DE767417C

DE767417C - Device for setting different pressures with different fillings of vane or rotary piston machines working as compressors

Info

Publication number: DE767417C
Application number: DESCH121763D
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl-Ing Weinhold
Original assignee: HANS SCHMITT DIPL ING
Current assignee: HANS SCHMITT DIPL ING
Priority date: 1941-01-15
Filing date: 1941-01-15
Publication date: 1952-08-07

Description

Vorrichtung zur Einstellung verschiedener Drücke bei verschiedenen Füllungen von als Verdichter arbeitenden Flügel- oder Drehkolbenmaschinen Die Erfindung betrifft Flügel- oder Drehkolbenmaschinen, welche als Verdichter arbeiten und deren, in zweckentsprechender Weise in der Umfangswand eines Gehäuses verteilten und mit Klappen, Hubventilen, Schäebernod. dgl. ausgestatbetenZollen jenach den gewünschten Druckverhältnissen mit dem Druckraum bz.w. Saugraum in Verbindung gebracht werden können. Hierbei sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen der Saugraum und Druckraum gleichzeitig mit :trennten Stelleinrichtungen zu Regelzwecken mit der Hand oder selbsttätig verändert wurden. Bei dieser unabhängigen Regelung der Saug- und Druckseite konnten zwar verschiedene Enddrücke bei verschiedenen Füllungen erreicht werden, jedoch waren Druckänderungen bei gleichbleibender Leistung nur in kleinen Grenzen und in ganz unzulänglicher Weise möglich. Die Eintrittskanten drei Verstellringes mußten nämlich bei den bekannten Ausführungen zur vollen. Ausnutzung des Gebläses bei kleinstem Enddruck an die Stelle der größten Kammerhöhe oder wenigstens in die Nähe derselben verlegt werden, so daß bei Verschiebung eines Stellringen die Kammerhöhen nur ganz unwesentlich geändert wurden, während auf der Austrittsseite ganz erhebliche Änderungen der den Kammerinhalt bestimmenden Größen gegen i l -)erstanden. Die Folg ge davon war. d. aß die Fördermengen nicht in dem Maße abnahmen. wie es der Zunahme des Druckes entsprochen hätte und für die angestrebte Gleichhaltung der Leistung erforderlich gewesen wäre. Man war daher von vornherein nur auf kleinere Ansaugemengen angewiesen.Device for setting different pressures at different Filling of vane or rotary piston engines working as compressors The invention concerns vane or rotary piston machines that work as compressors and their, appropriately distributed in the peripheral wall of a housing and with Flaps, lift valves, Schäebernod. Like. equipped customs depending on the desired Pressure ratios with the pressure chamber or respectively Can be brought suction chamber in communication can. Here, devices have become known in which the suction chamber and pressure chamber at the same time with: disconnected actuating devices for control purposes by hand or were changed automatically. With this independent regulation of the suction and pressure side different final pressures could be achieved with different fillings, however, changes in pressure were only within small limits while the output remained the same and quite inadequately possible. The leading edges of three adjusting rings namely had to be full with the known versions. Utilization of the fan at the lowest final pressure at the point of the greatest chamber height or at least in the Near the same are relocated, so that when moving an adjusting ring the Chamber heights have only been changed insignificantly, while on the exit side very considerable changes in the parameters determining the chamber content compared to i l -). The consequence of this was. d. the output did not decrease to the same extent. like it would have corresponded to the increase in pressure and for the desired equality the performance would have been required. Therefore, from the start, one was only interested in smaller ones Suction quantities instructed.

