EP0694693B1 - Method and device for valve control - Google Patents

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EP0694693B1
EP0694693B1 EP95890141A EP95890141A EP0694693B1 EP 0694693 B1 EP0694693 B1 EP 0694693B1 EP 95890141 A EP95890141 A EP 95890141A EP 95890141 A EP95890141 A EP 95890141A EP 0694693 B1 EP0694693 B1 EP 0694693B1
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EP
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pressure
valve
closure
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EP95890141A
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Peter Dipl. Ing. Dr. Steinrück
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Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
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Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
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    • 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
    • F04B49/22Control, 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 by means of valves

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit zumindest einem über einen Abhebegreifer in Hubrichtung auf ein Schließorgan eines Ventils eines Kolbenkompressors einwirkenden Steuerzylinder, der über ein Steuerorgan zur Beeinflussung der periodischen Hubbewegung des Schließorganes periodisch mit Druckmedium beaufschlagbar und entlastbar ist, sowie ein Verfahren zur Beeinflussung der periodischen Hubbewegung des Schließorganes eines Ventils eines Kolbenkompressors, wobei ein über einen Abhebegreifer in Hubrichtung auf das Schließorgan einwirkender Steuerzylinder periodisch mit Druckmedium beaufschlagt und entlastet wird.The invention relates to a device with at least one over one Lifting gripper in the lifting direction on a closing element of a valve of a piston compressor acting control cylinder, which has a control element for influencing the periodic stroke movement of the closing element periodically with Pressure medium can be acted upon and relieved, and a method for Influencing the periodic stroke movement of the closing element of a valve a piston compressor, one using a lifting gripper in the lifting direction control cylinder acting on the locking member periodically with pressure medium is acted upon and relieved.
Für hauptsächlich in Hubkolbenmaschinen, wie Verbrennungsmotoren und dgl. einerseits und Pumpen, Verdichter und dgl. andererseits, zur Steuerung des Arbeitsablaufes notwendige, entsprechend des Arbeitszyklusses periodisch offene bzw. geschlossene Ventile sind verschiedene Varianten der Betätigung bekannt. Diese reichen von starrer, mechanischer Zwangsbetätigung in beiden Hubrichtungen (z.B. desmodromische Ventilsteuerung bei Verbrennungskraftmotoren) über federbelastete und mittels Nocken oder dgl. betätigte Zwischenformen bis hin zu nur einseitig in Schließrichtung federbelasteten Verdichterventilen, die vom Druck des durchströmenden Gases geöffnet werden. Die zuletzt angesprochenen, insbesonders bei Kolbenkompressoren gängigen selbsttätigen Ventile arbeiten also mit einer freien Bewegung der Ventilringe bzw. Ventilplatte, die ausschließlich durch das Wechselspiel der angreifenden Strömungs- bzw. Druck- und Federkräfte bedingt ist. Die Auslegung eines derartigen Ventils bedingt daher stets Kompromisse zwischen minimalem Strömungsverlust und maximaler Lebenserwartung und erfordert viel Erfahrung bzw. entsprechend ausgefeilte Berechnungsmethoden, da ansonsten die Gefahr unvorhergesehener Betriebsstörungen bzw. unerwünschten Betriebsverhaltens der Ventile besteht.For mainly in reciprocating machines, such as internal combustion engines and Like. On the one hand and pumps, compressors and the like. On the other hand, for control of the workflow necessary, periodically according to the work cycle Open or closed valves are different types of actuation known. These range from rigid, mechanical override in both Stroke directions (e.g. desmodromic valve control in internal combustion engines) via spring-loaded intermediate forms actuated by cams or the like right down to compressor valves that are only spring-loaded in the closing direction, which are opened by the pressure of the gas flowing through. The last mentioned automatic ones, especially common with piston compressors Valves therefore work with free movement of the valve rings or Valve plate, which is caused solely by the interplay of the attacking Flow or pressure and spring forces is required. The interpretation of a such valve therefore always compromises between minimal flow loss and maximum life expectancy and requires a lot of experience or appropriately sophisticated calculation methods, otherwise there is the risk of unforeseen Malfunctions or undesirable operating behavior of the Valves.
In der Geschichte des Baus von Kolbenkompressoren wurden daher immer wieder Versuche unternommen, die beispielsweise im Motorenbau bewährten zwangsgesteuerten Ventile einzusetzen, die prinzipiell eine Entkoppelung der oben angesprochenen widersprüchlichen Auslegungserfordernisse zulassen. Derartige zwangsgesteuerte Ventile bedingen aber eine relativ komplexe Steuerlogik zufolge der erforderlichen variablen Steuerzeitpunkte für die Verdichterregelung und sind mit Unzulänglichkeiten der eingesetzten mechanischen oder auch hydraulischen Konstruktionen sowie mit hohen Kosten für mechanische Stellglieder (wie Nockenwellen, Kipphebeln, Steuerstangen usw.) behaftet, was bisher eine weitere Verbreitung derartiger Konstruktionen verhindert hat.In the history of building piston compressors, therefore, have always been Again attempts have been made that have proven themselves in engine construction, for example use positively controlled valves, which in principle decouple the Allow contradictory interpretation requirements mentioned above. However, such positively controlled valves require a relatively complex one Tax logic according to the required variable tax times for the Compressor control and are with inadequacies of the mechanical used or also hydraulic constructions as well as with high costs for mechanical actuators (such as camshafts, rocker arms, control rods, etc.) afflicted with what has been a further spread of such constructions prevented.
So ist beispielsweise eine elektromagnetisch betätigte Regelung der Saugventile von Kolbenkompressoren seit langem bekannt, bei der ein am Dichtelement der Saugventile angreifender Abhebegreifer über einen am Ventildeckel angebrachten Elektromagneten bewegt wird, dessen periodische Erregung durch einen Kollektor erfolgt, der sich synchron mit der Kurbelwelle des Verdichters dreht. Zufolge der teilweise sehr großen Rückströmkräfte, die am Dichtelement der Saugventile wirken, sind große Elektromagneten mit entsprechender Stromaufnahme erforderlich, was zumeist nachteilig und unerwünscht ist. Weiters ist auch bereits seit langem eine pneumatische Regeleinrichtung zum Offenhalten von Saugventilen während eines Teiles des Druckhubes bekannt, bei der die Beeinflussung der offenzuhaltenden Ventile durch das zu verdichtende Gas selbst erfolgt. Die Steuerung erfolgt mittels Drehschieber, über den mehrere einzelne Zylinder, in denen Greiferkölbchen arbeiten, periodisch angesteuert werden. Auch dabei stand die Kompliziertheit der Vorrichtung einer weiteren Verbreitung offenbar entgegen.For example, an electromagnetically operated regulation of the Suction valves of piston compressors have been known for a long time, in which an Sealing element of the suction valve engaging lifting gripper via a on the valve cover attached electromagnet is moved, the periodic excitation done by a collector, which is synchronous with the crankshaft of the Compressor rotates. Due to the sometimes very large backflow forces, which on Sealing element of the suction valves act, are large electromagnets with corresponding Power consumption required, which is mostly disadvantageous and undesirable is. Furthermore, there has also been a pneumatic control device for a long time to keep suction valves open during part of the pressure stroke is known in which the influence of the valves to be kept open by the compressing gas itself. The control takes place by means of a rotary valve, over which several individual cylinders in which gripper pistons work, periodically controlled. The complexity of the Appearance of further spread apparently.
