DE873250C

DE873250C - Device for cooling compressor cylinders

Info

Publication number: DE873250C
Application number: DEG7612A
Authority: DE
Inventors: Jakob Wagner
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1951-12-09
Filing date: 1951-12-09
Publication date: 1953-04-13

Description

Einrichtung zum Kühlen von Verdichterzylindern Es ist bekannt, Zylinder von Verdichtern für kondensierbare Gase durch .deren Kondensat unter Kondensatordruck zu kühlen. Insbesondere wird in Kälteanlagen verdichtetes flüssiges Kältemittel selbst zur Zylinderkühlung verwendet. Man führt z. B. flüssiges, unter Verflüssigerdruck stehendes Kältemittel einem Kühlraum des Verdichterzylinders oder Teilen desselben zu, wo die Kühlflüssigkeit mit einer Temperatur, die nur wenige Grade über Kühlwassertemperatur liegt, verdampft. Der entstandene Dampf wird zwecks Verflüssigung dem Verflüssiger wieder zugeführt.Device for cooling compressor cylinders It is known, cylinders of compressors for condensable gases through their condensate under condenser pressure to cool. In particular, compressed liquid refrigerant is used in refrigeration systems even used for cylinder cooling. One leads z. B. liquid, under condenser pressure standing refrigerant a cooling space of the compressor cylinder or parts of the same to where the cooling liquid is at a temperature only a few degrees above cooling water temperature lies, evaporates. The resulting vapor is used to liquefy the liquefier fed back.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen; das kühlende Mittel auf die Druckventilkammer direkt einwirken zu lassen, wobei dann auch die Ventilkegel oder Platten vom Kältemittel besprüht werden. Die dadurch unter Umständen plötzlich auftretenden Abkühlungen können jedoch auf .die Ventilteile höchst unzuträglich wirken. Außerdem wird in diesem Fall nur der Deckel der Zylinder gekühlt und nicht der Zylindermantel, wodurch die Temperatur der ausgeschobenen Dämpfe verhältnismäßig hoch bleibt.It is also already proposed; the cooling agent on the pressure valve chamber to act directly, with the valve cone or plates from the refrigerant be sprayed. The sudden cooling that may occur as a result can, however, have a very detrimental effect on the valve parts. In addition, in In this case, only the cylinder cover is cooled and not the cylinder jacket, which means the temperature of the expelled vapors remains relatively high.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die das flüssige Kühlmittel aufnehmenden Räume sowohl den Zylinderdeckel als auch zum mindesten den oberen Teil des Zvlindermantels umgeben und so gestaltet sind, daß die Druckventile gegenüber dem verdampfenden Kühlmittel abgeschirmt sind.These disadvantages are avoided according to the invention in that the the liquid coolant receiving spaces both the cylinder cover and the at least surround the upper part of the cylinder jacket and are designed so that the pressure valves are shielded from the evaporating coolant.

Die technische Ausführung besteht erfindungsgemäß -darin, daß der ganze oder zumindest der an die Druckventile anschließende Teil des Gasausschubweges durch Trennwände gegenüber der auf einem bestimmten Stand gehaltenen Kühlmittelflüssigkeit abgeschirmt ist. Die Vereinigung des verdampften Kühlmittels mit dem aus dem Zylinder aus-geschobenem Gas kann innerhalb oder außerhalb des Zylindergehäuses erfolgen, oder es kann, beim Vorhandensein eines eigenen Verflüssigers für die Kühlmitteldämpfe, deren Kreislauf völlig getrennt von dem des Verdichters sein.According to the invention, the technical design consists in that the all or at least the part of the gas discharge path that adjoins the pressure valves through partitions opposite the coolant liquid kept at a certain level is shielded. The union of the evaporated coolant with that from the cylinder ejected gas can take place inside or outside the cylinder housing, or it can, if there is a dedicated condenser for the Coolant vapors whose circuit is completely separate from that of the compressor.

