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Strömungsmittel-Druckregler Die Erfindung betrifft einen Strömungsmittel-Druckregler
zum Steuern .der Betätigung eines Kompressors oder einer Pumpe in Übereinstimmung
mit Veränderungen des Druckes in dem Behälter, der durch den Kompressor beliefert
wird.
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Mannigfaltige Arten von Strömungsmittel-Druckreglern sind bisher bei
Vorrichtungen der beschriebenen Art vorgeschlagen worden. Bei einer Form, die in
großem Umfange benutzt worden ist, ist die gewünschte Schnapp- oder Überschlagwirkung
mechanisch erreicht worden, so daß bei der Herstellung äußerste Sorgfalt und Genauigkeit
erforderlich waren, um eine verläßliche Arbeitsweise im Betrieb sicherzustellen.
Zahlreiche andere Konstruktionen sind benutzt worden, um die notwendige Schnappwirkung
zu sichern, aber diese haben entweder komplizierte Herstellungsprobleme ergeben
oder sind nicht im Betrieb über lange Benutzungszeiträume vollkommen befriedigend
gewesen.
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Demgemäß besteht eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
einen Strömungsmittel-Druckregler zu schaffen, der so ausgebildet ist, @daß er die
Beanstandungen und Nachteile der bisher benutzten Regler vermeidet.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Strömungsmittel
- Druckregler zu schaffen, bei dem die Sahnappwir4kung durch eine neue :pneumatisch
gesteuerte Vorrichtung erreicht wird, in-dem so die Benutzung von empfindlichen
Betätigungsteilen
vermieden und eine Anordnung geschaffen wird, die wirtschaftlich hergestellt werden
kann.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Regler der oben beschriebenen
Art zu schaffen, der so ausgebildet ist, daß er eine zwangsläufig sichere Betätigung
zu allen Zeiten in Übereinstimmung .mit Veränderungen,des.Druckes indem Behälter
sicherstellt, um eine verläßliche und wirkungsvolle Steuerung der Arbeitsweise des
Kompressors zu sichern.
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Die obigen und andere Vorteile und neue Merkmale der Erfindung ergeben
sich vollständiger im nachfolgenden aus der ins einzelne gehenden Beschreibung,
die ,in Verbindung mit der Zeichnung zu betrachten ist, in der eine Ausführungsform
der Erfindung dargestellt ist. Es muß jedoch ausdrücklich betont werden, da$ die
Zeichnung nur zum Zwecke der Erläuterung benutzt und nicht zur Begrenzung des Erfindungsgedenkens
bestimmt ist.
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In der Zeichnung sind in sämtlichen Ansichten die gleichen Bezugszeichen
für die gleichen oder ähnliche Teile benutzt. Es zeigt Fig. i eine Ansicht von unten
auf einen Strömungsmittel-Druckregler, der in Übereinstimmung mit den Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, Fig. 2 eine Seitenansicht auf diesen
Regler, Fig. 3 einen Längsschnitt im wesentlichen nach Linie 3-3 der Fig. i und
Fig. 4 einen Längsschnitt im wesentlichen nach Linie 4-4 der Fig. i.
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Indem nunmehr auf die Fig. 3 und 4 insbesondere Bezug genommen wird,
ist der neue Strömungsmittel-Druckregler der vorliegenden Erfindung darin so dargestellt,
daß er ein Gehäuse io mit einer Verbindung 12 zu einem Strömungsmittel-Druckbehälter
aufweist und daß er außerdem eine Verbindung 14 zu einer Vorrichtung zum Entlasten
des Kompressors besitzt. Dieser Behälter und der Entlaster können von irgendeiner
üblichen Form sein, und sie wird daher nicht in der Zeichnung der vorliegenden Erfindung
dargestellt. Es ist zu verstehen, daß in derartigen Anlagen der Regler betätigt
wird, um den Behälter .mit .dem Entlaster für den Kompressor zu verbinden, wenn
der Behälterdruck einen vorbestimmten Höchstwert erreicht, um den Kompressor zu
entlasten. Wenn andererseits der Behälterdruck auf einen vorbestimmten Kleinstwert
fällt, arbeitet der Regler in der. Weise, daß er den Entlaster für den Kompressor
von dem Behälter trennt und ,ihn mit der Außenluft verbindet, um den Kompressor
zu»belasten und ihm zu gestatten, des Strömungsmittel in dem Behälter wieder aufzufüllen.