Im Zusammenhang mit der Liefermengenregelung von mit konstanter Drehzahl laufenden Kolbenverdichtern hat sich zumindest zu einem Teil die sogenannte Rückströmregelung durch Offenhalten zumindest eines Saugventils je Zylinder über einen bestimmten Bereich des Verdichtungshubes bewährt, wobei die Druckkräfte bzw. Strömungskräfte des über das offengehaltene Saugventil rückgeschobenen Gases das Schließorgans des jeweiligen Saugventils erst nach Überwindung eines gewissen Teiles des Kolbenhubes schließen können, da von der anderen Seite her dieses SChlieporgan mit einer entsprechend der gewünschten Fördermegenreduzierung eingestellten Gegenkraft beaufschlagt wird. Je größer diese Gegenkraft ist, desto später schließt das jeweilige Saugventil im Verdichtungshub, womit die Liefermenge sinkt. Da bei zu groß eingestellter Gegenkraft das Saugventil irgendwann plötzlich überhaupt nicht mehr schließt, muß der Regelbereich bei dieser Art der Verdichterregelung nach unten hin begrenzt werden, um einen zwischenzeitlichen Leerlauf des Verdichters mit allen damit verbundenen Problemen zu vermeiden.In connection with the delivery quantity control of with constant speed running piston compressors has at least partly the so-called Backflow control by keeping open at least one suction valve per cylinder Proven over a certain range of compression stroke, the Pressure forces or flow forces of the suction valve kept open pushed back gas after the closing element of the respective suction valve Overcoming a certain part of the piston stroke can close because of on the other hand this closure organ with a corresponding to the desired one Delivery rate reduction set counterforce is applied. The greater this counterforce, the later the respective suction valve closes in the compression stroke, which reduces the delivery quantity. Since too large The suction valve suddenly suddenly stopped at all closes, the control range for this type of compressor control must be readjusted be limited below, in order to temporarily idle the compressor with all related problems to avoid.
Im zuletzt genannten Zusammenhang sind auch Ausführungen bekannt, bei denen die Belastungseinrichtung für das offenzuhaltende Saugventil einfach hydraulisch oder pneumatisch vorgespannt ist, wobei durch Variation des entsprechenden Vorspanndruckes Einfluß auf die Fördermenge des Verdichters genommen werden kann.In the latter context, versions are also known at which the loading device for the suction valve to be kept open simply is hydraulically or pneumatically biased, by varying the corresponding preload pressure influence on the delivery rate of the compressor can be taken.
Schließlich sind beispielsweise aus der US-PS 3,104.801 bzw. der US-PS 1,798.435 oder der US-PS 2,657.850 Anordnungen bekannt, bei denen über zentral angeordnete Drehschieber bzw. Aggregate, die in ihrem Aufbau den bekannten Dieseleinspritzpumpen ähnlich sind, dem auf das Schließorgan einwirkenden Steuerzylinder periodisch Druckmedium zugeführt wird, welches am Ende der gewünschten Einflußnahme auf das Schließorgan des Ventils entsprechend abgesteuert wird. Es sind dabei auch Ausführungen bekannt, bei denen die Druckmediumzufuhr mittels eines Rückschlagventils für die Druckentlastung gesperrt ist, sodaß die Entlastung über einen separaten, größeren Strömungswiderstand aufweisenden Abfluß gedrosselt bzw. gedämpft verläuft.Finally, for example from US Pat. No. 3,104,801 and US Pat 1,798,435 or U.S. Patent 2,657,850 arrangements known in which about centrally located rotary valves or units, the structure of the known diesel injection pumps are similar to that on the closing member acting control cylinder is periodically supplied with pressure medium, which on End the desired influence on the closing element of the valve accordingly is taxed. There are also known designs at which the pressure medium supply by means of a check valve for pressure relief is locked, so that the discharge via a separate, larger one Flow-resistant drain throttled or damped.
Nachteilig bei den bekannten, zuletzt angesprochenen und eingangs erwähnten Vorrichtungen ist insbesonders der Umstand, daß die erforderlichen hohen Drücke für die periodische Beeinflussung der Hubbewegung des Schließorganes Probleme im Hinblick auf die zumeist doch relativ großen Drehzahlen und damit kurzen Perioden der Hubbewegung des Schließorganes bedingen. So ist leicht einsichtig, daß etwa eine hohe Verdichter- bzw. Kompressordrehzahl nur sehr kurze Zeitspannen für die periodische Hubbewegung des Schließorganes eines wie beschrieben zu beeinflussenden Ventils läßt, was bei gewünschten großen Öffnungsquerschnitten und einem damit einhergehenden großen Hub des Schließorgans große Hubgeschwindigkeiten und damit z.B. die Gefahr von Beschädigungen und Brüchen des Schließorganes am Ende der Hubbewegung mit sich bringt. Die hochperiodischen Druckwellen im über den Steuerzylinder auf das Schließorgan einwirkenden Druckmedium können über Druckwellenerscheinungen in den Leitungen zusätzliche Probleme bringen, die insgesamt bis dato einer Verwendung der bekannten Technologie entgegenstanden.A disadvantage in the known, last mentioned and initially The devices mentioned is in particular the fact that the required high pressures for periodically influencing the lifting movement of the closing member Problems with the usually relatively high speeds and thus require short periods of the lifting movement of the closing member. So is easily understand that only a high compressor or compressor speed very short periods of time for the periodic stroke movement of the closing element of a valve to be influenced as described, what is desired large opening cross sections and an associated large stroke of the Locking device high lifting speeds and thus e.g. the danger of Damage and breakage of the closing element at the end of the lifting movement brings itself. The high periodic pressure waves on the control cylinder the pressure medium acting on the closing element can be caused by pressure wave phenomena bring additional problems in the lines that total up previously opposed the use of the known technology.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die erwähnten Nachteile der bekannten Vorrichtungen und Verfahren vermieden werden und daß insbesonders mit einfachen Mitteln eine Beeinflussung der periodischen Hubbewegung des Schließorganes so erfolgen kann, daß auch bei großen erforderlichen Drücken des den Steuerzylinder beaufschlagenden Druckmediums und hochdynamischen Steuervorgängen eine zuverlässige Anordnung geschaffen wird, die auch über eine lange Betriebsdauer nicht zu den angesprochenen Störungen neigt.The object of the present invention is a device and a Process of the type mentioned to improve so that the mentioned Disadvantages of the known devices and methods are avoided and that influencing the periodic, in particular with simple means Stroke of the closing member can be done so that even with large required Pressing the pressure medium acting on the control cylinder and highly dynamic control processes created a reliable arrangement will not reach those mentioned, even over a long period of operation Disorders tends.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Steuerorgan zumindest ein in Zu- und/oder Ableitung des Druckmediums eingeschaltetes und dieses bzw. dessen Druckauf- und/oder -abbau und damit die Hubbewegung des Schließorganes zumindest stufenweise variabel beschleunigendes bzw. verzögerndes Steuerelement aufweist, und daß zwischen Steuerorgan und einer vorgeschalteten Druckmittelquelle ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Die entsprechende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung und/oder -entlastung über den Hub des Schließorganes zumindest in Stufen variabel erfolgt, die Rückwirkung des Kompressordruckes über das Schließorgan auf die Druckmittelquelle mittels eines Rückschlagventils unterbunden wird. Das genannte Steuerelement kann im einfachsten Fall beispielsweise bei einem über den Steuerzylinder einen gewissen Teil des Verdichtungshubes lang offengehaltenen Saugventil eines Kolbenkompressors, die Druckentlastung beispielsweise so steuern, daß zu Beginn der den Strömungskräften freigegebenen Schließbewegung der Ventilplatte des Saugventils diese Druckentlastung weitgehend ungedrosselt und damit die entsprechende Ventilplattenbewegung sehr schnell erfolgt, wogegen vor dem Aufschlagen der Ventilplatte auf dem Sitz durch Umschaltung eine Drosselung der Druckentlastung