In dem innerhalb des Zylindergehäuses befindlichen, den Verddchterzylinder umgebenden und das Kühlmittel fassenden Raum wird ein bestimmter gleichmäßiger Flüssigkeitsspiegel eingehalten. Ist bei gemeinsamem Ausschub, des verdampften Kühlmittels und der vom Verdichter geförderten Dämpfe der Verflüssiger für diese Gesamtmenge oder einer der Zylinderkühlung entsprechenden Teilmenge über dem Verdichter angeordnet, so kann der vorgesehene Flüssigkeitsstand im Kühlmittelraum mittels eines mit diesem kommunizierenden, vom Verflüs:siger gespeisten Überlaufgefäßes eingehalten werden. Dessen oberhalb der Ableitung zum Verdichter-Kühlmittelraum liegender Überlauf hat die Höhenlage dies Flüssigkeitsspiegels im Kühlmittelraum und ist durch eine reichlich bemessene überlaufleitung mit einer tiefer befindlichen Sammelflasche oder einem Verflüsisiger verbunden. Bei Verdichterbetrieb hält das im hoch gelegenen Verflüssiger gebildete Kondensat bevorzugt den Flüssigkeitsstand im Kühlmittelraum; .die weitaus größere Kondensatmenge fließt durch die Überlaufleitung zur Sammelflasche und zum Regelventil ab.In the one located inside the cylinder housing, the compressor cylinder surrounding and the coolant-containing space is a certain uniform liquid level adhered to. Is with common ejection, the evaporated coolant and the from Vapors conveyed by the condenser for this total amount or one of the compressors the cylinder cooling corresponding subset arranged above the compressor, so the intended liquid level in the coolant space can be achieved by means of a with this communicating overflow vessel fed by the condenser must be observed. The overflow is located above the discharge line to the compressor coolant space the height of this liquid level in the coolant compartment and is by an ample sized overflow pipe with a lower located collecting bottle or a Liquefier connected. When the compressor is in operation, it holds in the high-level condenser formed condensate prefers the liquid level in the coolant space; .that by far larger amount of condensate flows through the overflow line to the collecting bottle and to the Control valve.

Eine weitere Möglichkeit, bei über dem Ver-, dichter angeordnetem Verflüssiger einen bestimmten Flüssigkeitsstand im Kühlmittelraum oder einem parallel dazu geschalteten Gefäß einzuhalten, besteht in der Verwendung eines Regelorgans, z. B. eines Schwimmerreglers, oder durch Regelung von Hand.Another possibility, if it is arranged above the compressor Condenser a certain liquid level in the coolant space or a parallel Adhering to the connected vessel consists in the use of a regulating device, z. B. a float regulator, or by manual control.

Ist die Lage des Verdichters höher als die des Verflüssigers, so muß die Kühlmittelflüs:sigkeit dem Überlaufgefäß oder dem Regelorgan durch eine Fördereinrichtung bekannter Ausführung, z. B. eine Pumpe, zugeführt werden.If the position of the compressor is higher than that of the condenser, it must the coolant liquid to the overflow vessel or the control element through a conveyor known design, e.g. B. a pump, are supplied.

Die Erfindung sei an Hand .der Fig. i bis 4 näher beschrieben.The invention will be described in more detail with reference to FIGS.

