DE707071C

DE707071C - Control device for rotary piston compressor for compressing compressed air to a higher Durhk

Info

Publication number: DE707071C
Application number: DEK145060D
Authority: DE
Inventors: Max Lackmann
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1937-01-09
Filing date: 1937-01-09
Publication date: 1941-06-12

Description

Steuervorrichtung für Drehkolbenverdichter zur Verdichtung von Preßluft auf einen höheren Druck Die Förderleistung von Drehkölbenverdichtern der Vielzellenbauart und damit der erzeugte Betriebsdruck werden bei normalen Betriebsverhältnissen, also beim Verdichten von Luft von atmosphärischem Druck auf einen bestimmten Überdruck, durch Vorrichtungen geregelt, die beim Erreichen des einstellbaren Höchstdruckes den Saugstutzen des Verdichters schließen und gleichzeitig den Druckstutzen des Verdichters mit der Atmo sphäre so verbinden, daß er als Vakuumpumpe bei abgeschlossenemSaugstutzen gegen atmospärischem Druck leer läuft.Control device for rotary piston compressors for compressing compressed air to a higher pressure The delivery rate of rotary lobe compressors of the multi-cell design and thus the generated operating pressure are under normal operating conditions, i.e. when compressing air from atmospheric pressure to a certain overpressure, regulated by devices that when the adjustable maximum pressure is reached close the suction port of the compressor and at the same time the discharge port of the Connect the compressor to the atmosphere in such a way that it functions as a vacuum pump when the suction port is closed runs empty against atmospheric pressure.

Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, bei Erreichen des Maximaldruckes die Druckleitung des Verdichters zwischen dem Druckstutzen und einemRückschlagventil mit der Saugleitung oder der Atmosphäre zu verbinden, um durch Entlasten der Druckseite bei offenem Saugstutzen das Leerlaufen des Verdichters herbeizuführen. Da Vielzellenverdichter normalerweise mit unveränderlich ausgeführten Steuerkanälen gebaut werden, so führt diese Art des Leerlaufes zu stark verzerrten Kompressionsdiagrammformen, damit zu ungünstigem Leerlaufkraftbedarf und zu den damit verbundenen schädlichen Beanspruchungen der Drehkolben.Another known method is when the maximum pressure is reached the pressure line of the compressor between the pressure port and a non-return valve to connect with the suction line or the atmosphere by relieving the pressure side to cause the compressor to run empty when the suction nozzle is open. Because multi-cell compressor normally be built with unchangeable control channels, so leads this kind of idling leads to heavily distorted compression diagram shapes, so too unfavorable idle power requirement and the associated harmful stresses the rotary piston.

Wenn ein solcher Vielzellenverdichter dazu dienen soll, bereits vorverdichtete Preßluft auf einen noch höheren Druck zu pressen, so ergeben sich aus der Anwendung der beiden zuerst beschriebenen Regelvorrichtungen große Betriebsschwierigkeiten, weil beide Vorrichtungen auf den eingestellten Enddruck, nicht aber auf einen etwa gewünschten Ansaugedruck ansprechen. Die Anwendung der Saugstutzenregelung ergibt plötzliche übermäßig starke Belastungsschwankungen der Drehkolben, was zu Kolbenbrüchen führen kann. Wenn die gleiche Vorrichtung oder auch eine Druckstutzenentlastungsvorrichtung nur auf den eingestellten Enddruck anspricht, nicht aber auf einen eingestellten Ansaugedruck, so kann es vorkommen, daß ein solcher Verdichter bei normal hohem Enddruck auch dann weiterarbeitet, wenn der erforderliche Ansattgedruck nicht mehr zur Verfügung steift. Das führt aber zu unzulässigen Druckverhältnissen und somit zu unzulässiger Erwärmung und Belastung der 'Maschine. Daraus können sich Betriebsstörungen, Anfressungen, ülpumpetplosionen o. dgl. ergeben.If such a multi-cell compressor is to be used, already pre-compressed To press compressed air to an even higher pressure, result from the application the two control devices described first have major operational difficulties, because both devices are set to the set final pressure, but not to one address the desired suction pressure. The application of the suction nozzle control results sudden excessive fluctuations in load on the rotary lobes, resulting in piston rupture can lead. If the same device or a pressure port relief device only on responds to the set final pressure, but not to one set suction pressure, it may happen that such a compressor is at normal high final pressure continues to work even if the required back pressure no longer available stiff. However, this leads to impermissible pressure conditions and thus to impermissible heating and loading of the 'machine. From this you can Malfunctions, pitting, oil pump explosions or the like.

