EP2584200A2 - Gaseinlassventil für einen Kompressor, Kompressor mit einem derartigen Gaseinlassventil sowie Verfahren zum Betreiben eines Kompressors mit einem derartigen Gaseinlassventil - Google Patents

Gaseinlassventil für einen Kompressor, Kompressor mit einem derartigen Gaseinlassventil sowie Verfahren zum Betreiben eines Kompressors mit einem derartigen Gaseinlassventil Download PDF

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EP2584200A2 EP12189089.1A EP12189089A EP2584200A2 EP 2584200 A2 EP2584200 A2 EP 2584200A2 EP 12189089 A EP12189089 A EP 12189089A EP 2584200 A2 EP2584200 A2 EP 2584200A2
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gas inlet
piston
compressor
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Definitions

  • the present invention relates to a gas inlet valve for a compressor, in particular for a rotary compressor, to a compressor, in particular a rotary compressor, with such a gas inlet valve and to a method for operating a compressor, in particular a rotary compressor, with such a gas inlet valve.
  • a compressor is usually directly coupled or driven by a transmission through a force transducer and compresses a medium, in particular a gas, preferably air, as soon as the compressor is set in motion.
  • a medium in particular a gas, preferably air
  • this feature includes some disadvantages.
  • compressed air is used for a wide variety of applications. Depending on the number of consumers connected to the compressed air network, the compressed air requirement increases or decreases. In order to maintain the required pressure level, the compressor would therefore be in constant change between full load and standstill. Such a regulation would be at the expense of the life of all driven and driving components. Added to this is the increased power consumption in the starting phase, which is no less relevant to the operating costs effect.
  • a control unit in a so-called screw compressor may be a so-called gas inlet valve. This is upstream of the compressor block of the compressor.
  • the gas inlet valve is to allow a non-return function in which a backflow of gas and / or fluid from the compressor is prevented in the vicinity of the compressor, an idle control and a full load control and / or proportional control.
  • the gas inlet valve may only allow a certain amount of air or process gas into the compressor. This measure can be explained as follows: The start-up of the compressor can be explained by the mass inertia of the moving components with an increased energy requirement measured at full load. To minimize these peak loads, it helps to minimize the work done in compressing the medium by reducing the supply air flow to a minimum amount.
  • the gas inlet valve on a spring-biased valve body. This is lifted from the valve seat to switch from the idle mode to full load operation by means of a pressurized piston against the spring force of a spring pressing the valve body against its valve seat.
  • Such a gas inlet valve with a spring-biased valve body is for example in the DE 602 10 088 T2 or in the US 6,431,210 B1 described.
  • a disadvantage of this type of gas inlet valve has been found that the valve spring, which the valve body in the idle operating state of the compressor presses against the valve seat, must be very strong dimensions and thus requires special care during disassembly and assembly. Due to the high preload work on the valve spring pose a huge risk of injury.
  • a gas inlet valve in which such, large-sized valve spring is dispensable.
  • a double-sided pressurizable double piston on the side facing away from the gas outlet of the gas inlet valve side is applied to the voltage applied to the gas outlet of the gas inlet valve negative pressure and on the opposite side with a control pressure to press the valve body against its valve seat.
  • a complex and finely tuned and thus error-prone pneumatic system is required to ensure reliable operation of the gas inlet valve.
  • the DE 689 04 263 T2 describes a screw-type vacuum pump which includes a pump housing with suction and pressure ports on opposite sides thereof; intermeshing outer and inner rotors containing means for pumping a gas from the suction port when the rotors are rotated; Power transmission means for rotating the rotors, which includes a gearbox having an oil reservoir; Oil circulation means including an oil pump and an oil cooler for circulating lubricating oil to the pump housing for lubricating the rotors; and a check valve fluidly connected to the suction port and including a valve housing defining a gas flow space and a cylinder space, the gas flow space fluidly from the cylinder space is isolated and has a valve seat, and a valve body which is normally pressed in the closed position to close the valve seat and seal the suction opening, the valve body includes a piston which is fitted in the cylinder space to the cylinder space in an oil chamber and in a Air chamber to separate with atmospheric pressure, wherein a three-way switching valve is provided, the oil chamber
  • the DE 603 07 662 T2 describes a compressor including a compressor element provided with a rotor chamber to which an inlet pipe and an outlet pipe are connected, a container in the outlet pipe, and a pressure control system including an inlet valve installed in the inlet pipe, a piston connected to the Inlet pipe is connected and can be moved in a cylinder, a bypass bridging said inlet valve and wherein, between the inlet pipe and the rotor chamber, successively a Gasstrombegrenzer and a check valve are placed, which allows only gas in the rotor chamber, and a gas pipeline, which connects the container with the part of the bridge between the gas flow limiter and the check valve, and a relief valve placed in said gas pipeline.