In Fig. i stellt i das Zylindergehäuse des Verdichters dar, 2 einen Verflüssiger; 3 das Überlaufgefäß mit Überlaufrohr 24 4 die Flüssigkeitssammelflasche, 5 ein Ölsammelgefäß. Das Absperrorgan 6 in der Druckleitung 16 zum Verflüssiger 2 und das Absperrorgan 7 in der Fallleitung 18 vom Überlaufgefäß 3 zum Ölsammelgefäß 5 ermöglichen die Abtrennung des Verdichters i -vom Verflüssiger 2 bzw. der Sammelflasche 4. Das Absperrorgan 7 kann durch- Absperrorgan 8 in der Steigleitung i9 vom Ölsammelgefäß 5 zum Verdichter i ersetzt werden; - auch kann das Absperrorgan 8 zusätzlich eingebaut oder bei langsam laufendem Verdichter mit pulsierendem Druckverlauf- im Druckraum 15 als Rückschlagklappe ausgebildet werden. Bei der in Fig. i im Schnitt dargestellten Gleichstrombauweise eines Verdichters werden beispielsweise die Kältemitteldämpfe beim Zurückgehen des Kolbens 9 -durch diie Saugschlitze io in den Zylinderraum 12 eingesaugt und beim Vorgehen verdichtet, über die Kanäle 13 und die abhebbare Ventilplatte 14 in den Raum 15 gefördert und über Absperrung 6 und Druckleitung 16 in den Verflüssiger 2 ausgeschoben. Das hier entstehende Kondensat wird in das überlaufgefäß 3 geführt, wo es in Verbindung mit dem Dampfraum der Sammelflasche 4 steht. Flüssigkeit wird teilweise über das Überlaufrohr 2i -in die Sammelflasche 4, von der eine Leitung in das eigentliche, nicht dargestellte Kühlsystem führt, teilweise über Rohr 18 und i9 in den Kühlmittelraum 22 des Verdichters eingeführt. Falls beim Auftreten ausgeprägter Verd,ichtungsdruckstöße -die Flüssigkeit im Kühlmittelraum 22 nach unten ausweicht, ist durch die Rückschlagklappe 8 dafür Sorge getragen, daßdiese Bewegung zum Stillstand kommt. Der Druckgasausschubweg über .dem Zylinder ist gegenüber dem Kühlmittelraum 22 durch die Trennwand 17 abgeschirmt. Das einzuhaltende Flüssigkeitsniveau im Kühlmittelraum 22 ist durch die Marke 2o angedeutet; das Flüssigkeitsniveau im Überlaufgefäß 3, das durch die- Ausmündungshöhe des Überlaufrohres 21 im überlaufgefäß 3 bestimmt ist, muß mindestens die gleiche oder eine vor allem durch den Widerstand der Druckleitung 16 und des Verflüssigers 2 bedingte größere Höhenlage aufweisen.In Fig. I i represents the cylinder housing of the compressor, 2 one Liquefier; 3 the overflow vessel with overflow pipe 24 4 the liquid collection bottle, 5 an oil collecting vessel. The shut-off element 6 in the pressure line 16 to the condenser 2 and the shut-off element 7 in the downpipe 18 from the overflow vessel 3 to the oil collecting vessel 5 enable the separation of the compressor i -from the condenser 2 or the collecting bottle 4. The shut-off element 7 can be through shut-off element 8 in the riser line i9 from the oil collecting vessel 5 to be replaced with compressor i; - The shut-off element 8 can also be installed or if the compressor is running slowly with a pulsating pressure curve in the pressure chamber 15 can be designed as a non-return valve. When shown in Fig. I in section The refrigerant vapors, for example, are used in the DC construction of a compressor when the piston 9 goes back through the suction slots io into the cylinder space 12 sucked in and compressed during the procedure, via the channels 13 and the liftable valve plate 14 conveyed into space 15 and via shut-off 6 and pressure line 16 into the condenser 2 extended. The condensate created here is led into the overflow vessel 3, where it is in connection with the vapor space of the collecting bottle 4. Becomes liquid partly via the overflow pipe 2i -in the collecting bottle 4, from which a line leads into the actual cooling system (not shown), partly via pipe 18 and i9 introduced into the refrigerant space 22 of the compressor. If upon occurrence Pronounced compression pressure surges - the liquid in the coolant space 22 after evades below, is ensured by the non-return valve 8 that this Movement comes to a standstill. The Druckgasausschubweg over .the cylinder is opposite the coolant space 22 is shielded by the partition 17. The fluid level to be maintained in the coolant space 22 is indicated by the mark 2o; the liquid level in the Overflow vessel 3, through the opening height of the overflow pipe 21 in the overflow vessel 3 is determined, must be at least the same or one mainly by the resistance the pressure line 16 and the condenser 2 have a conditional higher altitude.