Die Erfindung besteht nun darin. daß die Ein- und Auslaßverstelleinrichtungen der Saug- und Druckseite zwangsläufig miteinander verbunden sind und durch ein gemeinsames Glied betätigt werden, so daß die Antriebsleitung des Verdichters in den einzelnen. im voraus festgelegten Druckstufen durch jeweils entsprechende zwangsläufige Einstellung des Volumens und Druckes gleichbleibt. Die Größe der Antriebsinaschitie braucht also nicht mehr für den Leistungsbedarf bei maximalem Druck und unverändertem Volumen bemessen zu werden, sondern richtet sich nach dem gleichbleibenden Leistungsbedarf. so daß sie stets mit bestem Wirkungsgrad ausnutzbar ist.The invention now consists in this. that the inlet and outlet adjustment devices the suction and pressure side are inevitably connected to each other and by a common one Member are operated so that the drive line of the compressor in the individual. pressure levels determined in advance by means of a corresponding inevitable setting the volume and pressure remains the same. The size of the drive unit needs so no longer for the power requirement at maximum pressure and unchanged volume to be measured, but depends on the constant power requirement. so that it can always be used with the best possible degree of efficiency.

Dies ist besonders für die Umwälzung großer Luft- und Gasmengen von Bedeutung. da hierbei die Antriebsmaschinen keine nennenswerten Überlastungen aufbringen können, so z. B. bei Gebläsen für Stahlwerksanlagen oder bei der Erschmelzung von Metallen und Behandlung von Metallschmelzen. Hier sind in raschem 'Wechsel mehrmalige Änderungen der Druckhöhen erforderlich, was mit dem Erfindungsgegenstand ohne weiteres durchführbar ist.This is especially useful for circulating large amounts of air and gas Meaning. because the drive machines do not generate any significant overloads can, so z. B. in blowers for steel mills or in the melting of Metals and molten metal treatment. Here are repeated several times in rapid succession Changes in the pressure levels required, which with the subject matter of the invention without further ado is feasible.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, in denen mit i das Gehäuse, mit 2 seine Lauffläche. mit 3 der dazu außermittig angeordnete Läufer, mit d. der Einlaß- und mit 3 der Auslaßstutzen bezeichnet sind. In dem zwischen dem Läufer 3 und der Gehäuselauffläche -2 gebildeten sichelförmigen Raum laufen die nicht näher dargestellten Klappen, Kolben oder Flügel um und bilden Arbeitskammern. die in der Zeichnung, von oben nach unten gesehen. immer kleiner werden. Der Verdichtungsraum 6 liegt auf der rechten Hälfte der Sichel und wird auf der Seite der Klappenenden durch den feststehenden Laufflächenteil 7 des Gehäuses begrenzt, der gemäß dein Ausführungsbeispiel nach Abb. i nach beiden Seiten durch die in die Gehäuselaufbahn 2 einsch-,venkharen Klappen ergänzt wird. Je nach der Zahl der eingeschwenkten Klappen verschiebt sich der Druckmittelrauin weiter nach oben oder nach unten.In the drawing, three exemplary embodiments of the invention are shown, in those with i the housing, with 2 its running surface. with 3 the eccentric to it Runner, with d. the inlet and with 3 the outlet are designated. In the between the rotor 3 and the housing running surface -2 run crescent-shaped space formed the not shown flaps, pistons or wings around and form working chambers. those in the drawing, viewed from top to bottom. getting smaller and smaller. The compression area 6 lies on the right half of the sickle and is on the side of the valve ends limited by the fixed tread part 7 of the housing, according to your Embodiment according to Fig. I on both sides through the into the housing track 2 einsch-, venkharen flaps is added. Depending on the number of flaps swiveled in the pressure medium moves further up or down.