  • the DE 602 10 088 T2 describes a volumetric compressor comprising a compressor element with a compression space, to which an inlet line, which can be closed by means of an inlet valve, and a pressure line, wherein a pressure vessel is installed, are connected, wherein the inlet valve comprises a valve element which cooperates with a valve seat, said element being connected to a piston which can be displaced in a cavity in a cylinder-forming housing, and a resilient element which presses this valve member toward the valve seat while a control line communicates the interior of the pressure vessel with a cylinder chamber formed between the effective side of the piston and the housing.
  • the US Pat. No. 6,431,210 B1 describes an inlet valve for a gas compressor, the inlet valve having a piston movable in a housing chamber, which can be moved toward and away from a housing inlet.
  • a valve disk may be moved with the piston, the valve disk having an opening for controlling an air flow from the housing inlet into the housing chamber.
  • the inlet valve has a flexible component, which cooperates with the valve disc for closing the opening.
  • the GB 385 801 A describes an arrangement for automatically starting up a compressor, in particular for starting up without load.
  • a start valve leaves the suction line in a closed state.
  • the start valve is held spring-loaded in its closed operating state.
  • the valve opens when the compressor is in operation because the resulting negative pressure acts directly on the valve.
  • a gas inlet valve for a compressor in particular for a rotary compressor, comprising: a housing having a gas inlet portion for sucking a gas and a gas inlet portion for directing the sucked gas to a compressor block of the compressor with a gas outlet portion fluidly operatively connected to the gas inlet portion; a valve means disposed between the gas inlet portion and the gas outlet portion having a valve body and a valve seat, the valve body sealingly abutting the valve seat in a closed operating condition of the valve means, and wherein the valve body is raised from the valve seat in an open operating condition of the valve means; a piston device having a first piston portion and a second piston portion different from the first piston portion, wherein the first piston portion is slidably guided in a first cylinder portion of the housing and the second piston portion is displaced in a second cylinder portion of the housing different from the first cylinder portion; and a displaceably mounted in the housing piston rod which mechanically couples the valve body of the valve means with
  • a compressor in particular a rotary compressor, is provided with such a gas inlet valve.
  • a method for operating a compressor in particular a rotary compressor, with a gas inlet valve according to one of the preceding claims, comprising the following steps: starting a drive motor of the compressor and generating a negative pressure in the gas outlet portion of the gas inlet valve, wherein the valve means is closed; pressure-controlled opening of the bypass device by means of the negative pressure prevailing in the gas outlet section for passing the aspirated gas via the bridging device from the gas inlet section to the gas outlet section; Compressing the sucked gas in the compressor block; Enabling a working pressure supply line between a pressure space of the compressor and a second cylinder chamber of the gas inlet valve; and opening the valve means by means of the pressurized second cylinder chamber.
  • the idea on which the present invention is based is to design the piston device with a first piston section and with a second piston section differing from the first piston section.
  • the first cylinder chamber via the fluid line is always with the gas pressure applied in the gas outlet section applied.
  • the valve body is coupled via the piston rod with the piston device, the valve body is pressed in the idling operating state by a negative pressure prevails in the gas outlet, against its valve seat.
  • a powerfully dimensioned valve spring for realizing the idling operating state is therefore unnecessary.
  • only the second cylinder chamber is to be acted upon by a working pressure to open the valve device.
  • a complex and finely tuned pneumatic system is therefore dispensable for a reliable function of the gas inlet valve.
  • the piston rod has the fluid line, wherein the fluid line is designed in particular as extending in the piston rod fluid channel.
  • the fluid line is designed as a through hole extending centrally in the piston rod.
  • the fluid line is formed as in the housing, in particular in a wall of the housing, extending fluid channel.
  • this has a spring device, which biases the piston device in the direction of a housing cover of the housing.
  • the spring device between the piston device and a mating surface of the housing (valve dome) is arranged, wherein the spring device, the valve body via the mechanical coupling of the piston device and the valve body by means of the piston rod spring biased against its valve seat.
  • the spring device is designed to carry at least one dead weight of the piston device and the piston rod.
  • the spring device can be designed to additionally carry a dead weight of the valve body and / or a spring of the valve device.
  • a spring device with a low spring stiffness can be selected and mounted with a low spring preload.
  • the assembly of the spring device is simplified.