dahingehend stattfinden kann, daß dann ein gebremster und zumindest in Grenzen sanfter Aufschlag der Ventilplatte auf dem Ventilsitz erfolgt. Ähnliche Bewegungsbeeinflussungen des Schließorgans des Ventils können aber natürlich auch in Öffnungsrichtung der Ventilplatte beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn das ungebremste Anschlagen der öffnenden Ventilplatte auf einem Fänger verhindert werden soll. Das angeführte Rückschlagventil bietet den Vorteil, daß etwa der Eingangspumpendruck nicht der größten über das Schließorgan rückwirkenden Kraft entsprechen muß, womit die installierte Pumpenleistung und auch der Eenergieverbrauch gesenkt werden können.This object is achieved with a device of the type mentioned solved in that the control member at least one in supply and / or discharge switched on the print medium and this or its print up and / or -Degradation and thus the lifting movement of the closing member at least gradually has variably accelerating or decelerating control element, and that a check valve between the control element and an upstream pressure medium source is provided. The corresponding embodiment of the invention The method is characterized in that the pressurization and / or relief via the stroke of the closing member at least in stages variable, the reaction of the compressor pressure via the closing element to the pressure medium source is prevented by means of a check valve. In the simplest case, the control element mentioned can be used, for example, for a over the control cylinder for a certain part of the compression stroke open suction valve of a piston compressor, the pressure relief for example, control so that at the beginning of the flow forces released Closing movement of the valve plate of the suction valve relieves this pressure largely unthrottled and thus the corresponding valve plate movement takes place very quickly, whereas before opening the valve plate by reducing the pressure relief on the seat by switching can take place that a braked and at least within limits the valve plate hits the valve seat gently. Similar Movement influences of the closing element of the valve can of course also make sense in the opening direction of the valve plate, for example, if the unbraked stop of the opening valve plate on a catcher should be prevented. The check valve mentioned offers the advantage that the input pump pressure is not the greatest via the closing element retroactive force must correspond to the installed pump capacity and energy consumption can also be reduced.
Insgesamt kann mit den beschriebenen Merkmalen bzw. Maßnahmen nach der Erfindung eine weitgehend freie Einflußnahme auf den Druckauf- bzw. -abbau im auf den Steuerzylinder einwirkenden Druckmedium durchgeführt werden, was eine breite Palette von Beeinflussungsmöglichkeiten der Bewegungscharakteristik des Schließorganes des zugehörigen Ventils bietet. Die Ausgestaltung des Steuerorgans mit zumindest einem in Zu- und/oder Ableitung des Druckmediums eingeschalteten und dieses bzw. dessen Druckauf- und/oder -abbau und damit die Hubbewegung des Schließorgans zumindest stufenweise variabel beschleunigenden bzw. verzögernden Steuerelement ist dabei an sich beispielsweise aus W0-93/14339-Al bzw. JP-60-113008 bekannt. Beide genannten Schriften betreffen entsprechende Ausgestaltungen im Zusammenhang mit der Steuerung von Tellerventilen von Brennkraftmaschinen, die - wie eingangs bereits angesprochen - zufolge der dort üblichen, im Normalfall praktisch Zwangsbetätigungen nicht mit den üblicherweise nur unter Einwirkung der Gaswechselkräfte selbsttätig sich bewegenden Ventilplatten von Kolbenkompressorventilen vergleichbar sind.Overall, with the described features or measures according to the Invention a largely free influence on the pressure build-up or reduction in pressure medium acting on the control cylinder, which is a Wide range of options for influencing the movement characteristics of the closing element of the associated valve. The design of the Control member with at least one in the supply and / or discharge of the pressure medium switched on and this or its pressure build-up and / or reduction and thus the stroke movement of the closing member is accelerated variably at least in stages or delaying control element, for example known from W0-93 / 14339-Al and JP-60-113008. Both of these writings relate to corresponding configurations in connection with the control of Disc valves of internal combustion engines, which - as already mentioned at the beginning - According to the usual, usually practically forced, operations there not with the usually only under the influence of gas exchange forces automatically moving valve plates of piston compressor valves are comparable.
Das Steuerorgan kann beispielsweise zumindest ein variabel steuerbares Schaltelement, beispielsweise ein Piezoventil, mit mehreren Schaltstellungen aufweisen, welches gleichzeitig auch das Steuerelement bildet. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann aber auch vorgesehen sein, daß das Steuerorgan zumindest ein separates Schaltelement, vorzugsweise ein Magnetventil oder ein Piezoventil, mit mehreren Schaltstellungen und ein davon unabhängiges Steuerelement, mit zumindest einem mittels des Druckmediums bewegbaren Verdrängerkolben, welcher ein Umschaltelement zur Umschaltung des Druckmittelstromes zwischen zumindest zwei unterschiedlich gedrosselten Wegen betätigt, aufweist. Im ersten Fall bildet das steuerbare Schaltelement, z.B. über die damit unmittelbar beeinflußbaren Durchströmquerschnitte zum auf das Schließorgan einwirkenden Steuerzylinder, selbst auch gleichzeitig das Steuerelement für die variable Beschleunigung bzw. Verzögerung des Druckauf- bzw. -abbaues, was vorrichtungsmäßig eine relativ einfache und damit kostengünstige und zuverlässige Konstruktion ermöglicht. Im zweiten Fall ist die Ausbildung bzw. Anordnung des separaten Schaltelementes eher unkritisch, da damit nur verschiedene Druckmittelwege angesteuert werden. Erst über das vom Schaltelement konstruktiv unabhängige Steuerelement werden dann entsprechend der über das Schaltelement vorgenommenen Druckmittelzuleitung die gewünschten Einwirkungen auf Druckauf- bzw. -abbau vorgenommen. Diese Variante ist bezüglich Aufbau der Vorrichtung und Ablauf des Verfahrens kostengünstiger und mit gegenwärtigen Technologien einfacher zu realisieren. Es ergibt sich insgesamt eine sehr einfache mechanische Ausgestaltung des Steuerelementes, mit der beispielsweise die oben angesprochene Abbremsung der Ventilplatte eines vorerst offengehaltenen Saugventils vor dem Auftreffen auf den Ventilsitz bestens bewerkstelligt werden kann.The control member can, for example, at least one variably controllable Switching element, for example a piezo valve, with several switching positions have, which also forms the control element. According to one preferred development of the invention can also be provided that the control member has at least one separate switching element, preferably a Solenoid valve or a piezo valve, with several switch positions and one independent control element, with at least one by means of the pressure medium movable displacement piston, which is a switching element for switching of the pressure medium flow between at least two different actuated throttled ways. In the first case, the controllable Switching element, e.g. about the flow cross-sections that can be directly influenced thereby to the control cylinder acting on the locking element, itself too at the same time the control element for variable acceleration or deceleration the pressure build-up or reduction, which is a relative device simple and therefore inexpensive and reliable construction. In the second case, the formation or arrangement of the separate switching element rather uncritical, since it only controls different pressure medium paths will. Only via the control element, which is constructively independent of the switching element are then made according to that made via the switching element Pressure medium supply the desired effects on pressure build-up or reduction performed. This variant is in terms of the structure of the device and the process the process is cheaper and easier with current technologies to realize. The overall result is a very simple mechanical one Design of the control element with which, for example, the one mentioned above Braking the valve plate of a suction valve that was initially kept open be accomplished before hitting the valve seat can.