Es sind in Abb. i an jeder Seite des Druckmittelraumes 6 vier Klappen angeordnet, und zwar saugseitig die Klappen B. 8'. 8" und 8"' und druckseitig die Klappen 9, 9'e 9" und 9"'. Die Breiten dieser Klappen 8 und 9 sind so zueinander abgestimmt, daß der damit be-«-irkten Druckerhöhung auch eine entsprechende Inhaltsverminderung beim Ansaugen folgt und umgekehrt. Jede dieser Klappen ist an einem der Hebel io bzw. i i befestigt und mittels dieser Hebel um eine allen Klappen 8 oder 9 einer Seite gemeinsame Achse 1z bzw. 13 drehbar. Die rückwärtigen Arme dieser Hebel 1o und i i sind paarweise an je ein Steuerglied angeschlossen. und zwar hängen der äußere sangseitige Hebel io und der innere druckseitige Hebel i i gemeinsam an den beiden Stangenenden eines Kraftkolbens 1.1. der in einem Zylinder 1,3 hydraulisch oder pneumatisch nach oben oder unten gedrückt «erden kann. Es sind so viele Zylinder und Kolben 1.4 vorgesehen, als Hebelpaare io, i i vorhanden sind. Alle Zylinder 1,5 sind unmittelbar nebeneinander in einem an das Gehäuse i angeschlossenen Steuerkasten 16 untergebracht.In Fig. I there are four flaps on each side of the pressure medium space 6 arranged, namely the suction side the flaps B. 8 '. 8 "and 8" 'and on the pressure side the Flaps 9, 9'e 9 "and 9" '. The widths of these flaps 8 and 9 are so to each other agreed that the resulting increase in pressure also results in a corresponding reduction in content during suction and vice versa. Each of these flaps is on one of the levers io or i i attached and by means of this lever to one of all flaps 8 or 9 one Side common axis 1z or 13 rotatable. The rear arms of these levers 1o and i i are connected in pairs to one control element each. namely hang the outer sang-side lever io and the inner pressure-side lever i i together to the both rod ends of a power piston 1.1. the one in a cylinder 1.3 hydraulic or pneumatically pushed up or down «. There are so many cylinders and piston 1.4 are provided as pairs of levers io, i i. All cylinders 1.5 are directly next to each other in a control box connected to the housing i 16 housed.

In der oberen Lage der Kolben 14 sind saugseitig alle Klappen e geschlossen, druckseitig dagegen sämtliche Klappen 9 geöffnet. Beim Betrieb des Verdichters ergibt sich also saugseitig ein große: Einströnivolumen und druckseitig ein verhältnismäßig geringer Druck. Durch nacheinander erfolgendes T.i nterdrtteksetzen der oberen Seite der Zylinder 13 werden die saugseitigen Klappen 8, beginnend mit der äußeren Klappe, ausgec,ciiwenkt und die druckseitigen Klappen 9, und zwar zuerst die innere Klappe 9, in die Geliäuselaufbahil 2 eingeschwenkt, wobei sich das Ansaugvolumen schrittweise verkleinert, der Enddruck iedoch entsprechend zunimmt. Jeder Klappe entspricht eine bestimmte Druckstufe; Zwischenwerte werden dadurch erreicht, daß man zusätzlich drosselt, und zwar in der Ansaugeleitung, oder daß man gegebenenfalls die innerhalb der Schließ- und Öffnungsbewegungen vorhandenen Drosselstellungen, welche auf der Saugseite volumsmindernd und auf der Druckseite druckerhöhend innerhalb des Bereiches jeder Druckstufe wirken. dazu ausnutzt..In the upper position of the piston 14, all flaps e are closed on the suction side, On the other hand, on the pressure side, all flaps 9 are open. When operating the compressor results So there is a large one on the suction side: single-flow volume and a proportional one on the pressure side low pressure. By successively placing the upper side into the ground the cylinder 13 becomes the suction-side flaps 8, starting with the outer flap, ausec, ciiwenkt and the pressure-side flaps 9, namely first the inner flap 9, swiveled into the Geliäuselaufbahil 2, whereby the suction volume increases gradually reduced, but the final pressure increases accordingly. Each flap corresponds to one certain pressure level; Intermediate values are achieved by adding throttles, namely in the suction line, or that you may have the inside the closing and opening movements existing throttle positions, which on the Volume-reducing suction side and pressure-increasing on the pressure side within the area work at every pressure level. takes advantage of it ..

