DE802641C - Verdichter mit Schwingungsantrieb - Google Patents

Description

• Verdichter mit Schwingungsantrieb

  Es ist bekannt, :Arbeitsmaschinen mit hin und

  her gehender Bewegung, wie z. B. Verdichter, un-

  mittelbar durch Elektromagnete anzutreiben, die

  mit Gleichstrom oder vorzugsweise mit Wechsel-

  strom gespeist «-erden.

  Bei der Anwendung derartiger Antriebe für die

  Verdichtung von Gasen und Dämpfen erfolgt die

  Verdichtung üblicherweise in einem Zylinder, in

  welchem der schwingende Kolben geführt wird. Das

  elektromagnetische Antriebssystem bedingt, daß die

  bewegte Masse zusammen mit einer Federkraft ein

  schwingungsfähiges Gebilde darstellt, das in der

  Nähe seiner Eigenschwingungszahl betrieben wird,

  um einen möglichst großen Hub zu erhalten. Arbei-

  tet man beispielsweise mit Elektromagneten, die

  unmittelbar an das übliche Wechselstromnetz mit

  einer Frequenz von 5o Hz angeschlossen werden,

  so erhält inan die hohe Anzahl von 6ooo Doppel-

  hüben pro Minute. Die Bedingungen des Schwin-

  gungsbetriebes erfordern eine kleine Masse der

  bewegten Teile, um einen genügend großen Nutz-

  hin> bzw. eine große Amplitude des Schwingungs-

  vorganges zii erhalten. Nlan kommt damit zwangs-

  läufig auf Kolben finit verhältnismäßig großen

  Durchmessern und kleinem Hub. Derartige Kolben

  haben für die vorgenannten Zwecke eine Reihe von

  schwerwiegenden Nachteilen. So wird z. B. die be-

  wegte Masse sehr groß, wodurch sehr starke Feder-

  kräfte erforderlich werden, die z. B. durch starke

  Schraubenfedern mit großem Durchmesser bei sehr

  geringer Windungszahl zur Verfügung gestellt

  werden müssen und die natürlich einen entsprechen-

  den Aufwand an Raum und Konstruktionsmitteln

  für ihre Aufhängung erfordern. Kolben mit großem

  Durchmesser bei kleinem Hub sind darüber hinaus sehr schwer dicht zu halten, zumal der Einbau mehrerer Kolbenringe auf Kosten der Kolbenlänge und damit wiederum des Gewichtes geht, so daß hier sehr rasch eine wirtschaftliche Grenze erreicht wird. Ferner ist eine an allen Stellen wirksame Schmierung nur durch besondere Maßnahmen zu erzielen.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß an Stelle der bei der bisher üblichen Bauart notwendigen Kolben und Zylinder für derartige Verdichter eine besondere balgartige Membrane aus Metall benutzt wird, die sowohl die Aufgaben des Verdichtungsraumes und des Verdichtungskolbens wie auch die der erforderlichen starken Federung übernimmt. Membranverdichter sind an sich bekannt. Durch die erfindungsgemäße besondere Bauart der Membrane werden jedoch verschiedene neuartige Wirkungen erzielt. Durch den Wegfall des Kolbens und der Feder wird die bewegte Masse auf die geringstmögliche Größe verringert, wodurch bei vorgegebenem Antriebssystem ein Höchstausschlag der Schwingung und damit auch des nutzbaren Hubes und ein Höchstwert der angesaugten Menge erreicht werden. Werden die Ventile in die feststehenden Abschlußplatten der Membrane eingebaut, während das andere freie Ende der Membrane mit einer gleichfalls gasdichten Anschlußplatte die Schwingungsbewegung ausführt, so entfällt jegliche Stopfbuchse und jegliche Abdichtung, so daß derartige Verdichter nicht nur einen vollkommenen volumetrischen Wirkungsgrad besitzen, sondern auch hervorragend für die Verdichtung von giftigen, flüchtigen oder wertvollen Gasen, wie z. B. für die Zwecke der Kompressionskühlschränke, geeigngt sind. Gleichzeitig kommt jegliche Schmierung uiid damit auch jegliche Verölung des Fördergutes sowie eine besondere regelmäßige Wartung in Wegfall. Da irgendwelche Kolbenreibung gleichfalls wegfällt, erreicht der mechanische Wirkungsgrad einen Höchstwert. Durch die Einsparung einer besonderen Feder nebst ihrer Aufhängung ergibt sich eine überaus raum- und materialsparende Bauweise, wie sie kaum zu übertreffen ist.
• Zur Erzielung eines Höchstausschlages des Schwingungssystems wird die Federkraft der balgartigen Membrane zusammen mit der Masse der bewegten Teile so abgestimmt, daß die Eigenschwingungszahl des Systems mit der aufgedrückten Schwingungszahl möglichst nahe oder auch ganz zusammenfällt. Erfindungsgemäß wird ferner die balgartige Membrane aus einzelnen Ringplatten zusammengesetzt, die abwechselnd am Innen- und am Außenrand miteinander verbunden werden. Hierdurch wird erreicht, daß die einzelnen Elemente der Membrane so dimensioniert werden können, daß sie in zusammengedrücktem Zustande keinen Totraum einschließen, ein Vorteil, der für die Verdichtung von besonderer Bedeutung ist, ferner daß sie die erforderliche hohe Federung besitzt und daß die Beanspruchung der einzelnen Ringplatten derart ist, daß sie unterhalb der Dauerstandfestigkeit des Werkstoffes liegt, um eine genügend hohe Lebensdauer zu erreichen.
• Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Verdichter in einem Längsschnitt.
• Als Antrieb des Verdichters dient der Elektromagnet io, dessen Anker i i über die Stange 12 mit dem Membranteller 13 der balgartigen Membrane 14 gekuppelt ist. Diese Membrane 14 besteht vorliegend aus vier Metallringen 15, die abwechselnd an ihrem Innen- und ihrem Außenrand gasdicht miteinander verbunden sind. Die oberste dieser Ringplatten 15 ist am Membranteller 13, die unterste am Grundring 16 gasdicht befestigt. 17 ist die Ventilplatte, die weit in den Membranraum hineinragt, um den schädlichen Raum im zusammengedrückten Zustand der Membrane möglichst gering zu halten.

Claims (3)

1. PATENTANSPROCHE: i. Verdichter mit Schwingungsantrieb durch einen vorzugsweise wechselstromgespeisten Elektromagneten, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichtungsraum von einer aus Metall bestehenden balgartigen Membrane begrenzt wird, die gleichzeitig die für den Schwingungsvorgang erforderliche Federkraft besitzt.
2. 2. Verdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der balgartigen Membrane bestehende Feder zusammen mit den bewegten Massen des Antriebes ein schwingungsfähiges Gebilde darstellt, dessen Resonanzschwingungszahl mit der Schwingungszahl des Antriebes zusammenfällt.
3. 3. Verdichter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die balgartige Membrane aus mehreren Ringplatten besteht, die derart dimensioniert sind, daß die Beanspruchung beim Höchstausschlag die Dauerstandfestigkeit des Werkstoffes nicht überschreitet.