Es ist auch bekanntgeworden, ein Steuerungsorgan, das beim Leerlauf den Saugstutzen schließt und den Druckstutzen öffnet, mittels zweier Regler so zu steuern. daß (las Unterschreiten eines Mindestdruckes auf der Sangseite und das Überschreiten eines Höchstdruckes auf der Druckseite verhindert wird. Diese Vorrichtung vermag jedoch nicht zti verhindern, daß beim Schaltvorgang leicht starke und unkontrollierbare Druckänderungen entstehen. ' Auch hierbei ergeben sich starke Diagrammverzerrungen sowie mechanische Überbeanspruchungen der Drehkolben. Beim Leerlauf im geschlossenen Saugstutzen entsteht außerdem ein hohes Vakuum, das für zahlreiche Verwendungszwecke von entscheidendem Nachteil ist. Die beiden, bei dieser bekannten Ausführung entstehenden öffnungsquerschnitte (die Steuervorrichtung auf der Saugseite und das Öffnungsventil auf der Druckseite zur Verbindung der Druckseite mit der Atmosphäre) führen, wenn sie nicht genau aufeinander abgestimmt und der Größe sowie äen Druckverhältnissen des Verdichters angepaßt sind, zu ungünstigen Belastungsspitzen.It has also become known to be a control device that works when idling the suction port closes and the pressure port opens, by means of two regulators steer. that (read falling below a minimum pressure on the Sangseite and that Exceeding a maximum pressure on the pressure side is prevented. This device However, can not prevent zti that the switching process easily strong and uncontrollable Changes in pressure arise. 'Here, too, there are strong distortions in the diagram as well as mechanical overstressing of the rotary lobes. When idling in the closed The suction nozzle also creates a high vacuum, which can be used for numerous purposes is a major disadvantage. The two resulting from this known design opening cross-sections (the control device on the suction side and the opening valve lead on the pressure side to the connection of the pressure side with the atmosphere), if they are not exactly coordinated with one another and the size and pressure conditions of the compressor are adapted to unfavorable load peaks.

Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch behoben, daß unter Verwendung von zwei durch den Druck im Saugstutzen bzw. im Druckstutzen beeinflußten einstellbaren Reglern zum Einstellen der Steuervorrichtung auf Leerlauf bei Unterschreiten eines Mindestdruckes im Sangstutzen und bei Überschreiten eines Höchstdruckes im Druckstutzen d:e Steuervorrichtung im Druckstutzen angeordnet ist und an sich bekannte selbsttätige Zellenventile angebracht sind, welche bei Leerlaufschaltung die Arbeitskammern des Verdichters nach dem Druckstutzen öffnen.According to the invention, these difficulties are eliminated in that using two influenced by the pressure in the suction port and the pressure port adjustable regulators for setting the control device to idle when falling below a minimum pressure in the Sangstutzen and when a maximum pressure is exceeded in the Pressure connection d: e control device is arranged in the pressure connection and is known per se Automatic cell valves are attached, which the working chambers when idling of the compressor after the pressure port.

Diese Ausführung hat den Vorteil, daß auch bei Leerlauf kein Vakuum auf der Saugseite entsteht, wodurch beim Schaltvorgang starke Änderungen, schädliche Druckverhältnisse und mechanische Überbeanspruchungen des Drehkolbens vermieden werden. Die Verwendung von an sich bekannten selbsttätigen Zellenventilen in Verbindung mit der Anordnung der Steuervorrichtung im Druckstutzen ergibt den weiteren Vorteil, daß bei der Leerlaufschaltung jede Zwischenverdichtung in den Zellen unterbleibt, so daß Belastungsspitzen vollends vermieden «-erden.This design has the advantage that there is no vacuum even when the machine is idling occurs on the suction side, which causes strong, harmful changes during the switching process Pressure ratios and mechanical overstressing of the rotary piston avoided will. The use of self-actuating cell valves known per se in connection with the arrangement of the control device in the pressure port results in the further advantage that there is no intermediate compression in the cells in the idle circuit, so that peak loads are completely avoided.