  • the latter has a bridging device which, as required, fluidically connects the gas inlet section to the gas outlet section, in particular in an idling operating state of the gas inlet valve, bridging the closed valve device, wherein the bridging device is preferably designed according to the operating principle of a check valve Act.
  • Bridging device is sucked in idle mode, a required (low) idle air quantity. This allows with a simple technical measure, the supply of a reduced supply air flow at idling of the compressor. As a result, the structure of the gas inlet valve is simplified.
  • an active surface of the first piston portion is formed larger than an effective area of the second piston portion.
  • the effective area of the first piston section is preferably larger than the effective area of the second piston section by at least a factor of 15.
  • the effective area of the first piston section is formed larger by a factor of 30 than the effective area of the second piston section.
  • the effective area of the first piston section corresponds to 0.7 to 1.5 times, in particular 1 to 1.1 times, an effective area of the valve body.
  • the effective area of the first piston section preferably corresponds to 1.05 times the effective area of the valve body.
  • an active surface of the first piston portion and an active surface of the valve body are dimensioned such that the valve device with vented second cylinder chamber regardless of an operating condition of the compressor due to forces acting on the first piston portion and the valve body forces and as a result of acting on the valve body spring force of the spring device remains in its closed operating state.
  • the compressor may be in a load, idle, or stall condition.
  • the valve device can be opened only by applying a control pressure to the second cylinder chamber. As a result, the valve device is always in a vented state of the second cylinder chamber in its closed operating state.
  • the valve body is displaceably mounted on the piston rod.
  • a sudden interruption of the compression process by the compressor for example, in an emergency stop operating state of the same, builds a time delay, a pressure below the valve body (backflow).
  • the valve body is slidably mounted on the piston rod, this is due to the prevailing pressure in the gas outlet over its entire stroke in fractions of a second raised in the direction of the valve seat and pressed against the valve seat of the valve device.
  • a non-return function is realized which reliably prevents gas and / or oil from flowing from the gas outlet portion back into the gas inlet portion.
  • the valve device has a spring which is arranged between a delimiting element of the piston rod and the valve body.
  • the spring is designed to carry a dead weight of the valve body.
  • the piston device is moved during the opening of the valve device against a spring force of the spring device.
  • an effective area of the first piston portion and an effective area of the valve body are dimensioned such that the valve means with vented second cylinder chamber regardless of an operating condition of the compressor due to forces acting on the first piston portion and the valve body forces and as a result of on the Valve body acting spring force of the spring device remains in its closed operating state and that the valve device is opened only by applying a control pressure to the second cylinder chamber.
  • the valve device is always spent in a vented state of the second cylinder chamber in its closed operating state.
  • the FIG. 1 illustrates a preferred embodiment of a gas inlet valve 1 for a compressor, in particular for a rotary compressor.
  • the compressor is a screw compressor, a multi-cell compressor, Scroll compressor or the like is formed, which is preferably driven by an electric or internal combustion engine.
  • the compressor may, for example, be fluid-lubricated or dry-running.
  • the compressor preferably has a pressure chamber, which is connected downstream of a compressor block of the compressor.
  • the pressure chamber may be formed in a fluid-lubricated compressor as a fluid separation tank, in particular as an oil separation tank or as Wasserabscheide discloseder.
  • the pressure space may be formed as a portion of a pipeline downstream of the first compressor stage.
  • the gas inlet valve 1 will be explained with reference to an oil-injected screw compressor.
  • the gas inlet valve 1 described below is not limited to such compressors but can be used in any types of compressors.
  • the gas inlet valve 1 has a housing 2 with a gas inlet section 3 and with a gas outlet section 4.
  • the gas inlet section 3 is designed to suck in a gas, for example ambient air.
  • the gas can be uncompressed or already pre-compressed.
  • the gas outlet portion 4 is configured to pass the gas drawn by the gas inlet portion 3 to a compressor block 5 of the compressor.
  • the gas inlet section 3 and the gas outlet section 4 can be fluidly separated or fluidly connected to one another as required by means of a valve device 6 arranged between the gas inlet section 3 and the gas outlet section 4.
  • the housing 2 preferably has a first hollow cylindrical housing section 7.
  • the valve device 6 is preferably arranged on a first end section of the first housing section 7.
  • the first housing section 7 has a block connection flange 8 with a substantially annular attachment surface 9.
  • the mounting surface 9 is preferably flat on the compressor block 5.
  • a sealing device for example, an O-ring is preferably arranged between the mounting surface 9 and the compressor block 5.
  • the connecting elements are designed, for example, as screws.
  • the mounting surface 9 forms, for example, an x / y plane of the first housing section 7 or of the housing 2, to which a z-axis or vertical direction of the housing 2 is positioned perpendicularly.