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Das Gehäuse io schließt insbesondere obere und untere Gehäuseabschnitte
16 und i8 ein, zwischen denen eine Membran 20 mittels einer Mehrzahl von Schnauben
22 eingeklemmt ist, wobei die Membran und die Gehäuseabschnitte eine Kammer 24 und
eine Druckkammer 26 bilden. Die Kammer 24 stellt zu allen Zeiten mit der Außenluft
über eine Öffnung 28 in Verbindung, während die Druckkammer 26 zu allen Zeiten mit
der Behälterverbindung 12 über verbundene Kanäle 3o und 32 in Verbindung steht,
die in dem unteren Gehäuseabschnitt 18 ausgebildet sind. Dieser Kanal 32 ist, wie
gezeigt, gegenüber der Außenluft durch eine Mutter 34 abgeschlossen, und ein Filter
oder Sieb 36 ist vorzugsweise innerhalb ,des Kanals angeordnet, um den Eintritt
von Staub und Schmutz zu dem Regler zu verhindern.
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Um den Strom des Strömungsmitteldruckes von dem Regler zu der Entlasterverbindung
14 zu steuern, wird eine neue Ventilkonstruktion gebraucht, die in dem oberen Gehäuseabschnitt
16 vorgesehen und so angeordnet ist, daß sie durch eine Bewegung der Membran 2o
betätigt wird. In der gezeigten Ausführungsform schließt diese Ventilkonstruktion
eine Ventilanordnung 38 ein, die untereinander verbundene Einlaß- und Auslaßventile
40 und 42 besitzt, wobei das erstere Ventil in einer Einlaßkammer 44 angeordnet
ist, die mit dem Kanal 32 durch Kanäle 46 und 48 verbunden ist, während das letztere
Ventil innerhalb einer Auslaßkammer 5o angeordnet ist, die zu allen Zeiten mit der
Entlasterverbindurng 14 über Kanäle 52 und 54 in Verbindung steht. Das Ventil 38
wird in der gezeigten Stellung federnd nachgiebig durch eine Feder 56 .gehalten,
so daß das Einlaßventil 4o auf einem Sitz 58 geschlossen wird, üm die Verbindung
zwischen den Einlaß- und Auslag@kammern 44 und ,5o zu unterbrechen.
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Zur gleichen Zeit wird die Auslaßkammer 50 mit der Kammer 24
durch das offene Auslaßventil 42 und ein hohles Ventilbetätigungsglied 58a verbunden,
in dessen Wandung eine Öffnung 6o vorgesehen ist, wobei der obere Teil dieses Gliedes
einen Ventilsitz für das Auslaßventil 42 bildet und ständig durch eine Feder 62
nach unten gedrückt wird. So sieht diese Anordnung eine Verbindung mit der Außenluft
für d.ie Entlasterverbindung 14 vor über die Kanäle 54 und 52, die Auslaßkammer
5o, das offene Auslaßventil42, das hohle Ventilbetätigungsglied 58a, die Öffnung
6o, die Kammer 24 und die Öffnung 28. Unter diesen Bedingungen wird der Kompressor
unter Last arbeiten, um Strömungsmitteldruck zu dem Behälter und zu der Behälterverbindung
12 des Reglers zu liefern.