Im Hinblick auf die oben bereits angesprochene Rückströmregelung eines Kolbenverdichters durch Offenhalten zumindest eines Saugventils über zumindest einen Teilbereich des Verdichtungshubes mittels Druckbeaufschlagung des Schließorgans des Saugventils über einen Abhebegreifer ist eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens von Vorteil, gemäß welcher am Ende des jeweils periodisch offengehaltenen Teilbereichs die Druckentlastung vorerst zumindest weitgehend ungedrosselt und sodann stärker gedrosselt erfolgt. Damit ergibt sich auch bei dieser Art der Verdichterregelung der Vorteil, daß das vorerst offengehaltene Schließorgan nicht unter der Einwirkung der im Freigabezeitpunkt bereits großen Rückströmkräfte mit allzu großer Geschwindigkeit ungebremst auf den Ventilsitz aufschlägt, was zu Beschädigung von Ventilsitz und Ventilplatte bzw. auch zu Federbrüchen führen könnte.With regard to the backflow control already mentioned above, one Piston compressor by keeping at least one suction valve open at least a portion of the compression stroke by pressurizing the closing element of the suction valve via a lifting gripper is another Embodiment of the inventive method is advantageous, according to which on Pressure relief at the end of the periodically kept section initially at least largely unthrottled and then more restricted he follows. This also results in this type of compressor control Advantage that the locking device which is initially open is not under the influence the backflow forces that are already too great at the time of release high speed hits the valve seat without braking, which too Damage to the valve seat and valve plate or lead to spring breaks could.
Die Erfindung wird im folgenden noch anhand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 und 2 zeigen dabei schematische Ausführungen der Erfindung und Fig. 3 zeigt Verläufe der Geschwindigkeit v bzw. des Druckes p für verschiedene Arbeitspunkte einer Saugventilsteuerung nach der Erfindung einerseits und dem Stande der Technik andererseits.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. 1 and 2 show schematic embodiments of the invention and FIG. 3 shows curves of the speed v and the pressure p for different operating points of a suction valve control according to the invention on the one hand and the state of the art on the other.
Bei den in den Fig. 1 bis 2 dargestellten Ausführungsformen wird die Bewegung des Dichtelementes 12 eines Ventiles eines nicht weiter dargestellten Kolbenverdichters mittels eines sogenannten Abhebegreifers 11 auf einen Steuerkolben 10 eines Steuerzylinders übertragen. Da Kräfte hier in nur einer Bewegungsrichtung übertragen werden sollen, wird der Steuerzylinder 8 als einfachwirkender Zylinder mit Arbeitsräumen 9 ausgeführt. Eine solche Anordnung ist beispielsweise dazu geeignet, daß Schließen von Saugventilen bzw. das Öffnen von Druckventilen von Kolbenkompressoren in der erfindungsgemäßen Art zu beeinflussen.In the embodiments shown in FIGS. 1 to 2, the Movement of the sealing element 12 of a valve not shown Piston compressor by means of a so-called lifting gripper 11 transmit a control piston 10 of a control cylinder. Because forces in here only control direction 8 is to be transmitted, the control cylinder 8 designed as a single-acting cylinder with workrooms 9. Such The arrangement is suitable, for example, for closing suction valves or the opening of pressure valves of piston compressors in the invention Kind of influencing.
Ein beispielsweise mit Pumpe, Motor, Tank und einstellbarem Druckbegrenzungsventil ausgestattetes Hydraulikaggregat 1 versorgt über Zuleitungen 3 ein beispielsweise magnetisch betätigtes 3/2-Wege-Ventil 5 mit Druckmittel. Solange der Magnet 6 unbestromt bleibt, drückt eine Feder 7 das Ventil 5 in die gezeichnete Schaltposition. Damit fließt Druckmittel in den Arbeitsraum 9 des Steuerzylinders 8 und wirkt auf den Steuerkolben 10. Dieser drückt die Kraftübertragungsvorrichtung 11 auf das Dichtelement 12 des Kompressorventils.For example with a pump, motor, tank and adjustable pressure relief valve equipped hydraulic unit 1 supplies via supply lines 3 a magnetically operated 3/2-way valve 5 with pressure medium, for example. As long as the magnet 6 remains de-energized, a spring 7 presses the valve 5 in the shift position shown. Pressure fluid thus flows into the work space 9 of the control cylinder 8 and acts on the control piston 10. This presses the Power transmission device 11 to the sealing element 12 of the compressor valve.
Im Falle des in Fig. 1 dargestellten Saugventiles wird dadurch das Ventil geöffnet bzw. falls das Dichtelement 12 bereits am Fänger 14 anliegt in der offenen Position fixiert. Am Ende des Ansaugtaktes des dem Ventil zugeordneten Kompressorzylinders, d.h. bei Erreichen des unteren Totpunktes, kehren die auf das Dichtelement 12 vom Arbeitsmedium des Verdichters ausgeübten Strömungskräfte in ihrer Wirkrichtung um und versuchen nun das Dichtelement 12 zu schließen. Diese Kräfte werden durch die Wirkung der allgemein üblichen Schließbefederung 15 des Ventils verstärkt. Der Druck im Arbeitsraum 9 des Steuerzlyinders 8 wächst an und übersteigt dann im allgemeinen den vom Hydraulikaggregat 1 gelieferten Druck, weil das in der Zuleitung 3 vor dem 3/2-Wege-Ventil 5 eingeschaltete Rückschlagventil 4 den Rückfluß des Druckmittels sperrt, sodaß die Stellung des Steuerkolbens 10 fixiert bleibt.In the case of the suction valve shown in Fig. 1, this is Valve opened or if the sealing element 12 already bears against the catcher 14 fixed in the open position. At the end of the intake stroke of the valve associated compressor cylinder, i.e. when bottom dead center is reached, return to the sealing element 12 exerted by the working medium of the compressor Flow forces in their direction of action and now try that Close sealing element 12. These forces are created by the action of general closing spring 15 of the valve reinforced. The pressure in Working space 9 of the control cylinder 8 increases and then generally exceeds the pressure supplied by the hydraulic unit 1, because that in the supply line 3 upstream of the 3/2-way valve 5 check valve 4 den Backflow of the pressure medium blocks, so that the position of the control piston 10th remains fixed.