  • a central axis 10 of the first housing section 7 or of the housing 2 preferably extends in the z-direction.
  • the central axis 10 may alternatively be arranged at an angle of about 45 ° to 90 ° to the mounting surface 9.
  • Other mounting positions of the compressor block, or the Anschraub configuration are also conceivable.
  • the mounting surface 9 can be arranged at any position of the first housing portion 7 and / or at any angle to the central axis 10 of the first housing portion 7
  • the first housing section 7 also has an optional, hollow-cylindrical casting eye 11 formed integrally with the first housing section 7, which is preferably arranged in a lower region of the first cylinder section 7, that is to say associated with the gas outlet section 4.
  • the casting eye 11 may alternatively be arranged at an arbitrary position on the housing 2.
  • a central axis 12 of the Casting eye 11 is preferably arranged substantially perpendicular to the central axis 10 of the housing 2.
  • the casting eye 11 is preferably provided with a central stepped bore 13 extending along the center axis 12, which breaks through the first cylinder section 7 and connects the gas inlet section 3 with the surroundings 14 of the inlet valve 1.
  • the stepped bore 13 preferably has a larger bore diameter extending in the casting eye 11 than in the first housing portion 7.
  • the stepped bore 13 is fluidly operatively connected to the gas outlet section 4 by means of a further opening, in particular a bore 18, extending essentially in the z-direction.
  • the bridging device 16 preferably has a substantially cylindrical valve piston 19, which is arranged displaceably in the stepped bore 13, and a spring 20, in particular a compression spring 20.
  • the valve piston 19 is preferably spring-biased in the direction of the first housing section 7 by means of the compression spring 20 arranged between the same and the locking screw 15.
  • a sealing section 21 of the valve piston 19 sealingly against the valve seat 17 of the stepped bore 13 and prevents a gas flow from the gas inlet section 3 to the gas outlet section 4 via the bridging means 16th
  • the compression spring 20 is preferably arranged at least in sections in a central recess of the valve piston 19.
  • a spring stiffness of the compression spring 20 is preferably designed such that the sealing portion 21 is lifted in the action of a predetermined gas pressure against the spring force of the compression spring 20 from the valve seat 17 of the stepped bore 13 and so a gas flow from the gas inlet portion 3 to the gas outlet portion 4 via the bridging means 16 is possible.
  • the predetermined gas pressure is formed by an overpressure in the gas inlet section 3 opposite the gas outlet section 4. Acts a gas pressure which is smaller than the predetermined gas pressure so presses the compression spring 20, the sealing portion 21 of the valve piston 19 against the valve seat 17.
  • the lock-up device 16 is in the closed operating state when an overpressure prevails in the gas outlet section 4 with respect to the gas inlet section 3 or Gas outlet section 4 and in the gas inlet section 3 an equal gas pressure prevails.
  • a first cylinder portion 22 is provided at a first end portion facing away from the second end portion of the first housing portion 7.
  • the first cylinder portion 22 is preferably provided as a machined surface in the hollow cylindrical first housing portion 7.
  • the first cylinder portion 22 has a diameter D Z1 and a length l 1 .
  • a preferably circumferential shoulder 23 delimits the first cylinder section 22 in particular downwards, ie in the direction of the valve device 6.
  • the first cylinder section 22 is delimited by a housing cover 24 of the housing 2 closing off the first housing section 7 ,
  • the housing cover 24 is preferably disc-shaped with a central approximately cylindrical bulge 25, whose central axis preferably corresponds to the central axis 10 of the first housing section 7.
  • the bulge 25 may be arranged eccentrically to the central axis 10.
  • the housing cover 24 is preferably annular on a connecting flange 26 of the first housing portion 7 and is preferably non-positively and / or positively connected by means of connecting elements, in particular screws, operatively connected. For centering the housing cover 24 on the connecting flange 26, this may preferably have a circumferential centering collar.
  • a sealing device for example an O-ring, is preferably provided between the housing cover 24 and the connecting flange 26, a sealing device, for example an O-ring, is preferably provided.
  • the housing cover 24 preferably has a coaxial with the central axis 10 arranged, extending into the bulge 25 cylinder bore, which is in particular formed as a second cylinder portion 27 of the gas inlet valve 1.
  • the second cylinder section 27 can be formed by means of a bush, in particular a sliding bush.
  • the second cylinder section 27 preferably penetrates into the housing cover 24 from the side of the first housing section 7 with a depth l 2 .
  • the second cylinder section 27 of the gas inlet valve 1 has a diameter D Z2 .