Abb. r zeigt das mit einer nach der Erfindung ausgeführten Entlastungsvorrichtung erreichbare Betriebs- und Leerlaufdiagramm. Das dargestellte Diagramm gilt beispielsweise für einen Ansaugedruck von 3 ata und einen Faxddruck von 9 ata, zwischen denen die Vorrichtung so zu regeln hat, daß der Mindestansaugedruck nicht unterschritten, der Höchstdruck nicht überschritten und bei jedem Druck ebenso wie bei Leerlauf ein einwandfreies Diagramm mit günstigem Kraftverbrauch erreicht wird. Der gestrichelt dargestellte Linienzug stellt das Betriebsdiagramm, der ausgezogene Linienzug das Leerlaufdiagramm dar.Fig. R shows this with a relief device designed according to the invention achievable operating and idling diagram. For example, the diagram shown is valid for a suction pressure of 3 ata and a fax pressure of 9 ata, between which the The device has to be regulated in such a way that the minimum suction pressure is not undershot, the maximum pressure is not exceeded and at every pressure as well as at idle a flawless diagram with favorable power consumption is achieved. The dashed The line shown represents the operating diagram, the solid line that Idle diagram.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in Abb.2 dargestellt. Am Druckstutzen i eines Drehkolbenverdichters ist ein Kolbenventil e angeordnet, dessen Differentialkolben 3 durch eine Druckfeder 4 in Leerlaufstellung gehalten wird. Vom Kolbenventil 2 zweigt eine Entlastungsleitung 5 ab, welche durch Kolben 3 bei dessen Ruhestellung freigegeben wird.An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in Figure 2. A piston valve e is arranged on the pressure port i of a rotary lobe compressor, the differential piston 3 of which is held in the idling position by a compression spring 4 will. A relief line 5 branches off from the piston valve 2, which through pistons 3 is released when it is in rest position.

Von Saugstutzen 6, der beispielsweise zu einem Druckbehälter oder zu einem anderen Verdichter führen kann, ist eine Leitung abgezweigt, welche in den Raum unter dem Kolben 8 eines an sich bekannten Reglers 9 einmündet. Der Kolben 8 wird unter Einwirkung der Druckluft des Saugstutzens 6 entgegen der Wirkung eines Gewichtes io bewegt, wodurch eine Leitung i i freigegeben wird, welche zum Füllraum 12 des Kolbenventils 2 führt.From suction nozzle 6, for example to a pressure vessel or can lead to another compressor, a line is branched off into the space under the piston 8 of a known controller 9 opens. The piston 8 is under the action of the compressed air of the suction port 6 against the action of a Weight io moved, whereby a line i i is released, which leads to the filling space 12 of the piston valve 2 leads.

Kolben 3 wird durch die eindringende Druckluft entgegen der Wirkung der Feder 4 nach unten bewegt und verschließt dadurch Leitung 5. Der Verdichter kann nunmehr Verdichtungsarbeit leisten.Piston 3 is counteracted by the penetrating compressed air the spring 4 moves downwards and thereby closes line 5. The compressor can now do compression work.

Erreicht nun der Druck im Druckstutzen bzw. in einem dahinter angeordneten Behälter 13 eine bestimmte Höhe, so wirkt dieser über eine am Druckstutzen i hinter einem Rückschlagventil 14 angeordnete Leitung 15 auf den Kolben 16 eines Reglers 17 entgegen der Wirkung eines auswechselbaren Gewichtes 18. Der Kolben 16 gibt die Leitung i9 frei, über welche die Druckluft auf die Ringfläche 2' des Kolbens 2 derart wirkt, daß sich dieser nach seiner Ruhestellung, d. h. nach oben hin bewegt. Hierbei wird die Entlastungsleitung 5 wieder geöffnet, wodurch eine Entlastung des Verdichters auf Leerlauf herbeigeführt wird.If the pressure is now reached in the pressure port or in one arranged behind it Container 13 has a certain height, it acts behind on a pressure port i a check valve 14 arranged line 15 on the piston 16 of a regulator 17 against the action of a replaceable weight 18. The piston 16 is the Line i9 free, via which the compressed air to the annular surface 2 'of the piston 2 in such a way acts that this after its rest position, d. H. moved upwards. Here the relief line 5 is opened again, thereby relieving the compressor is brought about to idle.