Erst bei Bestromung des Magneten 6 des Ventiles 5 steuert dieses um und gibt den Rückfluß des Druckmittels frei. Das rückströmende Druckmittel fließt einem Hilfszylinder 16 zu, der einen Kolben 17 und Arbeitsräume 18, 19 aufweist. Der Arbeitsraum 18 des Hilfszylinders 16 ist im dargestellten Beispiel so gewählt, daß bis auf Verluste über den Nebenstrom durch die Drossel 21 die Hubbewegung des Kolbens 17 jenen Teil des Druckmittels aufnimmt, der während des ersten Teils der Bewegung des Steuerkolbens von diesem verdrängt wird. Das vom Kolben 17 aus dem Arbeitsraum 19 verdrängte Druckmittel fließt über die Drossel 22 ab, die hier den Strömungswiderstand der Gesamtanordnung symbolisiert und möglichst verlustarm ausgelegt ist.Only when the solenoid 6 of the valve 5 is energized does it control and releases the reflux of the pressure medium. The back pressure fluid flows an auxiliary cylinder 16, which has a piston 17 and working spaces 18, 19th having. The working space 18 of the auxiliary cylinder 16 is shown in the Example chosen so that except for losses on the bypass through the Throttle 21 receives the stroke movement of the piston 17 that part of the pressure medium, that during the first part of the movement of the control piston thereof is ousted. The pressure medium displaced by the piston 17 from the working space 19 flows through the throttle 22, which is the flow resistance here The overall arrangement symbolizes and is designed with as little loss as possible.
Sobald der Kolben 17 seine Endlage erreicht hat, steht dem vom Steuerkolben 10 aus dem Steuerzylinder 8 verdrängten Druckmittel nur mehr der Abfluß über die Drossel 21 zur Verfügung, welche hier einen erheblich höheren Widerstand als die Drossel 22 aufweist, sodaß ab diesem Zeitpunkt der Bewegung des Steuerkolbens 10 eine um ein vielfaches erhöhte Kraft entgegengesetzt wird und damit eine erhebliche Verzögerung der Bewegung des Dichtelementes 12 eingeleitet wird. Das Dichtelement 12 trifft damit in der Folge nur mit stark verminderter Geschwindigkeit auf den Ventilsitz 13 auf.As soon as the piston 17 has reached its end position, this is from the control piston 10 from the control cylinder 8 displaced pressure medium only the Outflow via the throttle 21 is available, which is considerably higher here Resistance than the throttle 22, so that from this point in time of movement of the control piston 10 opposed to a multiple increased force and thus a considerable delay in the movement of the sealing element 12 is initiated. The sealing element 12 only hits in the sequence at greatly reduced speed on the valve seat 13.
Die Kraftübertragungsvorrichtung 11 ist mit dem Dichtelement 12 nur fallweise in Berührung. Daher hebt die Kraftübertragungsvorrichtung 11 vom Dichtelement 12 ab, sobald dieses seine Endlage am Sitz 13 erreicht hat. Die Restbewegung der Kraftübertragungsvorrichtung 11 wird zufolge der starken Drosselung des Abströmens des Druckmittels stark gedämpft, sodaß die Kraftübertragungsvorrichtung 11 sodann auf kürzestem Wege zum Stillstand gelangt. Es kann damit sicher vermieden werden, daß der Steuerkolben 10 die ihm zugeordneten Hubbegrenzung tatsächlich erreicht, womit eine Beschädigung des Steuerkolbens 10 bzw. des zugehörigen Steuerzylinders 8 vermieden wird. Aus Sicherheitsgründen wird eine derartige Hubbegrenzung beispielsweise konstruktiv so ausgebildet, daß eine hydraulische Endlagendämpfung gewährleistet ist. Im praktischen Betrieb der Anordnung erreicht der Steuerkolben 10 diese Endstellung jedoch nicht, sodaß damit der bekannte Nachteil hydraulischer Endlagendämpfungen, nämlich das erschwerte Losbrechen aus der Endlage bei der Einleitung der Gegenbewegung, vermieden werden kann.The power transmission device 11 is only with the sealing element 12 occasionally in contact. Therefore, the power transmission device 11 lifts off Sealing element 12 as soon as it has reached its end position on the seat 13. The Residual movement of the power transmission device 11 is due to the strong Throttling the outflow of the pressure medium is strongly damped, so that the power transmission device 11 then came to a standstill by the shortest route. It can thus safely be avoided that the control piston 10 him assigned stroke limit actually reached, thus damaging the Control piston 10 and the associated control cylinder 8 is avoided. Out For safety reasons, such a stroke limitation becomes constructive, for example designed so that a hydraulic cushioning is guaranteed. In practical operation of the arrangement, the control piston 10 reaches it However, not the end position, so that the known disadvantage of hydraulic End position damping, namely the difficult breakaway from the end position at Initiation of the counter movement, can be avoided.
Sobald der Abfluß von Druckmittel aus dem Arbeitsraum 9 beendet ist, beginnt sich der Kolben 17 unter der Wirkung der Feder 20 in seine Anfangslage zurückzubewegen. Diese Feder 20 muß dabei einerseits die Druckkräfte zur Folge des Überströmens vom Arbeitsraum 19 in den Arbeitsraum 18 durch die Drossel 21 und andererseits die Trägheit des Kolbens 17 selbst überwinden. Damit ist dann ein Arbeitsspiel der Anordnung abgeschlossen.As soon as the outflow of pressure medium from the work space 9 has ended, the piston 17 begins under the action of the spring 20 in its initial position to move back. This spring 20 must on the one hand the compressive forces Result of the overflow from the work space 19 into the work space 18 through the Throttle 21 and on the other hand overcome the inertia of the piston 17 itself. A working cycle of the arrangement is then completed.
Die Ruhestellung des 3/2-Wege-Ventils 5 ist den Sicherheitserfordernissen gemäß zu wählen. Vorteilhafterweise gibt dabei das 3/2-Wege-Ventil 5 im stromlosen Zustand die Verbindung zwischen Steuerzylinder 8 und Hydraulikaggregat 1 frei, sodaß der Steuerkolben 10 in der unteren Lage fixiert wird und der Kompressor im Leerlauf arbeitet.The rest position of the 3/2-way valve 5 is the safety requirements to choose according to. Advantageously, the 3/2-way valve 5 in the de-energized state, the connection between control cylinder 8 and hydraulic unit 1 free, so that the control piston 10 is fixed in the lower position and the compressor is idling.
Der Vollständigkeit halber ist hier noch auf Druckmittelspeicher 2 bzw. 23 als Pulsationsdämpfer in Vor- und Rücklauf des Druckmittels zu verweisen, die der Vermeidung von Flüssigkeitsschlägen und damit verbundenen unerwünschten Rückwirkungen auf die Bewegung des Steuerkolbens 10 und damit auf die Kraftübertragungsvorrichtung 11 und das Dichtelement 12 dienen.For the sake of completeness, here is still pressure fluid reservoir 2 or 23 as a pulsation damper in the supply and return of the pressure medium, the avoidance of liquid hammer and associated undesirable Effects on the movement of the control piston 10 and thus the power transmission device 11 and the sealing element 12 serve.
