In diesem Falle wird die durch den Kurbeltrieb bedingte rechte Totlage
des Kolbens eine andere, so daß die Stirnseite des Kolbens 15 gegen eine federnde
Buchse 24. stößt. Der Kolben wird in diesem Falle an seiner weiteren Bewegung gehindert,
während sich die Kolbenstange 3 mit dem Ansatz 14. noch in axialer Richtung entsprechend
dem Maß x (Abb. 2) bewegen kann. Das zwischen der Kolbenstange 3 und dem Kolben
15 befindliche Schmieröl wird daher zusammengepreßt. Um ein Entweichen des zuviel
in den Raum 16 eingespeisten Schmiermittels zu ermöglichen, hat der Kolben 15 einen
Ölabflußkanal 25, der von einer Entlüftungsnut 26 ausgeht und in eine kurze Bohrung
27 mÜndet, die durch ein im Kolben eingebautes Sicherheitsventil 30 gesteuert
wird. Sobald der Kolben 15 mit der federnden Buchse 24 in Berührung kommt, wird
er abgebremst. Hierbei wird das zuviel geförderte Schmiermittel infolge der Weiterbewegung
der Kolbenstange 3 aus dem Raum 16 über die Entlüftungsnut 216 und die Kanäle 25,
27 und das sich öffnende Sicherheitsventil 30 in den Arbeitsraum q. des Hochdruckverdichters
ausgestoßen und aus diesem mit dem verdichteten Mittel abgeführt.