Durch die Herstellung der kommunizierenden Verbindung des Kühlmittelraumes 22 mit dem Druckraum 15 vor der Druckabsperrung 6 wird die Einsperrung oder Kühlflüssigkeit in einem eng begrenzten, die Wärmeausdehnung behindernden Raum vermieden.By establishing the communicating connection between the coolant space 22 with the pressure chamber 15 in front of the pressure shut-off 6 is the confinement or cooling liquid avoided in a narrowly limited space that hinders thermal expansion.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Führung des Gasausschubweges insofern, als über der Trennwand 17 noch ein Sturz 23 angeordnet ist, welcher die Dämpfe nach unten zu gehen und eben noch die Flüssigkeit im Kühlmittelraum22 zu durchstreichen zwingt. Hierdurch wird der Dampf enthitzt.Fig. 2 shows a modified guidance of the gas discharge path insofar as than a lintel 23 is arranged above the partition wall 17, which the vapors after to go downstairs and just cross out the liquid in the coolant compartment22 forces. This de-heats the steam.

An Stelle der in Fig. i dargestellten Einrichtung zur Einhaltung eines gleichmäßigen Flüssigkeitsstandes 2o im Kühlmittelraum 22 mittels Überlaufgefäßkann der gleichmäßige Flüssigkeitsstand auch durch den. Schwimmerregler 3o der Fig. 3, welche .wiederum beispielsweise einen Verdichter in Gleichstrombauweise darstellt, erzwungen werden. Die angesaugten Dämpfe werden hierbei in bekannter Weise durch die Kolben 43 verdichtet und über die Druckventile 24 in den Raum 25 ausgeschoben. Die Zylinder sind gekühlt durch flüssiges Kältemittel, das in den Räumen 41 steht. Ein Behälter 26 ist im Flüssigkeitsraum kommunizierend über die Leitungen 27 bzw. 29 mit den Kühlmittelräume-n 41 und im Dampfraum über Leitung 28 mit den Räumen 25 in Verbindung.Instead of the device shown in FIG constant liquid level 2o in the coolant space 22 by means of an overflow vessel the even liquid level also through the. Float regulator 3o of FIG. 3, which in turn represents, for example, a DC compressor, be forced. The sucked in vapors are here in a known manner the pistons 43 are compressed and pushed out into the space 25 via the pressure valves 24. The cylinders are cooled by liquid refrigerant that is in the spaces 41. A container 26 is communicating in the liquid space via the lines 27 or 29 with the coolant spaces 41 and in the steam space via line 28 with the spaces 25 in connection.

Die Anschlußstutzen 42 dienen dazu, das in die Kühlmäntel 41 vom verdampfenden Kältemittel mitgeführte und zurückbleibende Öl abzuführen.The connecting pieces 42 serve to prevent the evaporating into the cooling jackets 41 Carry out refrigerant entrained and remaining oil.

Aus dem Dampfraum des Behälters 26 führt über die Verdichterdruckabsperrung 31 die Leitung 32 zum Verflüssiger 33 bzw. zur Sammelflasche 34, aus der wiederum eine Flüssigkeitsleitung 36 zum Schwimmerregler3o führt. Das der Kälteerzeugung in den nicht dargestellten Verdampfern d,er eigentlichen Kühlanlage dienende Kältemittel wird den Verdampfern über Regelventil 35 zugeführt. Die aus den Verdampfern angesaugten Dämpfe treten über den Stutzen 37 wieder auf die Ansaugseite 38 des Verdichters und werden durch Ansaugschlitze 39 dem Zylinderraum 4o zugeführt. Der Verdichter wird durch die Kurbelwelle 44 im Kurbelgehäuse 45 angetrieben.From the vapor space of the container 26, the line 32 leads via the compressor pressure shut-off 31 to the condenser 33 or to the collecting bottle 34, from which in turn a liquid line 36 leads to the float regulator 3o. The refrigerant used to generate cold in the evaporators (not shown), the actual cooling system, is supplied to the evaporators via control valve 35. The vapors sucked in from the evaporators return to the suction side 38 of the compressor via the connection 37 and are fed to the cylinder chamber 4o through suction slots 39. The compressor is driven by the crankshaft 44 in the crankcase 45.