Im Falle der in Fig. 2 behandelten Ausführung für die Steuerung von Druckventilen eines Kolbenverdichters wird die Bewegung des Dichtelementes 12 durch den Fänger 14 mittels der Kraftübertragungsvorrichtung 11 auf den Steuerkolben 10 übertragen. Das 3/2-Wege-Ventil 5 gibt in seiner Ruhestellung die Verbindung des Arbeitsraumes 9 des Steuerzylinders zum Arbeitsraum 18 des Hilfszylinders 16 frei. Sobald die am Dichtelement angreifenden Gaskräfte die Schließbefederung 15 des Ventiles überwinden, beginnt das Druckmittel abzufließen. In ähnlicher Weise wie bei der obenstehend für das Saugventil gemäß Fig. 1 erläuterten Funktion wird die Bewegung des Dichtelementes 12 zunächst nur wenig gebremst. Erst knapp vor dem Auftreffen auf den Fänger 14 wird der schwach gedrosselte Abfluß des Druckmittels unterbrochen. Das Druckmittel muß nun die Drossel 21 überwinden, wodurch eine starke Verzögerung der Bewegung des Dichtelementes 12 erreicht wird. In Analogie zur Beschreibung beim Saugventil kann auch hier das Kraftübertragungselement 11 stark gebremst auslaufen. In the case of the embodiment for the control of Pressure valves of a piston compressor, the movement of the sealing element 12th by the catcher 14 by means of the power transmission device 11 on the Transfer control piston 10. The 3/2-way valve 5 is in its rest position the connection of the working space 9 of the control cylinder to the working space 18 of the auxiliary cylinder 16 free. As soon as those attacking the sealing element Gas forces overcome the closing spring 15 of the valve, it starts To drain pressure medium. In a manner similar to that for the above Suction valve according to FIG. 1, the movement of the sealing element 12 braked only a little at first. Just before hitting the Catcher 14, the weakly throttled outflow of the pressure medium is interrupted. The pressure medium must now overcome the throttle 21, creating a strong Delay in the movement of the sealing element 12 is reached. In analogy to Description for the suction valve can also be the force transmission element 11 run out heavily braked.
Zur Einleitung der Schließbewegung des Dichtelementes 12 wird zu einem zweckmäßig gewählten Zeitpunkt vor Erreichen des oberen Totpunktes des Verdichterkolbens das 3/2-Wege-Ventil 5 durch Bestromen des Magneten 6 umgeschaltet. Damit kann Druckmittel zuströmen und das Dichtelement gegen den Ventilsitz 13 drücken. Wesentlich ist dabei, daß die Zustellbewegung der Kraftübertragungsvorrichtung 11 bei Erreichen des oberen Totpunktes des Verdichterkolbens zum Großteil bereits erfolgt, aber noch nicht ganz beendet ist. Damit können eine Nachverdichtung des Arbeitsmediums des Kompressors und dadurch bedingte Zusatzverluste vermieden werden. Andererseits wird damit auch die Möglichkeit eines Spätschlusses des Dichtelementes 12 und die damit verbundene Gefahr hoher Auftreffgeschwindigkeiten eingeschränkt. Bei Umkehr der Strömungsrichtung des verdichteten Gases steht dadurch dem Dichtelement 12 nur mehr ein sehr kleiner Resthub zur Verfügung, sodaß die aus einem allfälligen Spätschluß resultierende Schließgeschwindigkeit im Hinblick auf eine allfällige Verschleißerhöhung unbedeutend ist.To initiate the closing movement of the sealing element 12 becomes a appropriately chosen time before reaching the top dead center of the Compressor piston the 3/2-way valve 5 by energizing the magnet 6 switched. This allows pressure medium to flow in and the sealing element against the Press valve seat 13. It is essential that the infeed movement of the Power transmission device 11 when top dead center is reached Most of the compressor piston has already taken place, but is not yet completely finished is. This can be a compression of the working medium of the compressor and additional losses caused thereby are avoided. On the other hand, it will also the possibility of a late closure of the sealing element 12 and thus associated danger of high impact speeds limited. When turning back the direction of flow of the compressed gas is thus the sealing element 12 only a very small remaining stroke available, so that from one any closing speed resulting in closing speed with regard to any increase in wear is insignificant.
Bezüglich sonstiger Merkmale und Funktionsdetails der in Fig. 2 dargestellten Anordnung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen.With regard to other features and functional details of those shown in FIG. 2 Arrangement is made to avoid repetitions on the above Reference made to Fig. 1.
Fig. 3a stellt Verläufe der Geschwindigkeit v der Kraftübertragungsvorrichtung 11 bzw. des Dichtelementes 12 während eines Verdichtungstaktes der Dauer T für verschiedene Arbeitspunkte einer Saugventilsteuerung dar. Kurven 1.1 und 1.2 gelten dabei für Vollast - Kurven 2.1, 2.2 und 3.1 bzw. 3.2 für Teillast. Die Kurven sind auf die maximale Auftreffgeschwindigkeit v-max des Dichtelementes 12 am Ventilsitz (ermittelt über alle Lastfälle) bezogen.3a shows curves of the speed v of the power transmission device 11 or the sealing element 12 during a compression cycle of Duration T for different operating points of a suction valve control. Curves 1.1 and 1.2 apply to full load curves 2.1, 2.2 and 3.1 and 3.2 for Partial load. The curves are based on the maximum impact velocity v-max Sealing element 12 on the valve seat (determined over all load cases).
In Fig. 3b sind die entsprechenden Verläufe des Druckes p im Arbeitsraum des Verdichters über der Zeit t abgebildet. Die mit 1.1, 2.1 und 3.1 bezeichneten Kurven repräsentieren dabei das Verhalten einer Kompressorstufe, deren Saugventile mit variabler Bewegungsdämpfung ausgestattet sind. Die strichlierten Kurven, welche mit 1.2, 2.2 und 3.2 markiert sind, stehen für Saugventile mit konstanter Bewegungsdämpfung (nach dem Stande der Technik), wobei die Dämpfung so ausgelegt ist, daß die maximale Auftreffgeschwindigkeit des Dichtelementes 12 auf den Ventilsitz für variable und konstante Dämpfung etwa gleich groß ist.In Fig. 3b are the corresponding curves of the pressure p in the work area of the compressor over time t. The designated 1.1, 2.1 and 3.1 Curves represent the behavior of a compressor stage, whose suction valves are equipped with variable movement damping. The dashed curves marked with 1.2, 2.2 and 3.2 stand for Suction valves with constant movement damping (according to the state of the art), wherein the damping is designed so that the maximum impact speed of the sealing element 12 on the valve seat for variable and constant damping is about the same size.
