DE689379C

DE689379C - Relief device for starting high-speed piston compressors

Info

Publication number: DE689379C
Application number: DE1937B0179562
Authority: DE
Inventors: Karl Laszlo
Original assignee: BITTER POLAR GmbH
Current assignee: BITTER POLAR GmbH
Priority date: 1937-08-13
Filing date: 1937-08-13
Publication date: 1940-03-19

Description

Entlastungseinrichtung für das Anlaufen schnellaufender Kolbenverdichter Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenverdichter für gasförmige Medien mit einer den Zylinderraum mit dem Saugraum. verbindenden Druckausgleichsleitung, die nur durch den Schmieröldruck abgesperrt wird.Relief device for starting high-speed piston compressors The invention relates to a piston compressor for gaseous media with one the cylinder space with the suction space. connecting pressure equalization line, the is only shut off by the lubricating oil pressure.

Schnellaufende Kolbenverdichter--sind vielfach mit schwachen Antriebsmotoren ausgerüstet. Hierdurch ergeben sich Schwierigkeiten beim Anlaufen, yvenn der Kolbenverdichter mit dem Antriebsmotor direkt gekuppelt ist und gegen den vollen Verdichtungsdruck anlaufen soll.High-speed piston compressors - are often with weak drive motors equipped. This results in difficulties when starting up the reciprocating compressor is directly coupled to the drive motor and against the full compression pressure should start.

Bei Stillstand oder geringen Drehzahlendes Kolbenverdichters sind keine bzw. nur sehr geringe Energiemengen in den Schwungmassen aufgespeichert. Die zur Überwindung des Verdichtungsdruckes erforderlichen Kräfte müssen demzufolge beim Anlaufen des Verdichters von der Antriebsvorrichtung voll geleistet werden. Hinzu kommt noch der Energieaufwand für die Beschleunigung der bewegten Massen.When the piston compressor is at a standstill or at low speeds no or only very small amounts of energy are stored in the centrifugal masses. the forces required to overcome the compression pressure must therefore be fully performed by the drive device when the compressor starts up. Added to this is the energy required to accelerate the moving masses.

Es sind verschiedenartige Antriebsvorrichtungen für Kolbenverdichter entwickelt worden, wie z. B. Antrieb durch Motoren mit Fliehkraftreibungskupplungen, oder solche Vorrichtungen, bei denen der Verdichter erst zugeschaltet wird, wenn der Motor bereits die volle Betriebsumlaufzahl erreicht hat. Auch kann der Antrieb durch kurzzeitig hoch überlastbare Antriebe erfolgen.There are various types of drive devices for reciprocating compressors have been developed such. B. Drive by motors with centrifugal friction clutches, or devices in which the compressor is only switched on when the engine has already reached the full number of revolutions. The drive can also by short-term, highly overloadable drives.

Weiterhin sind andere Vorrichtungen bekannt, die verhindern, daß der Kolbenverdichter gegen den vollen Druck anlaufen muß. Es sind dies entweder magnetisch oder mechanisch gesteuerte Ventile, die in der Druckleitung angeordnet sind. Diese Ventile sind bei stehendem bzw. langsam laufendem Kolbenverdichter geöffnet und schließen sich beim Erreichen der vollen Umlaufzahl entweder unter Einwirkung elektrischer Ströme auf Magneten oder durch Verbindung mit einem Fliehkraftschalter oder durch Steuelumg besonderer Steuerglieder, die in Abhängigkeit vom Schmieröldruck angeordnet sind.Furthermore, other devices are known to prevent the Piston compressor must start against full pressure. They are either magnetic or mechanically controlled valves which are arranged in the pressure line. These Valves are open when the piston compressor is at a standstill or when it is running slowly close when the full number of revolutions is reached either under the action of electrical power Currents on magnets or by connection to a centrifugal switch or through Control circuit special control elements, which are arranged depending on the lubricating oil pressure are.

Auch sind solche Entlastungsvorrichtungen bekannt, bei denen im Druckventil kleine öffnungen vorgesehen sind, durch welche die Räume vor oder hinter dem Ventil ständig miteinander verbunden- sind.Such relief devices are also known in which in the pressure valve Small openings are provided through which the spaces in front of or behind the valve are constantly connected to each other.

