DE830091C

DE830091C - Verfahren und Vorrichtung zum stufenlosen Regeln der Foerdermenge von Kolbenverdichtern

Info

Publication number: DE830091C
Application number: DEH888A
Authority: DE
Inventors: Ing Richard Bargmann
Original assignee: Hoerbiger and Co
Current assignee: Hoerbiger and Co
Priority date: 1948-12-16
Filing date: 1949-12-16
Publication date: 1952-01-31

Description

Verfahren und Vorrichtung zum stufenlosen Regeln der Fördermenge von Kolbenverdichtern Für die stufenlose Regelung von Kolbenverdichtern sind verschiedene Verfahren bekannt. Man verwendet einerseits Zuschalträume von kontinuierlich veränderbarer Größe oder Zuschaltdauer während eines Kolbenspieles, andererseits sind Methoden bekannt, durch die entsprechend beeinflußten Druckventile einen Rückstrom in den Hubraum oder durch die Saugventile in die Saugleitung zu bewerkstelligen. Unter den letzteren sind die einfachsten jene, bei welchen die Ventile durch die Kräfte des Rückstromes selbst geschlossen werden. Die Fördermenge ist bei dieser Regelung solange stufenlos veränderbar, solange die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den Ventilen zunimmt, d. h., mindestens bis der Kolben den halben Hub durchlaufen hat. Dann treten bei elastischem Förderstoff Stauungserscheinungen im Zylinder sowie Trägheitserscheinungen beim Ventilschluß ein, so daß es nicht nur möglich ist, bis auf 5o°/o herunter zu regeln. Bei kleineren einstufigen Maschinen, wo es auf die Höhe der Verluste der Regelung wenig ankommt, kann man, indem man zur Regelung nur einen kleinen Teil des ganzen Saugventilquerschnittes heranzieht, leicht so starke Stauungserscheinungen erhalten, daß der Rückströmdruck auf die offengehaltenen Ventilplatten bzw. -ringe bis zur normalen Beendigung der Rückexpansion anhält, so daß bis auf Leerlauf geregelt werden kann, da mit der höheren Durchströmgeschwindigkeit und wegen der zunehmenden Verdichtung rasch erhebliche Form- und Oberflächenwiderstände der Ventilplatten bzw. -ringe in der Rückströmung auftreten.
Bei großen Verdichtern (Gebläsen usw.) ergeben sich dabei jedoch sehr erhebliche Leistungsverluste, wie die Linie i des Rückströmdruckes in dem Kompressordiagramm nach Abb. i zeigt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, nach welchem diese Verluste erheblich verringert werden. Die Erfindung besteht dabei darin, daß mehrere Saugventilquerschnitte während des Verdichtungshubes nacheinander derart geschlossen werden, daß ein ständig steigender Druckverlauf auf den jeweils noch durchströmten Ventilen die Folge ist.
In Abb.2 und 3 sind zwei verschiedene Ausführungsbeispiele von Kompressorsaugventilen zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.
Gemäß Abb. 2 kann die gewünschte erfindungsgemäße Beeinflussung der Saugventilquerschnitte z. B. dadurch erreicht werden, daß bei einem Saugventil 3 mit zwei konzentrischen Ventilplatten 7, 8 ein Anhebegreifer 4 angewendet wird, -der die eine Platte 7 nur mit dem zweckmäßig begrenzten Druck der Feder 5 abhebt, während er die andere Platte 8 mit seiner ganzen Belastung offenhält. Der Abhebegreifer kann dabei entweder von der gespannten Feder 6 oder auch hydraulisch usw. betätigt sein. Es wird auf diese Weise durch den Rückströmdruck zuerst die Platte 7 geschlossen, und zwar am Punkt c des Diagramms nach Abb. i, und hernach erst die Platte B.
Bei Anwendung mehrerer getrennter Abhebegreifer kann gemäß Abb. 3 das gleiche Prinzip verfolgt werden. Dort ist eine Ausführung mit mehreren Ventilen dargestellt, wovon ein Ventil mittels eines normalen Abhebegreifers io und eines hydraulisch belasteten Abhebekolbens i i abgehoben wird, während zwischen die Greifer 12 und die zugehörigen hydraulisch belasteten Abhebekolben 13 der anderen Ventile 14 Federkörper 15 eingeschaltet sind. Durch geeignete Anschläge 9 bzw. Wahl der Federkörper 15 wird dabei die höchste Offemhaltekraft der verschiedenen Ventile so abgestuft, daß diese durch den Rückström,druck nacheinander zum Schließen kommen. Der Druckverlauf wird z. B. durch Linie 2 in Abb. i wiedergegeben.
Es ist so möglich, _bis etwa Hubmitte zur Schließung der abgehobenen Ventile den geringstmöglichen Rückströmdruck heranzuziehen und damit mit den kleinsten Verlusten auszukommen. Danach entsteht beim Schließen eines Ventils nach dem anderen je ein neuerliches Aufstauen und ein geringer Druckanstieg im Verdichter. Die schraffierte Fläche in -b1. i zeigt den EnergiegeNvinn durch die erfindungsgemäße Anordnung. Es ist durch Verwendung einer Reihe derartiger Ventile mit Abhebegreifern von verschieden hoch begrenztem Federdruck auch möglich, eine größere Stufenreihe zu erhalten. Das ist z. B. bei Maschinen mit vielen Saugventilen in Ringkastenanordnung wie Gebläsen u. dgl. von großer Bedeutung.

Claims

PATEN TANSPRI;CHF: i. Verfahren zur stufenlosen Regelung von Kolbenverdichtern mittels des Rückströmdrukkes auf die Ventilplatten der Saugventile (oder auch Druckventile), welche in bekannter Weise durch federbelastete Greifer offengehalten werden, dadurch gekennzeichnet, <iaß bei jedem Rückschub in die Saugleitung (bzw. Rückströmung in den Zylinder bei Druckventilbeeinflussung) mehrere Ventilquerschnitte jeweils nacheinander geschlossen werden, ehe der durch die Rückströmung bedingte Strömungsdruck auf die abgehobenen Ventilplatten zu sinken beginnt, wobei die noch offenen Ventilquerschnitte durch den Rückströmdruck bei Erreichen der eingestellten _\lihebekraft geschlossen werden.
2. Vorrichtung, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung ein oder mehrere Ventile (3) mit je zwei oder mehr ''entilringen bzw. -platten (7 und 13) verwendet werden. die durch einen einzigen Greifer beeinflußt werden, wobei die Finger dieses Abhebegreifers (.4) mit verschieden gestufter Federbelastung auf die Ventilringe bzw. -platten (7 und 8) eines und desselben Ventils einwirken, derart, daß durch den Rückströmdruck die einzelnen Ventilringe bzw. -platten (7 und 8) nacheinander geschlossen werden.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung mehrere Ventile verwendet werden, wobei je ein Greifer (io und 12) auf die Platte je eines Ventils einwirkt unter einem bestimmten durch entsprechende Anschläge (9) für die verschiedenen Greifer verschieden hoch begrenzten Federdruck (15), derart, daß durch den Rüclkströmdruck die verschiedenen Ventile nacheinander gesichlossen werden.