DE826328C - Aussetzerregelung von Kompressoren - Google Patents

Aussetzerregelung von Kompressoren

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DE826328C
DE826328C DEH188A DEH0000188A DE826328C DE 826328 C DE826328 C DE 826328C DE H188 A DEH188 A DE H188A DE H0000188 A DEH0000188 A DE H0000188A DE 826328 C DE826328 C DE 826328C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spring
piston
regulator
scissors
rhombus
Prior art date
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Expired
Application number
DEH188A
Other languages
English (en)
Inventor
Ing Richard Bargmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoerbiger and Co
Original Assignee
Hoerbiger and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoerbiger and Co filed Critical Hoerbiger and Co
Priority to DEH188A priority Critical patent/DE826328C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE826328C publication Critical patent/DE826328C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02Stopping, starting, unloading or idling control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Springs (AREA)

Description

  • Aussetzerregelung von Kompressoren Es sind verschiedene Einrichtungen zur Aussetzerregelung von Kompressoren entwickelt worden, die durch einen Regelkolben bei Erreichen der Mindest-und Höchstdrücke in den Druckbehältern oder Druckleitungen Druckgas auf die Abhebegreifer der Saugventile zur Wirkung bringen und damit die Maschine auf Leerlauf bzw. Volleistung schalten. Eine der neueren Konstruktionen sieht z. B. hierzu eine Anordnung zweier Federsysteme vor, von denen das eine als Grundbelastung und das andere als Schnappschalter wirkt. Andere Systeme verwenden gewichtsbelastete Kolben, die durch Kugelschnapper oder auf ähnliche Weise die Reibung in den Endlagen des Regelkolbens vergrößern und dadurch eine Aussetzerregelung gestatten.
  • Alle derartigen bekannten Systeme benötigen, wenn sie ohne Trägheit arbeiten sollen, mehrere Federn, *enn sie sowohl hinsichtlich des Mindest- als auch des Höchstdruckes einstellbar sein sollen. Andere Einrichtungen hinwiederum arbeiten, um einen exakten Schluß zu erreichen, mit, Differentialkolben, oder es werden auch Regler mit Hilfskolben gebaut, die die eigentlichen Regelkolben in deren Endlagen verriegeln.
  • Schwierigkeiten kommen bei den bekannten Reglern hauptsächlich dann vor, wenn durch geringe Druckschwankungen in Gebieten, in denen der Regler, sei es nun wegen der Reibung oder aus anderen Gründen, nicht vollständig umschaltet, infölge einer zufällig dem Verbrauch gleich großen Lieferung des Verdichters auch die Abhebung der Saugventile schleichend erfolgt, wodurch diese ins Flattern geraten und sehr stark abgenutzt werden. Daher gehen schon seit langem die Bemühungen dahin, dieses Gebiet durch sehr empfindliche und sicher schaltende Einrichtungen auszuschließen. Dabei wurde es nun nötig, im allgemeinen zwei Federn zu verstellen, wenn man nicht mit trägen Einrichtungen arbeiten will, und wenn man in einem größeren Druckbereich sowohl den Höchstdruck als auch den Mindestdruck beliebig einstellen will. Um mit einem neuen, derartigen Regler beispielsweise das Gebiet von 1,5 ... 8,5 at unterem Grenzdruck und 1,6 ... io at Höchstdruck zu bestreichen, war es erforderlich, vier Hauptfedern und vier Paare Hilfsfedern in Reserve zu halten bzw. auszuwechseln.
  • Einige der genannten Schwierigkeiten werden nun durch den Regler gemäß der Erfindung vermieden. Derselbe besteht im wesentlichen aus einem oder mehreren Elementen, einer Nürnberger Schere (Fig. i), die durch eine quer zur Längsachse angeordnete Feder 2 gespannt wird und auf einen Steuerkolben 3 in Richtung der Längsachse einen Druck ausübt, der durch Spannen der Feder mittels Spannschraube 4 oder Verkürzung der Schere mittels Stellschraube 5 den geforderten Verhältnissen angepaßt werden kann.