Die Kurven 1.1 und 1.2 gelten für den Fall, daß die Schließbewegung des Dichtelementes 12 im unteren Totpunkt des jeweiligen Kompressorzylinders durch Umschalten des Steuerelementes eingeleitet wird. Mit steigender Kolbengeschwindigkeit und beginnender Verdichtung übt das Arbeitsmedium des Kompressors eine zunehmende Schließkraft auf das Dichtelement 12 aus, der die Kraft der Schließfedern 15 (siehe Fig. 1 und 2) überlagert ist. Im Falle der variablen Dämpfung kann das Druckmittel zunächst nahezu ungedämpft abströmen, sodaß die Schließkraft weitgehend zur Beschleunigung von Dichtelement und Kraftübertragungsvorrichtung zur Verfügung steht. Bei konstanter Dämpfung muß die Drossel um ein Vielfaches kleiner gewählt werden, sodaß am Anfang ein Gutteil der Schließkraft zur Überwindung der Drosselwiderstände benötigt wird. Dementsprechend nähert sich das Dichtelement bei variabler Dämpfung gemäß der vorliegenden Erfindung rascher dem Ventilsitz als bei der konstanten Dämpfung nach dem Stande der Technik.The curves 1.1 and 1.2 apply in the event that the closing movement of the Sealing element 12 at the bottom dead center of the respective compressor cylinder is initiated by switching the control element. With increasing piston speed and the beginning of compression the working medium of the compressor an increasing closing force on the sealing element 12, which the Force of the closing springs 15 (see FIGS. 1 and 2) is superimposed. In case of variable damping, the pressure medium can initially flow out almost undamped, so that the closing force largely to accelerate the sealing element and Power transmission device is available. With constant damping the throttle should be chosen many times smaller, so that at the beginning one Most of the closing force is required to overcome the throttle resistance becomes. Accordingly, the sealing element approaches with variable damping according to the present invention, the valve seat faster than the constant State-of-the-art damping.
In einem Abstand von etwa 20 % des Hubweges vom Sitz wird bei der variablen Dämpfung die Drosselung des Druckmittelabflusses um ein Vielfaches erhöht, sodaß der Bewegung plötzlich wesentlich mehr Widerstand entgegengesetzt und diese entsprechend verzögert wird. Das Dichtelement fährt sodann mit erheblich reduzierter Geschwindigkeit auf den Sitz, die Kraftübertragungsvorrichtung hebt vom Dichtelement ab und verliert danach in beschriebener Weise rasch an Geschwindigkeit.At a distance of about 20% of the stroke from the seat variable damping the throttling of the pressure medium outflow by a multiple increased, so that the movement suddenly opposed much more resistance and this is delayed accordingly. The sealing element then moves with significantly reduced speed to the seat, the power transmission device lifts off the sealing element and then loses in the described Get up to speed quickly.
Gleiche Auftreffgeschwindigkeit des Dichtelementes in beiden Fällen vorausgesetzt dauert also der Schließvorgang bei konstanter Dämpfung wesentlich länger als bei variabler Dämpfung. Während der Dauer des Schließvorganges strömt das zu verdichtende Gas zurück, wodurch sich einerseits ein unerwünschter Verlust an Liefermenge und andererseits zusätzliche Arbeitsverluste ergeben, was beispielsweise aus Fig. 3b durch Vergleich der Kurven 1.1 und 1.2 einfach entnommen werden kann.The same impact speed of the sealing element in both cases assuming the closing process takes a long time with constant damping longer than with variable damping. During the duration of the closing process the gas to be compressed flows back, which on the one hand undesirable loss of delivery quantity and on the other hand additional work losses result, for example, from FIG. 3b by comparing curves 1.1 and 1.2 can be easily removed.
Erfolgt die Betätigung des Steuerelementes zu einem späteren Zeitpunkt (Kurven 2.1, 2.2, 3.1 und 3.2), so reduziert sich die Fördermenge und damit die vom Kompressor aufgenommene Antriebsleistung.If the control element is actuated at a later time (Curves 2.1, 2.2, 3.1 and 3.2), the delivery rate is reduced and thus the drive power consumed by the compressor.
In allen dargestellten und besprochenen Ausführungsbeispielen ist nur die variable Drosselung der Druckentlastung der Arbeitsräume des Steuerzylinders realisiert bzw. angesprochen. Davon abgesehen wäre es natürlich auch möglich, den Druckaufbau im jeweiligen Arbeitsraum des Steuerzylinders variabel zu gestalten, um beispielsweise am Beginn des entsprechenden Arbeitshubes dieses Steuerzylinders eine größere Verstellgeschwindigkeit als am Ende zur Verfügung zu haben. Auch kann es abweichend von den beschriebenen Ausführungsformen durchaus für verschiedene Anwendungsfälle vorteilhaft sein, beispielsweise am Anfang des jeweiligen Hubes des Steuerzylinders kleinere Verstellgeschwindigkeiten und dann gegen Ende zu größere zur Verfügung zu haben. Auch Mischformen mit abgestuften bzw. variablen Geschwindigkeitserhöhungen und Verringerungen über den gesamten Hub des Steuerzylinder sind möglich und gemäß der vorliegenden Erfindung einfach zu realisieren.In all the illustrated and discussed exemplary embodiments is only the variable throttling of the pressure relief of the working spaces of the control cylinder realized or addressed. That being said, it would be natural also possible, the pressure build-up in the respective working space of the control cylinder to be variable, for example at the beginning of the corresponding working stroke this control cylinder has a greater adjustment speed than available at the end. It can also differ from the ones described Embodiments may be advantageous for different applications, for example, smaller at the beginning of the respective stroke of the control cylinder Adjustment speeds and then towards the end too larger available to have. Mixed forms with graded or variable speed increases and are reductions over the entire stroke of the control cylinder possible and easy to implement according to the present invention.
Weiters können mit entsprechend schnell schaltenden Steuerorganen bzw. Schaltelementen beispielsweise in Kombination mit geeigneten Drucksensoren auch Lösungen realisiert werden, bei denen Druckwellen im Druckmedium entweder eliminiert oder entsprechen beeinflußt bzw. auch verstärkt werden können, sodaß vielfältigste Einflußnahmen auf die Bewegungscharakteristik der gesteuerten Schließorgane möglich sind.Furthermore, with correspondingly fast switching control units or Switching elements, for example in combination with suitable pressure sensors solutions can also be realized in which pressure waves in the pressure medium either eliminated or influenced accordingly or also reinforced can, so that a wide variety of influences on the movement characteristics of the controlled locking devices are possible.

Claims (4)

  1. A device with at least one control cylinder (8) which stresses a closure member (12) of a valve of a piston compressor by way of a lift-off gripper (11) in the direction of the stroke and which can be periodically stressed by and relieved from pressure medium by way of a control member (5) in order to control the periodic reciprocating movement of the closure member (12), characterized in that the control member (5, 16) comprises at least one control element (16) which is connected in the supply and/or removal line (3, 24) of the pressure medium and which accelerates or retards the said pressure medium or its build-up and/or reduction and thus the reciprocating movement of the closure member (12) in a variable manner at least in stages, and a non-return valve (4) is provided between the control member (5) and a pressure-medium source (1) arranged upstream thereof.
  2. A device according to Claim 1, characterized in that the control member (5, 16) comprises at least one separate switching element (5), preferably a solenoid valve or a piezo valve, with a plurality of switching positions and a control element (16) dependent thereon, with at least one displacement piston (17) which is movable by means of the pressure medium and which actuates a change-over element for changing over the pressure-medium flow between at least two paths throttled in different ways.
  3. A method of controlling the periodic reciprocating movement of the closure member of a valve of a piston compressor, wherein a control cylinder stressing the closure member by way of a lift-off gripper in the direction of the stroke is periodically stressed by and relieved from pressure medium, characterized in that the stressing with and/or relief from pressure takes place in a variable manner at least in stages by way of the stroke of the closure member, wherein the returning action of the compressor pressure by way of the closure member upon the pressure-medium source is prevented by means of a non-return valve.