Wenn der Enddruck im Behälter 13 wieder auf das am Regler 17 eingestellte Minimum gesunken ist, fällt der Kolben 16 in seine Betriebsstellung nach unten zurück, läßt die auf der Ringfläche 2' des Kolbens 2 lastende Druckluft ins Freie abströmen, wodurch der Kolben in Betriebsstellung zurückgeht und dieVerdichtungsarbeitwiedereinsetzt. Dieses Spiel bleibt so lange bestehen, bis am Saugstutzen 6 des Verdichters der notwendige Zulaufdruck zur Verfügung steht. Ist dies nicht mehr der Fall, so fällt unabhängig von der Stellung des Enddruckreglers 17 der Ansaugdruckregler 9 in seine untere Stellung, d. h. Leerlaufstellung, zurück und läßt die auf dem Kolben 2' des Ventils 2 lastende Druckluft ins Freie abströmen. Dadurch wird die obere Kolbenfläche des Kolbens entlastet, und die Feder q. hebt den Kolben 2, 2' in die Ruhestellung und führt den Leerlauf herbei. Der Verdichter läuft dann so lange leer, bis durch Zufuhr von Druckluft der Ansaugedruck so weit ansteigt, daß der Ansaugeregler 9 wieder in Betriebsstellung gehoben wird, Druckluft auf die obere Fläche des Kolbens 2' gibt und damit die Umschaltung des Ventils 2 auf Betriebsstellung erreicht wird.When the final pressure in the container 13 has fallen back to the minimum set on the regulator 17, the piston 16 falls back into its operating position, allowing the compressed air on the annular surface 2 'of the piston 2 to flow out into the open, causing the piston to return to the operating position and the compaction work resumes. This clearance remains until the necessary inlet pressure is available at the suction port 6 of the compressor. Is no longer so falls regardless of the position of the Enddruckreglers 1 7 of the Ansaugdruckregler 9 flow out this is the case in its lower position, ie idle position, back and lets the on the piston 2 'of the valve 2, the load of compressed air to the outside. This relieves the load on the upper piston surface of the piston and the spring q. lifts the piston 2, 2 'into the rest position and brings about the idling. The compressor then runs empty until the intake pressure rises so far through the supply of compressed air that the intake regulator 9 is raised again to the operating position, compressed air is applied to the upper surface of the piston 2 'and the valve 2 is thus switched to the operating position .

Zellenventile 2o verhindern eine Verdichtungsarbeit des Verdichters durch selbsttätiges Öffnen in bekannter Weise, wodurch bei Entlastung des Druckstutzens eine Verdichtung in den Zellen des Verdichters verhindert wird.Cell valves 2o prevent compression work of the compressor by automatic opening in a known manner, whereby when the pressure port is relieved compression in the cells of the compressor is prevented.

Claims

CLAIMS: i. Control device for rotary piston compressors for compressing bounce air to a higher pressure with two adjustable regulators, influenced by the pressure in the suction port or in the pressure port, for setting the control device to idle when the pressure falls below a minimum pressure in the suction port and when a maximum pressure in the discharge port is exceeded, characterized by the arrangement of the Control device (2, 2 ') in the pressure port (i) in conjunction with the use of self-actuating cell valves (2o) which are known per se and which open the working chambers of the compressor after the pressure port (i) when switched to idle.

2. Control device according to claim i, characterized by a valve provided with a control piston (2 ') that can be acted upon on both sides (2), which when the compressor is at a standstill by compression spring (q.) Or the like in the idle position and when the compressor is operating due to the pressure in the suction nozzle and discharge nozzle is set in the idle or operating position.