Demgegenüber ist nun nach der Erfindung eine Ableitung der verdichteten Gase aus dem Zylinderraum bei Stillstand oder geringer Drehzahl des Kolbenverdichters durch eine oder mehrere an beiden Enden offene, sch.raubonförmige Nuten im Verdichterkolben vorgesehen. Die Steigung dieser Nuten kann je nach Art des zu verdichtenden Gases und des verwendeten Schmieröles sowie der Hubzahl verschieden groß gewählt werden. Diese Nut steht durch besondere Kanäle in der Zylinderwandung mit der Druckölschmierung des Kolbens in direkter Verbindung. Das verdichtete gasförmige Medium entweicht bei Stillstand und geringen Drehzahlen bzw. Hubgeschwindigkeit des Kolbens durch diese Nut nach außen, d. h. es tritt ein Druckausgleich zwischen dem Zylinderraum und dein Raum außerhalb des Zylinders ein, wodurch der Anlauf, weil er nicht gegen Druck erfolgt, erleichtert wird. Für das Anlaufen des Kolbenverdichters reicht eine schwache Antriebsvorrichtung aus. Bei höherer Drehzahl bzw. Hubgeschwindigkeit ändern sich die Verhältnisse insofern, als das Öl, das über eine ringförmige Nut im Zylinder in die schraubenförmige Nut des Kolbens gelangt, in der kurzen Zeit des Druck- bzw. Saughubes bei voller Drehzahl und der dadurch bedingten größeren Hubgeschwindigkeit von dem verdichteten Gas nicht mehr aus dem Kanal gespült werden kann, weil der Durchflußwiderstand des Öles mit zunehmender Geschwindigkeit um ein Vielfaches ansteigt.In contrast, according to the invention, a derivation of the compressed Gases from the cylinder chamber when the piston compressor is at a standstill or at low speed with one or more screw-shaped, open at both ends Grooves provided in the compressor piston. The slope of these grooves can vary depending on the type of to compressing gas and the lubricating oil used as well as the number of strokes be chosen large. This groove stands through special channels in the cylinder wall with the pressure oil lubrication of the piston in direct connection. The compressed gaseous Medium escapes at standstill and at low speeds or lifting speed the piston to the outside through this groove, d. H. there is a pressure equalization between the cylinder space and your space outside the cylinder, whereby the start-up, because it is not done against pressure, it is facilitated. For starting the piston compressor a weak drive device is sufficient. At a higher speed or lifting speed the conditions change insofar as the oil, which is via an annular groove in the cylinder in the screw-shaped groove of the piston, in the short time of the pressure or suction stroke at full speed and the resulting greater Stroke speed can no longer be flushed out of the channel by the compressed gas can, because the flow resistance of the oil with increasing speed by one Multiple increases.

Das während des Verdichtungshubes nach außen gedrückte Schmieröl wird beim Saughub wieder nach innen gesaugt. Es ergibt sich hierdurch ein Pendeln des Öles in dem schraubenförmigen Kanal. Dieser wird dadurch vollständig abgedichtet, und es entweicht bei entsprechend großer Hubgeschwindigkeit kein Gas nach außen.The lubricating oil pushed outwards during the compression stroke becomes sucked inwards again on the suction stroke. This results in a oscillation of the Oil in the helical channel. This is completely sealed, and no gas escapes to the outside at a correspondingly high lifting speed.

Versuche haben ergeben, dhß, selbst wenn die Nut nicht mit Öl voll abgedichtet ist, nur ein im Verhältnis zum Gesamtvolumen ganz unwesentlicher Gasdurchgang stattfindet, weil bei voller Betriebsgeschwindigkeit des Kolbenverdichters auch der Durchgangswiderstand für das Gas sehr groß ist und mit steigender Hubgeschwindigkeit immer mehr anwächst.Tests have shown that even if the groove is not full of oil is sealed, only a very insignificant gas passage in relation to the total volume takes place because at full operating speed of the reciprocating compressor too the volume resistance for the gas is very high and with increasing lifting speed grows more and more.