In ähnlicher Weise wie die Klappen, nur unter größerer Ausnutzung der Überleitungsdrosselung, wirken. die Ventile nach dem zweiten Ausführungsbeispiel (Abb. 2) der Zeichnung. Die feststehende Lauffläche 7 des \'erdichtungsraunies 6 ist hierbei länger gehalten als bei der Abb. i, wird aber im Gegensatz zii dieser in ihren überstehenden Teilen durch Üffnungen 1;, ig unterbrochen, welche durch Ventile 1g. 20 geschlossen werden lcöllllell. Es sind saug- und druckseitig je zwei oder mehrere Ventilflächen ig, i9 und 2o, 2o' vorhanden, die in gleicher Weise wie die Klappen, also. paarweise und vorzugsweise hydraulisch, gesteuert werden.Similar to the flaps, only with greater use the transfer throttling act. the valves according to the second embodiment (Fig. 2) of the drawing. The fixed running surface 7 of the sealing area 6 is here longer than in Fig. i, but in contrast to zii this one in their protruding parts by openings 1 ;, ig interrupted, which by Valves 1g. 20 to be closed lcöllllell. There are two each on the suction and pressure side or several valve surfaces ig, i9 and 2o, 2o 'available, which are in the same way as the Fold, so. be controlled in pairs and preferably hydraulically.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 löst die Aufgabe der Einstellung verschiedener Verdichtungsenddrücke bei gleichbleibender Leistung der Antriebsmaschine, und zwar wenigstens für den kleinsten und größten Druck durch an der Lauffläche angeordnete Segmente, welche mit ihren Ein- und Austrittskanten die Menge und den Enddruck des Verdichtungsmittels bestimmen. Um bei kleinstem Enddruck das Gebläse voll ausnutzen zu können, wird man danach trachten, die Eintrittskante des Segments an die. Stelle der größten Sichelhöhe oder wenigstens @in die Nähe derselben zu legen. Dies hat jedoch dien Nachteil, daß sich bei Verschiebung des Segments die Sichelhöhen an der Eintrittssaite nur ganz wenig ändern, denen, auf der Austrittsseite ganz erhebliche Änderungen dieser den Kammerinhalt bestimmenden Größen gegenüberstehen. Die Folge davon ist, daß die Fördermengen nicht in dem Maße abnehmen, wie es der Zunahme des Druckes entsprechen würde und für die angestrebte Gleichhaltung der Leistung erforderlich wäre. Eine Überlastung der Antriebsmaschine ist daher unvermeidbar, wenn man nicht schon von vornherein auf kleinere Ansaugemengen einstellt. Dies ist aber wiederum im Hinblick auf Glie Ausnutzung und die Wirtschaftlichkeit des Gebläses. bei den niedrigen Enddrücken ungünstig.The embodiment according to Fig. 3 solves the task of setting different compression pressures with constant power of the drive machine, and at least for the smallest and largest pressure on the tread arranged segments, which with their inlet and outlet edges the amount and the Determine the final pressure of the compacting agent. To the blower at the lowest final pressure To be able to take full advantage of it, one will strive to be the leading edge of the segment to the. Move to the highest sickle height or at least near it place. However, this has the disadvantage that when the segment is shifted, the The sickle heights on the entry string only change very little, those on the exit side there are very considerable changes in these parameters which determine the chamber content. The consequence of this is that the flow rates do not decrease as much as it does Increase in pressure would correspond and for the desired equality of Performance would be required. Overloading the drive machine is therefore unavoidable, if you do not adjust to smaller suction volumes from the outset. This is but again with regard to Glie utilization and the economy of the fan. unfavorable at the low final pressures.