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Eine neue Anordnung ist durch die vorliegende Erfindung vorgesehen,
um das Ventil 38 zu dem Zwecke zu betätigen, um die gewünschte Schnapp-oder Überschlagwirkung
des Reglers sicherzustellen. Wie gezeigt, weist diese Vorrichtung einen Kolben 64
auf, der fest an -der Membran 2o durch eine Mutter 66 angieklemrnt ist, wobei das
obere Ende dieses Kolbens gegen das untere Ende des Ventilbetätigungsgliedes 58a
stößt und das untere Ende des Kolbens ständig durch eine Stehfeder 68 nach unten
gedrückt wird, wie innerhalb einer Steuerkammer 69 angeordnet ist. Die Spannung
der Feder 68 'kann leicht mittels einer Mutter 7o eingestellt werden, um die Einstellung
des Reglers zu verändern. Vorzugsweise sind ein Paar von Hilfsplatten 72 und 74
auf gegenüberliegenden Seiten der Membran 2o angeordnet und geeignet,. um mit Anschlägen
76 oder 78 zur Begrenzung des Hubes der
Membran in entgegengesetzten
Richtungen in Eingriff zu 'kommen. Es ist zu bemerken, daß der Kolben 64 gleitbar
innerhalb des oberen Teils des unteren Gehäuseabschnittes 18 angeordnet und eine
zweckmäßige Abdichtung 8o vorgesehen ist, um irgendeinen Austritt von unter Druck
stehendem Strömungsmittel zwischen den Kammern 26 und 69 zu verhindern. Die Kammer
69 steht zu allen Zeiten mit der Entlasterverbindung 14 über Kanäle 82 und 54 in
Verbindung.
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Die Arbeitsweise des soeben beschriebenen Reglers ist wie folgt: Wenn
der Verdichter angelassen wird, wird der Druck in dem Behälter und in der Druckkammer
26 allmählich auf einen Punkt ansteigen, wo der Druck, der bestrebt ist, die Membran
2o nach aufwärts zu bewegen, ausreicht, um die Spannung der Federn 68 und 62 zu
überwinden. Darauf wird sich die Membran 20 nach aufwärts bewegen, und durch die
Zusammenarbeit zwischen dem oberen Ende des Kolbens 64 und dem unteren Ende des
Ventilbetätigungsgliedes 58"
wird das letztere nach aufwärts bewegt werden,
um mit dem Auslaßventil 42 .in Berührung zu kommen und die Verbindung zwischen der
Entlasterverbindung 14 und der Kammer 24 #:u schließen. Eine Fortsetzung der Aufwärtsbewegung
der soeben beschriebenen Teile wird danach das Ventil 38 nach aufwärts bewegen,
um das Einläßventil 40 um einen kleinen Betrag zu öffnen, um die Behälterverbindung
12 und die Entlasterverbindung 14 über Kanäle 32, 48 und 46, die Kammer 44 über
das offene Einlaßventil 4o, die Auslaßkammer 50 und die Kanäle 52 und 54
miteinander zu verbinden.
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Wenn das Einlaßventil anfänglich leicht geöffnet worden ist und die
Behälter- und Entlasterverbindungen miteinander verbunden worden sind, wie soeben
beschrieben wurde, ist zu erkennen, @daß die Steuerkammer 69 ebenfalls mit Strömungsmitteldruck
wegen des Kanals 82 beliefert wird, Ader die Steuerkammer mit dem Kanal 54 verbindet.
Sobald dies geschieht, ist die gesamte Fläche des Kolbens 64 dem Strömungsmitteldruck
innerhalb der Steuerkammer 69 ausgesetzt, um plötzlich die Kraft zu ergänzen, die
nach oben auf die Membran 20 wirkt. Diese zusätzliche Kraft bewegt sogleich die
Membran 2o in eine Stellung, wo die H,ilfsiplatte 72 gegen den Anschlag 76 stößt.
Diese plötzliche Bewegung der Membran bewirkt ein vollständiges öffnen des Einlaßventils
40 mit einer Schnappwirkung, um den vollen Behälterdruck zu der Entlasterverbindung
zu liefern, um schnell den Kompressor zu entlasten. Als ein Beispiel aus dem praktischen
Betrieb tritt ein Entlasten des Kompressors ein, wenn der Behälterdruck ungefähr
7 at erreicht.