  • Dabei erfolgt durch den Scherenlenker eine Abänderung der steigenden Federcharakteristik in der Querrichtung, in eine abfallende in der Längsrichtung. Durch die Mehrgliedrigkeit wird eine beliebige Vergrößerung des Kolbenhubes möglich, ohne daß der Regler seitlich zu weit ausladet.
  • Betrachtet man den Elementarrhombus (Fig. 2), so ist ersichtlich, daß Gleichgewicht dann herrscht, wenn die Querspannung durch die Feder zur Längsspannung durch den Reglerkolben sich wie die entsprechenden Diagonalen verhalten, d. h. die Kolbenkraft P = F tg a ist, wobei F die Federkraft und a den charakteristischen halben Spitzenwinkel im Rhombus bezeichnet. Ist nun die Feder 2 mit einer Federkonstanten K = bei einem Winkel a = ab (im folgenden Ausgangswinkel genannt) vollständig entspannt, so gilt F = K - 2 d (cos a - cos a,), wenn d die Rhombusseite ist.
  • Bei gegebenem Kolbenhub h und geometrisch festliegendem Regler ergeben sich nun sechs Bedingungsgleichungen zur Ermittlung einer passenden Feder, welche allein das vorerwähnte ganze Gebiet umspannt, zu dem vier Hauptfedern und vier Paar Nebenfedern erforderlich waren. Diese Gleichungen lassen sich nach einigen Annahmen auf eine Resolvente sechsten Grades bringen, weshalb sich von vornherein graphische,Methoden empfehlen.
  • Dazu zeigt Fig. 3 im oberen Teil eine ausgezogene Kurvenschar, welche bei festgehalten gedachter Federachse die auf den Regelkolben wirkenden Federkräfte P (als Ordinate) in Abhängigkeit von der Lage des Scherenendpunktes darstellt, an welchem der Kolben befestigt ist (als Abszisse); jede Kurve entspricht einem bestimmten Wert des Ausgangswinkels c@, der jeweils aus den :Mullstellen dieser charakteristischen Kurven abgelesen werden kann. Diese Kurvenschar ergibt sich durch Superposition der beiden Summanden der Formel P = F tg a = 2 kd (sin a - cos a, tg a) mit Hilfe der im unteren Teil der Fig. 3 eingezeichneten gestrichelten Kurven.
  • Die Maximalwerte der einzelnen Federkraftkurven erfüllen dabei eine kubische Parabel (strichpunktiert), die die Kurvenäste steigenden Charakters von jenen fallenden Charakters trennt und damit die Stabilitätsgrenzkurve C des reibungsfreien Reglers ist. Da sich beim Arbeiten des Reglers die Spannfeder in zwei Dimensionen bewegt, ist es nun sehr einfach, jene Kurve zu bestimmen, welche das obere Ende der gespannten Feder durchlaufen muß, wenn der Regler jeweils auf die Grenzkurve C eingestellt wird, wobei der Reglerkolben sich dauernd in der äußeren Endlage befindet. Indem man diese Federbegrenzungskurve auf dem Reglergehäuse leicht sichtbar anbringt, ist dafür gesorgt, daß der Regler dauernd stabil arbeitet, welche Spannungsverhältnisse sonst auch immer eingestellt seien, wenn nur die Feder dauernd so gespannt bleibt, daß diese Kurve vom Federende nicht erreicht wird. Darüber hinaus läßt sich bei der Einstellung des Reglers in einfacher Weise durch ein kleines Getriebe die Bewegung der Federspannschraube 4 auf die Stellschraube 5 derart übertragen, daß der Regler zwangsläufig im statischen Gebiete abfallender Charakteristik arbeitet, da die Federbegrenzungskurve weitgehend linearen Charakter hat (Fig. 4).