Die Erfindung sieht hier zwei Segmente vor, und, zwar ein im Bereiche der größten Sichelhähe, also eünlaßseitig gelegenes feststehendes Laufflächenstück 21, das durch Schrauben 22 am Gehäuse festgehalten wird und das höchstens so lang wie der Abstand zweier Klappenenden voneinander isst. An dieses Laufflächenstück 2i schließt sich am druckseitigen Ende ein bewegliches Segment 24 an, welches in nicht dargestellten Führungen des Gehäuses i an der Lauffläche 2 entlang bewegt werden kann und zu diesem Zweck an; einen Gleitschuh 25 angelenkt ist, der es bei Betätigung des Kraftkolbens 26 in seiner Kreisführung nach abwärts zieht Dabei gelangt das Segment 24 bis in die in Abb.3 strichpunktiert angedeutete untere Läge, die seine druckseitige Steuerkante 27 in den Bereich der kleineren Verdichtungsräume und damit in den Bereich des höheren Enddruckes einstellt. Gleichzeitig mit dieser Einstellung wird saugseitig an der Stoßstelle 23 der beiden Segmente 21 und. 24 ein Spalt geöffnet, der den Mehrinhalt der am feststehenden Segment 2i liegendem Kammer gegenüber der Eintrittskammer am beweglichen Segment 24 abströmen läßt, so daß nieder Inhalt der letztgenannten Kammer verdichtet wird. Mit fortschreitender Entfernung des beweglichen Segments 24 vom Ende 23 des feststehenden Laufflächenstückes 21 wird also die saugseitige Kante 28 des beweglichen Segments 24 zu einer Steuerkante des Verdichtungsmittels, welche in der tiefsten Stellung Fördermenge und Druck auf die bei der höchsten Stellung verfügbare Antriebsleistung abstimmt. Die Leistung der Antriebsmaschine isst daher sowohl bei gegch.lossenem als auch bei geöffnetem Segment 24 annähernd gleich groß und hält sich auch in dien Zwischenstellungen in angemessenen Grenzen zu diesem Wert.The invention provides two segments here, one in the area the largest sickle-shaped, i.e. fixed running surface piece located on the inlet side 21, which is held in place by screws 22 on the housing and that is as long as possible how the distance between two flap ends eats. To this piece of tread 2i is followed by a movable segment 24 at the pressure-side end, which in guides, not shown, of the housing i are moved along the running surface 2 can be and for this purpose; a sliding shoe 25 is articulated, which it at Actuation of the power piston 26 in its circular guide pulls downwards the segment 24 up to the lower position indicated by dash-dotted lines in Figure 3, the its pressure-side control edge 27 in the area of the smaller compression spaces and thus adjusts to the range of the higher final pressure. Simultaneously with this Setting is on the suction side at the joint 23 of the two segments 21 and. 24 a gap opened, the excess content of the lying on the fixed segment 2i Chamber can flow away from the inlet chamber on the movable segment 24, so that the content of the last-mentioned chamber is condensed. With advancing Removal of the movable segment 24 from the end 23 of the fixed tread piece 21 thus the suction-side edge 28 of the movable segment 24 becomes a control edge of the compression means, which in the lowest position delivery rate and pressure adjusts the drive power available at the highest position. The performance the prime mover therefore eats both when it is closed and when it is open Segment 24 is approximately the same size and also holds in the intermediate positions reasonable limits to this value.

Die Abdichtung der eintrittsseitigen Räume gegenüber den Druckräumen, beispielsweise an der- Stoßrstelle. der Segmente. 21 und 24, erfolgt durch Spaltdichtungen mittels Labyrinthe. Auch an der Führung 29 des beweglichen. Segments sind labyrinth.artige Ausnehmungen 30 vorgesehen, welche in einfacher Weise den Druckraum 5 von den Räumen abschließen, die unter dem Eintrittsdruck des Druckmittels stehen.The sealing of the inlet-side spaces from the pressure spaces, for example at the joint. of the segments. 21 and 24, is made by gap seals by means of labyrinths. Also on the guide 29 of the movable. Segments are labyrinth-like recesses 30 , which in a simple manner close the pressure chamber 5 from the spaces that are under the inlet pressure of the pressure medium.

Claims

PATENT CLAIM: Device for setting different final pressures for different fillings of vane or rotary piston machines working as compressors, with adjustment devices, e.g. B. flaps, valves or slides on the suction side and pressure side of the rotor chamber, which by hand or automatically, e.g. B. over a piston controlled by a pressure medium, are actuated, characterized in that that the adjustment directions for the purpose of maintaining an approximately constant Power of the prime mover of this compressor are coupled together and through a common control element can be operated.