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Nachdem der Kompressor, wie soeben beschrieben, entlastet worden ist,
wird kein weiterer Strömungsmitteldruck zu dem Behälter geliefert, und der Druck
in dem letzteren nimmt ab, entweder durch Undichtigkeiten oder durch die Benutzung
des Strömungsmittels, um verschiedene Einrichtungen zu .betätigen, die mit der Strömungsmitteldruckanlage
verbunden sein können. Der Druck in der Druckkammer 26 wird in entsprechender Weise
abnehmen, und es ist leicht zu verstehen, daß unter der Wirkung der Federn 56, 62
und 68 die Membran 2o, das Ventilbetätigungsglied 5811 und das Ventil 38 sich allmählich
nach abwärts 'bewegen werden, um das Einlaßventil 40 mit dem Sitz 58 in Berührung
zu bringen und so die Verbindung zwischen der Behälterverbindung 12 und der Entlasterverbindung
14 zu unterbrechen. Zu d ieser Zeit befindet sich der Kompressor noch in unbelastetem
Zustand.
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Eine weitere Abwärtsbewegung der Membran 2o und des Ventilbetätigungsgliedes
58a wird jedoch dazu dienen, das Auslaßventi142 leicht zu öffnen, um eine Verbindung
zwischen der Steuerkammer 69 und der Kammer 24 herzustellen. Sobald dies geschieht,
fällt der Druck innerhalb der Steuerkammer 69 in einem derartigen Ausmaß ab, daß
die Federn 62 und 68 wirksam werden, um plötzlich das Auslaßventi142 mit einer Schnappwirkung
in seine voll geöffnete Stellung zu öffnen. Diese Wirkung hat ein sofortiges Auspuffen
der Entlasterverbindung 14 nach der Atmosphäre hin über die soeben auseinandergesetzten
Verbindungen zur Folge, worauf der Kompressor wiederbelastet und wirksam wird, um
den Strömungsmitteldruck in dem Behälter wieder aufzufüllen. Bei dem soeben beschriebenen
Beispiel wurde im praktischen Betrieb festgestellt, da.ß das Belasten des Kompressors
eintritt, wenn der Behälterdruck etwa 6 at beträgt. Es ist zu verstehen, daß eine
Einstellung der Spannung der Feder 68 leicht durch Entfernen der Kappe 84 und Einstellen
der Mutter 70 bewirkt werden kann, um die Drücke zu verändern, bei denen der Regler
ein- und ausschaltet.
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Die Erfindung sieht so eine Anordnung vor, um wirksam eine Vorrichtung
zum Entlasten eines Kompressors zu steuern. Die Benutzung der vereinigten Einlaß-
und Auslaßventilanordnung 40, 42 stellt sicher, daß beide Ventile nicht gleichzeitig
offen sind, indem so irgendein beständiges Abblasen von Luft in -die Atmosphäre
verhindert wird. Ein weiteres Merkmal schließt die Benutzung des strömungsmitteldruckbetätigten
Kolbens 64 ein, der in Abhängigkeit von dem Behälterdruck arbeitet, um eine mit
Schnappwirkung arbeitende Bewegung des Ventils 38 in beiden Betätigungsrichtungen
zu erreichen. Die vorgeschlagene Anordnung ist verhältnismäßig einfach und vermeidet
den Gebrauch von empfindlichen und komplizierten Teilen. Unter gewissen Umständen
kann es wünschenswert sein, die Geschwindigkeit des Aufbaues und des Auspuffens,des
Druckes innerhalb,d'er Steuerkammer 69 zu erhöhen, so daß der gewünschte Druckwechsel
in dieser Kammer stattfinden kann, ohne im wesentlichen den Druck in dein mit der
Verbindung 14 verbundenen Entlaster zu beeinträchtigen. In diesem Fall kann ein
zweckmäßiges Drosselventil in der Verbindung oder in der Leitung eingeschaltet werden,
die von dieser Verbindung 14 zu dem Entlaster führt.
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Obwohl eine spezifische Ausführungsform der Erfindung dargestellt
und hierin beschrieben worden ist, ist leicht für Fachleute zu verstehen, daß
verschiedene
Abänderungen darin vorgenommen werden können, ohne sich von dem Erfindungsgedanken
zu entfernen.