In der Abbildung ist als Ausführungsbeispiel der Kolbenverdichter einer Kleinkältemaschine dargestellt. Die Erfindung kann für alle Luft- oder Gaskolbenverdichter sinngemäß verwendet werden. Der Verdichter hat einen schwingenden, steuernden Zylinder i mit dem Kolben 2, der durch eine Kurbelwelle 3, q. im Zylinder 6 hin und her bewegt wird. Parallel zum Verdichterkolben 2 ist ein Schmierölkolben 5 mit dem Zylinder 7 angeordnet. Da ein besonderer Kreuzkopf nicht vorgesehen ist, muß der Zylinder die Schwingbewegungen des Kurbelzapfens 3 mitmachen. Durch diese Schwingungen werden abwechselnd der Saugkanal 8 und der Druckkanal 9 mit dem Saugventil io bzw. dem Druckventil i i in Verbindung gebracht. Mit gleichem Hub wird der Saug- und Druckvorgang der Schmierölpumpe durch besondere Kanäle parallel hierzu gesteuert. Der Kolben 5 der Ölpumpe hat in der gezeichneten Darstellung beim Verdichtungshub den Kanal 17, durch den die ringförmige Nut 18 Öl erhält, teilweise überfahren. Während des Druckhubes wird ein Teil des Öles durch den Kanal 17 in die ringförmige Nut gepreßt und dadurch auch die Spiralnut 16 mit Öl gefüllt.In the figure, the piston compressor of a small refrigeration machine is shown as an exemplary embodiment. The invention can be used accordingly for all air or gas piston compressors. The compressor has an oscillating, controlling cylinder i with the piston 2, which is driven by a crankshaft 3, q. is moved back and forth in the cylinder 6. A lubricating oil piston 5 with the cylinder 7 is arranged parallel to the compressor piston 2. Since a special cross head is not provided, the cylinder must take part in the oscillating movements of the crank pin 3. As a result of these vibrations, the suction channel 8 and the pressure channel 9 are alternately brought into connection with the suction valve io and the pressure valve ii, respectively. With the same stroke, the suction and pressure processes of the lubricating oil pump are controlled in parallel through special channels. In the illustration shown, the piston 5 of the oil pump has partially passed over the channel 17 through which the annular groove 18 receives oil during the compression stroke. During the pressure stroke, part of the oil is pressed through the channel 17 into the annular groove and the spiral groove 16 is thereby also filled with oil.

Im weiteren Verlauf des Druckhubes wird durch den Schmierölkolben 5 der Öldrucknebenkanal17 abgeschlossen und das Öl für die übrigen zu schmierenden Teile des Kolbenverdichters durch den Oldruckkanal12 in die Bohrung 2o, die durch weitere Bohrungen und Kanäle mit den zu schmierenden Teilen in Verbindung steht, gedrückt. Durch die Schwingbewegung des Zylinders i wird zu Beginn des Saughubes die Bohrung 12 im Schwingzylinder i mit der Schmierölsaugleitung i9 im Verdichtergehäuse 13 verbunden. Dadurch wird während des Saughubes aus einem Ölbehälter das erforderliche Schmieröl angesaugt. Die zum Kolben z gelangende Ölmenge ist abhängig vom Zeitpunkt des überfahrens des Druckölnebenkanals 17 durch den Ölkolben 5 und vom Querschnitt dieses Kanals und der Nut 16 und 18. Bei Stillstand bzw. geringer Umlaufzahl des Kolbenverdichters drückt das im Zylinderraum 6 verdichtete Gas das Öl aus der Nut 16 heraus. Dadurch wird erzielt, daß beim Anfahren des Verdichters, bevor eine bestimmte Hubgeschwindigkeit bzw. eine bestimmte Ölfüllung der Nut 16 erreicht ist, das verdichtete Gas durch diese Nut in die Atmosphäre oder in den Saugraum bei Verwendung eines Kältemittels entweicht.In the further course of the pressure stroke, the lubricating oil piston 5 of the secondary oil pressure channel 17 completed and the oil for the remaining to be lubricated Parts of the piston compressor through the Oilruckkanal12 in the bore 2o, which through further bores and channels are connected to the parts to be lubricated, pressed. The oscillating movement of the cylinder i causes the suction stroke to begin the bore 12 in the oscillating cylinder i with the lubricating oil suction line i9 in the compressor housing 13 connected. This means that an oil container becomes the required during the suction stroke Lube oil sucked in. The amount of oil reaching piston z depends on the point in time the passage over the secondary pressure oil channel 17 by the oil piston 5 and from the cross section this channel and the groove 16 and 18. At a standstill or low number of revolutions of the Piston compressor, the gas compressed in the cylinder space 6 presses the oil out of the groove 16 out. This ensures that when the compressor starts up before a certain Stroke speed or a certain oil filling of the groove 16 is reached, the compressed Gas through this groove into the atmosphere or into the suction chamber when using a Refrigerant escapes.

Claims

PATENT CLAIM: Relief device for high-speed piston compressors by connecting the cylinder chamber to the suction chamber, whereby the connecting channel is only blocked by the lubricating oil pressure after the compressor has started up, characterized by a screw-shaped groove (16) open at both ends in the reciprocating compressor piston (2 ) as a connecting channel which is connected via an annular groove (18) located in the upper end of the cylinder running surface to a pressure oil secondary line (17) controlled by the lubricating oil pump piston.