  4. A method according to Claim 3 for regulating the return flow of a piston compressor by keeping open at least one suction valve by way of at least one partial area of the compression stroke by means of stressing the closure member of the suction valve with pressure by way of a lift-off gripper, characterized in that at the end of the partial area kept open periodically in each case the pressure relief takes place first at least substantially unthrottled and then more strongly throttled.
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DE (1) DE59503972D1 (en)
ES (1) ES2123225T3 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0801227A2 (en) * 1996-04-12 1997-10-15 Hoerbiger Ventilwerke Aktiengesellschaft Method and device for influencing a compressor inlet valve
WO2001059266A1 (en) 2000-02-07 2001-08-16 Compart Compressor Technology Gmbh & Co. Kg Device and method for controlling a piston engine

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2815075B1 (en) * 2000-10-05 2003-01-24 Renault Sport VALVE OPERATING DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR SUCH A DEVICE
AT413234B (en) * 2002-09-19 2005-12-15 Hoerbiger Kompressortech Hold Piston compressor and method for the stage-free delivery rate control thereof
ITGE20060067A1 (en) * 2006-06-28 2007-12-29 Dott Ing Mario Cozzani Srl APPARATUS FOR THE CONTINUOUS ADJUSTMENT OF THE FLOW OF ALTERNATIVE COMPRESSORS.
CN100412365C (en) * 2006-12-22 2008-08-20 浙江大学 Device for lifting piston compressor air inlet valve based on time control
CN101173658B (en) * 2007-09-03 2010-08-25 西安交通大学 Air displacement stepless regulating method for reciprocating-piston compressor
ITGE20080036A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-01 Dott Ing Mario Cozzani Srl Method for controlling the position of an electromechanical actuator for reciprocating compressor valves.
AT507320B1 (en) 2008-10-02 2010-10-15 Hoerbiger Kompressortech Hold Reciprocating compressor
WO2011009880A1 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Burckhardt Compression Ag Method for controlling delivery quantity and reciprocating compressor having delivery quantity control
EP2683950B1 (en) * 2011-03-10 2016-07-20 Dresser-Rand Company Electronic infinite step controller actuator
AT511238B1 (en) 2011-04-14 2013-03-15 Hoerbiger Kompressortech Hold Piston compressors with conveyor range control
CN102536753A (en) * 2012-02-16 2012-07-04 汤斌 Compressor or turbine device
CN102937084A (en) * 2012-10-30 2013-02-20 合肥通用机械研究院 Air volume regulating system for compressor
CN103967762B (en) * 2013-02-01 2016-03-16 陈镇汉 A kind of compressor tolerance regulates hydraulic actuator
US9181825B2 (en) * 2013-04-23 2015-11-10 Edward Hall Batchelor, JR. Internal combustion engine independent valve actuator
CN103291596B (en) * 2013-06-18 2016-02-10 合肥通用机械研究院 A kind of compressor flowrate regulating system regulated based on clearance
CN103487959B (en) * 2013-10-15 2015-12-02 深圳市华星光电技术有限公司 The transcription roller that vacuum adsorption force is adjustable and the thin-film bonding method with this transcription roller
CN104712617B (en) * 2015-03-18 2016-08-24 浙江志高机械股份有限公司 All-hydraulic delayed time system and method thereof
CN105889050B (en) * 2015-04-14 2019-02-19 康茨(上海)压缩机技术服务有限公司 One kind intelligently opening and closing control method for piston compressor air valve
DK178787B1 (en) * 2015-05-06 2017-02-06 Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland A large turbocharged two-stroke self-igniting internal combustion engine with an exhaust valve actuation system
ES2819905T3 (en) * 2015-05-22 2021-04-19 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Valve for a reciprocating compressor
KR101801936B1 (en) * 2016-03-25 2017-11-27 삼성중공업 주식회사 Shutdown system
IT201800006557A1 (en) * 2018-06-21 2019-12-21 RECIPROCATING COMPRESSOR VALVE BODY MADE BY ADDITIVE MANUFACTURING / ALTERNATIVE COMPRESSION VALVE BODY OBTAINED WITH ADDITIVE CONSTRUCTION TECHNIQUE

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3104801A (en) * 1963-09-24 Infinite step controlling device for compressors
US1798435A (en) 1928-10-23 1931-03-31 Worthington Pump & Mach Corp Regulator for variable-capacity compressors
US2035963A (en) * 1931-03-11 1936-03-31 Hoerbiger Alfred Automatic load-regulator for piston-compressors
US2296304A (en) * 1938-04-23 1942-09-22 Westinghouse Electric & Mfg Co Refrigerating apparatus
US2620776A (en) * 1948-04-23 1952-12-09 British Industrial Plastics Variable stroke final slow closing and initial slow opening hydraulic ram
US2657850A (en) * 1948-11-25 1953-11-03 Schneider And Cie Soc Automatic regulator for compressors
US2626100A (en) * 1952-01-17 1953-01-20 Gen Electric Compressed air supply system
US3149536A (en) * 1960-03-17 1964-09-22 Horton Automatics Inc Automatic sliding panel operators
US3396635A (en) * 1966-11-30 1968-08-13 Cessna Aircraft Co Cushion stop for hydraulic actuators
US4292886A (en) * 1979-12-31 1981-10-06 Weber William R Hydraulic actuator cushioning device improvement
DE3024298A1 (en) * 1980-06-27 1982-01-21 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Piston of hydraulic positioning valve - has skirt covering port to change fluid flow gradually to prevent shock stresses
JPH02523B2 (en) * 1983-11-22 1990-01-08 Yanmar Diesel Engine Co
JPS6140469A (en) * 1984-07-31 1986-02-26 Kobe Steel Ltd Control unit for reciprocating pump
DE3604233C2 (en) * 1986-02-11 1992-04-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
DE3836725C1 (en) * 1988-10-28 1989-12-21 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
JPH0791969B2 (en) * 1989-03-20 1995-10-09 川崎重工業株式会社 Valve drive for internal combustion engine
DE3939934A1 (en) * 1989-12-02 1991-06-06 Man Nutzfahrzeuge Ag VALVE CONTROL FOR GAS EXCHANGE VALVES OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES
JP2527268Y2 (en) * 1990-05-11 1997-02-26 三菱重工業株式会社 Valve train for internal combustion engine
GB9022439D0 (en) * 1990-10-16 1990-11-28 Lotus Car A method and apparatus for testing an internal combustion engine
US5275136A (en) * 1991-06-24 1994-01-04 Ford Motor Company Variable engine valve control system with hydraulic damper
AU1338892A (en) * 1992-01-13 1993-08-03 Caterpillar Inc. Engine valve seating velocity hydraulic snubber
GB9315383D0 (en) * 1993-07-24 1993-09-08 Carding Spec Canada Hydraulically actuated cylinder valve
DE4341848C2 (en) * 1993-12-08 1996-07-18 Danfoss As Control valve
US5378117A (en) * 1994-03-28 1995-01-03 Dresser-Rand Company Valve unloading means, and a valve unloading actuator therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0801227A2 (en) * 1996-04-12 1997-10-15 Hoerbiger Ventilwerke Aktiengesellschaft Method and device for influencing a compressor inlet valve
WO2001059266A1 (en) 2000-02-07 2001-08-16 Compart Compressor Technology Gmbh & Co. Kg Device and method for controlling a piston engine

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