Die F'ig.4 zeigt teilweise eine für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Verdichtungseinrichtung mit Zylindergehäuse 46, ferner Verdichterzylinder 47, Verd.ichterkolben 49, Ventilkanäle 5a und Ventilplatten 53. Der Zylinderraum 5o ist verschlossen durch einen beweglichen Zylinderdeckel 51, der gegen den Druck der Feder 55 um einen gewissen Hub bewegt werden kann und der mittels einer Gleitdichtung 54 .den Zylinderinnenraum gegenüber dem Druckraum 56 außerhalb des Zylinders abdichtet. Das über die Ventilkanäle 52 und die Druckventilplatte 53 ausgeschobene Gas geht im gezeichneten Beispiel über einen durch die Doppelwände eines Hohlzylinders gebildeten Ringkanal 57, der die Abschirmung des Gases auf dem Ausschubweg gegenüber der Kühlflüssigkeit 58 übernimmt, sowie durch eine nicht dargestellte Leitung zum Verflüssiger. Der Stand der Flüssigkeit 58 im Kühlmantel 59 ist durch die Marke 6o angedeutet, die einen derartigen Flüssigkeitsstand darstellt, bei dem Zylindermantel 47 und Deckel 51 vollkommen überflutet sind.FIG. 4 partially shows one for the implementation of the invention Compression device suitable for the process with cylinder housing 46, furthermore compression cylinder 47, compressor piston 49, valve channels 5a and valve plates 53. The cylinder space 5o is closed by a movable cylinder cover 51, which against the pressure the spring 55 can be moved by a certain stroke and by means of a sliding seal 54 .seals the cylinder interior from the pressure chamber 56 outside the cylinder. The gas pushed out via the valve channels 52 and the pressure valve plate 53 goes In the example shown, one formed by the double walls of a hollow cylinder Annular channel 57, which shields the gas on the extension path from the cooling liquid 58 takes over, as well as through a line, not shown, to the condenser. Of the The level of the liquid 58 in the cooling jacket 59 is indicated by the mark 6o, which represents such a liquid level in the case of the cylinder jacket 47 and cover 51 are completely flooded.

Eine weitgehende Angleichung der Zylinderinnenwand, an die Kühlmitteltemperatur, die für die Erhaltung eines gut tragenden Ölfilms zwischen Zylinder- und Kolbenwand zu erstreben ist, wird durch Rillen 48 der Zylinderwand erreicht.An extensive adjustment of the inner wall of the cylinder, to the coolant temperature, those for maintaining a well-bearing oil film between the cylinder and piston wall is to be striven for is achieved by grooves 48 in the cylinder wall.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for cooling compressor cylinders, in particular by Kaitd, vamp compressors, whereby for the purpose of cooling the compressed, liquid working media under condenser pressure with evaporation for cooling serves, characterized in that the spaces receiving the liquid coolant both the cylinder cover and at least the upper part of the cylinder jacket surrounded and. are designed so that the pressure valves opposite the evaporating Are shielded from the coolant.

2. Device according to claim i, characterized in that that .the supply of liquid refrigerant to the cylinder cooling jacket through a communicating, The overflow vessel fed by the condenser takes place, the overflow of which is at the level of the is arranged in the cylinder cooling jacket to be kept liquid level, while the overflowing liquid flows into the lower lying condenser collecting bottle.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the liquid level in the cylinder cooling jacket by a control element, e.g. B. a float regulator (30) is held at a certain level.

4. Device according to claim i to 3, characterized characterized in that in the case of vertically or obliquely erected cylinders, the compressor pressure chamber and coolant space communicate within the cylinder housing, the gas exhaust path is shielded from the coolant space by a partition.

5. Establishment according to claim i to 4. with an axially movable, pressed by spring force and cover ground on the cylinder face, marked thereby, that the lid is flooded with coolant and with one or more sliding seals is sealed against the inner wall of the cylinder.