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Einrichtung zur Leistungsregelung von Gleichstromverdichtern für Kälteanlagen
Die .stufenlose Leistungsregelung von Kolbenverdichtern wird vielfach durch Offenhalten
der Saugventile während eines Teiles des Druckhubes vorgenommen. Die Saugventile
sind zu diesem Zwecke mit Steuerkolben ausgestattet, ..auf welche bei jedem Hinundhergang
des Arbeitskolbens der gleichbleibende Druck eines Steuermittels, z. B. Ader Druck
des vom Verdichter geförderten Gases, zur Einwirkung gebracht wird. Hierbei ist
die Einrichtung so. getroffen, @daß die Steuerräume über ein Rückschlagventil mit
dem Steuermittel aufgeladen werden und diesem während des anschließenden Säug- und
Druckhubes. Gelegenheit gegeben ist, über eine tinstellbare Dxosselstellle geregelt
zu @entweichen. Die Einstellung der Drosselung bestimmt den Zeitpunkt :des Sau gventilschlusses.
Sobald nämlich der Druck hinter dem Steuerkolben so weit gesunken ist, daß er von
dem auf -die Ventilplatte einwirkenden Ausströmdruck überwunden wird, schließt sich
das Saugventil, und das im Arbeitszylinder noch befindliche Gas wird auf den Enddruck
verdichtet.
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Bei Gleichstromverdichtern stößt diese Art der Regelung auf erhebliche
Schwierigkeiten, da die Zuführung des Druckmittels bzw. die regelbare Entlastung
der Steuerkolben von demselben an dem im Kalben s gilbst liegenden Saugventil nicht
angängig ist. Es ist daher vorgeschlagen. worden, die stufenlose Regelung bei derartigen
Verdichtern durch ein im Zylindermantel in blähe Ües Zylindexdeckels. angeordnetes
Hilfsventil vorzunehrnen. Diese Lösung befriedigt aber nicht, da im Regelventil
sehr hohe Gasgeschwindigkeiten auftreten, weil dieses ,aus räumlichen Gründen nicht
den Querschnitt der Arbeitsventile jerhalten kann und außerdem die Anordnung des
Regelventils einen zusätzlichen schädlichen Raum veranlaßt und zur Erweiterung des
Gehäuses
durch eine Rückführungskammer zwingt.
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Erfindungsgemäß wird zur Beseitigung dieser Nachteile der Arbeitskolben
des Gleichstromverdichters mit einer bei seinem Saughub betätigten Einrichtung zur
Förderung eines Steuermittels veränderlichen Druckes für das in bekannter Weise
steuerbar ausgebildete Saugventil zus.ammengehaut. Hierbei sind die Steuerräume
zum Zwecke ihrer Entlastung durch eine öffnung ,gleichbleibenden Querschnittes mit
der Saugseite verbunden. Im Gegensatz zu dem bekannten Regelverfahren erfolgt somit
die Einstellung des Zeitpunktes des Ventilschlusses nicht durch Änderung der Abströmzeit
durch eine mehr oder weniger große Drosselung auf der Entlastungsseite, sondern
durch den verschieden hohen Druck, mit dem das Steuermittel in die Steuerräume gelangt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Schnitt durch den Zylinderkopf
und den Kolben eines Gleichstromverdichters b@eispielsweise dargestellt.
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Beim Ausführungsbeispiel trägt der Arbeitskolben o des Gleichstromverdichters
beispielsweise vier auf den Boden des Kolbens gleichmäßig verteilte Saugventile
b, die in bekannter Weise durch Steuerkölbchen c, , die mit einem Druclkmittel belastet
werden, offengehalten werden können. Am Arbeitskolben isst in einer längs desselben
sich erstreckenden Aussparungd ein kleiner Hilfszylinder f aus Stahl befestigt.
Dieser nimmt einen kleinen, durch eine Federg belasteten Kolbenft auf, der seinen
Antrieb bei jedem Saughub des Arbeitskolbens a durch :einen Hubstift i er-
hält.
Der Hubstift i ist in einem in der Zylinderwand h angebrachten Lagerbock
L gelagert und mit einem Gewinde versehen, auf dem ein im "LagerbockI gehaltenes.
Schneckenrad m drehbar ist. Das Schneckenrad m kann mittels der Spindel
o selbsttätig oder mittels eines Handrades it gedreht werden, wodurch sich der Hubstift
aus dem Hilfszylinder heraus- oder in ihn hineinbewegt, da. er sich infolge seiner
Führung durch einen in eine Längsnut p eingreifenden Stift g ;nicht drehen kann.
Von dem Hilfszylinder f führt eine Leitung r zu einem ein Rückschlagventil s aufnehmenden
Raum t, von dem Zweigleitungen u zu den Steuerzylindern der einzelnen Saugventile
ausgehen. Die dem Rückschlagventil nachgeschalteten Steuerräumte stehen durch die
Offnungv dauernd mit der Saugseite in Verbindung.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende Beim Saughub des Arbeitskolbens
wird der Hilfskolben lt je nach der Einstellung des Hubstiftes i mehr oder weniger
weit nach oben bewegt und damit eine veränderliche Verdichtung des für die Steuerung
der Saugventile dienenden Fördermittels erzielt. Das so unter Druck gesetzte Steuermittel
tritt durch die Leitung r über das Rückschlagventils in die Zweigleitungen u und
die Zylinder :der Steuerkölbchenc, so. daß die-Greifer an den Plattender infolge
des Saughubes geöffneten Saugventile zur Anlage kommen. Beim Hubwechsel des Arbeitskolbens
ist die Verdichtung des Steuermittels der Saugventile beendet, worauf sich bei Beginn
des Druckhubes das Rückschlagventil s schließt. In den Steuerräumen, also in den
Zylindern der Hilfskölbchen c, den Zweigleitungen u und dem Aufnahmeraum t des Rückschlagventils
s ist somit eine bestimmte Menge des Steuermittels mit einem durch den Arbeitshub
des Hilfskolbens bedingten Druck eingeschlossen. Während des Druckhubes hat dieses
Steuermittel Gelegenheit, durch die Drosselöffnungv zur Saugseite zu entweichen.
Damit sinkt der Druck des Steuermittels. Sobald dieser Druck von dem Ausströmdruck
des aus dem Arbeitszylinder zur Saugseite über die Saugventilplatten zurückgelangenden
Fördermittels überwunden wird, schließen sich die Ventile, und es wird der Rest
des angesaugten Fördermittels verdichtet.
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Während des Verdichtungshubes hat sich der Hilfskolben lt infolge
der Entspannung des Druckes zwischen dem Rückschlagventil s und dem Hilfskolben
und unter der Einwirkung der Feder g und seines Eigengewichtes im Zylinder f in
seine untere Lage bewegt. Im letzten Teil der Rückbewegung des Hilfskolbens entspannt
sich das in der Leitung p und dem Verdichtungsraum des Hilfszylinders fbefindliche
Steuermittel unter dem Ansaugedruck des Verdichters, und es wird daher, sobald der
Kolben /t die öffnung tv freigibt, der Zylinder/ mit frischen Teilen des Fördermittels
von Ansaugedruck aufgefüllt.
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Die Einrichtung ermöglicht eine stufenlose Regelung von Gleichstromverdichtern
von Null bis Vollast. Bei Vollast wird der Hubstift so weit zurückbewegt, daß er
beim Saughub des Arbeitskolbens nicht in Berührung mit dem dann auf der unteren
Hilfszylinderseite verbleibenden Hilfskolben k kommt.