  • Unter Rücksicht auf die obigen Verhältnisse zeigt sich, daß die in Frage stehende Federbegrenzungskurve sich folgendermaßen darstellen läßt: Hält man den rechten Endpunkt des Rhombus fest, so beschreibt das untere Federende bei Änderung der Reglereinstellung einen Kreisbogen 6 (Fig. 5) mit dem Radius d. Bleibt die Feder ungespannt, so beschreibt das obere Ende dabei einen dazu parallelen Kreis 7. Um aber im stabilen Gebiet zu bleiben, ist jeweils eine Mindestvorspannung erforderlich, die sich nach Größe und Lage aus der Grenzkurve C der Fig. 3 ergibt. Dementsprechend wird die Kolbendiagonale des Rhombus zusammengedrückt, wobei die Feder zugleich aus der ungespannten Lage (a,) kinematisch um 2 d (cos a -cos a,) verkürzt wird. Bei Einstellung des Reglers auf die Grenzkurve liegen daher die oberen Endpunkte der Feder auf der gezeichneten Kurve 8 (Fig. 5). Danach ist also z. B. eine Feder der Konstanten K = 0,2 kg/min bei einem d = 70,0 mm, einem Kolbendurchmesser 15 mm und einem Hub 12 mm imstande, den obenerwähnten Bereich allein zu bestreichen.
  • Die Schar der Federkennlinien (Fig. 3) gestattet sogleich einfach die Feststellung des erforderlichen Ausgangswinkels ao, indem das gewünschte Sekantenstück der Charakteristik auf Pauspapier aufgezeichnet und in das Linienfeld hineingelegt wird, wodurch man ohne weiteres die fragliche Federkennlinie herausgreifen kann, worauf in einfachster Weise die Federspannung durchgeführt werden kann.
  • Die geschilderte Einrichtung ermöglicht außerdem die Anordnung von kleineren und härteren Federn, sofern man mit einer kleinen und weniger empfindlichen Vorrichtung auskommt, wenn man die Feder durch die einfachsten sich darbietenden Übersetzungsmöglichkeiten stärker belastet.
  • Dies wird auch bei Anwendung von nur einem Scherenrhombus leicht möglich, wenn man die Feder nicht in der Querdiagonale, sondern in einer hierzu parallelen Rhombussekante g (Fig. 6) anordnet und damit den Hub entsprechend vermindert. Ferner igt es wesentlich, daß man durch schräge Anordnung der Feder io (Fig. 6) auch die Federungscharakteristik in Längsrichtung erfolgreich abändern kann. Es wird dabei im großen Ganzen durch tiefere Lage der Grenzlinie das Gebiet des stabilen Arbeitens verbreitert.
  • Zuletzt hat die Anordnung gemäß der Erfindung auch den Vorteil, daß bei sehr hohen Anforderungen an die Empfindlichkeit des Reglers durch Anwendung vori Schneidenlagern (Fig. 7) die Reibung sehr gering zu halten ist, um so mehr, als infolge des inneren Ausgleichs der Federkräfte in die Führungen keine Seitenkräfte kommen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kolbenregler für Aussetzerregelung mit einer Gegenkraft abfallender Charakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung einer üblichen Feder mit ansteigender Charakteristik durch ein oder mehrere Glieder einer Nürnberger Schere auf den Reglerkolben zur Wirkung gebracht wird, wobei die Feder entweder in Richtung der Querdiagonale eines Scherenelementes (Rhombus) oder auch unter einem gewissen Winkel gegen die Querdiagonale gespannt wird, der kleiner ist als der gegen eine Rhombusseite, so daß in der Richtung der Längsdiagonale eine Federkraft mit abnehmender Charakteristik auf den Reglerkolben wirkt. z. Kolbenregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur sicheren Vermeidung des labilen Bereiches (mit nicht abfallender Federkennlinie) am Regler eine Federbegrenzungskurve markiert ist, innerhalb derer die Feder zu spannen ist (Fig.5). 3. Kolbenregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein einfaches Getriebe die Umdrehungen einer Federspannschraube (4) auf die die Verkürzung der Schere in der Scherenlängsachse bewirkende Stellschraube (5) in einem solchen Übersetzungsverhältnis übertragen werden, daß damit zwangsläufig die Federspannung im stabilen Bereich liegt.
DEH188A 1949-10-25 1949-10-25 Aussetzerregelung von Kompressoren Expired DE826328C (de)

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