  • a working pressure supply bore 28 is provided, which preferably breaks through the portion of the bulge 25 which is not interrupted by the cylinder bore.
  • a second, substantially hollow-cylindrical housing section 29 of the housing 2 is preferably integral formed with the first housing portion 7 and penetrates these preferably at least in sections.
  • a central axis 30 of the second housing portion 29 is preferably positioned at an angle ⁇ to the central axis 10.
  • the angle ⁇ has, for example, a value of approximately 90 °, in particular of approximately 60 °.
  • the second housing portion 29 is preferably formed such that a first, protruding from the first housing portion 7 end portion thereof is formed as a flange portion 31 for connecting a gas supply line to the gas inlet valve 1.
  • the gas supply line can be mounted, for example by means of a clamp on the flange 31.
  • a second end section of the second housing section 29 preferably merges into the first end section of the first housing section 7.
  • the second housing section 29 is preferably designed, at least in sections, as an intake deflection such that the gas supplied by the gas inlet section 3 in the housing 2 is guided to the gas outlet section 4 in a curved manner and thus optimized for flow.
  • An upper wall section 32 of the second housing section 29 separates the gas inlet section 3 from an inner space 33 of the first housing section 7.
  • a, in particular cylindrical, valve dome 34 is provided with a central bore 10 extending in the direction of the central axis 10 in relation to the first housing section 7.
  • the valve dome 34 is preferably formed integrally with the upper wall portion 32.
  • the valve dome 34 serves in particular as a contact surface for a spring device 36 or spring 36, in particular compression spring 36.
  • an opening 37 is provided which fluidly connects the interior space 33 with the gas inlet section 3.
  • the interior 33 may be fluidly connected by means of an opening directly to the environment 14.
  • the housing 2 ie the housing sections 7, 29 and the housing cover 24 are preferably formed as cast components with machined functional surfaces.
  • the housing sections 7, 29 are preferably made in one piece.
  • a piston rod 38 in the z-direction that is displaceably mounted along the central axis 10.
  • the piston rod 38 is preferably designed as a hollow cylinder with a central fluid line 39 penetrating the piston rod 38, in particular over its entire length.
  • the fluid line 39 is preferably designed as a fluid channel passing through the piston rod 38 over its entire length, in particular as a through-bore.
  • the gas outlet section 4 is assigned a first end section 40 of the piston rod 38.
  • a second end portion 41 of the piston rod 38 faces away from the gas outlet portion 4.
  • the fluid line 39 is fluidly connected to the gas outlet section 4 in the region of the first end section 40.
  • the fluid line 39 may alternatively be formed as a in the housing 2, in particular in a wall of the housing 2, extending fluid channel.
  • the gas inlet valve 1 preferably has an in FIG. 2 illustrated piston device 42 with a first piston portion 43 and with a second piston portion 44 different from the first piston portion 43.
  • the first piston portion 43 is preferably formed substantially plate-shaped and is in particular with the first cylinder portion 22 in operative connection.
  • the first piston portion 43 may preferably slide along the z-direction along the first cylinder portion 22.
  • the maximum travel of the first piston section 43 in the direction of the gas outlet section 4 is limited in particular by the shoulder 23.
  • the maximum possible travel of the first piston section 43 in the direction of the gas outlet section 4 is limited at the bottom by the valve dome 34 and / or by a shoulder provided on the piston rod 38. This shoulder may for example be designed so that it is present for limiting the path of the first piston portion 43 down to the valve dome 34.
  • the path of the first piston section 43 is limited by the fact that the piston device 42 is coupled by means of the piston rod 38 operatively connected thereto via the first end portion 40 with a valve body 57 of the valve device 6.
  • the spring device 36 presses the piston device 42 in the direction of the housing cover 24.
  • the valve body 57 is spring-biased against a valve seat 56. Due to the mechanical coupling of the valve body 57 with the piston device 42 can by an appropriate vote the length of the piston rod 42 can be achieved that the first piston portion 43 always has at least a minimum distance from the housing cover 24. Preferably, the first piston portion 43 never touches the housing cover 24.
  • the first piston section 43 can be provided with a first labyrinth seal, in particular a see-through labyrinth seal, provided peripherally on a lateral surface 45 thereof.
  • a first labyrinth seal in particular a see-through labyrinth seal
  • To the housing cover 24 toward the first piston portion 43 may be additionally or optionally sealed by means of a circumferential second labyrinth seal.
  • the second labyrinth seal may be formed as a so-called full labyrinth seal, preferably in one of the housing cover 24 facing end surface 46 of the first piston portion 43 and in the housing cover 24 interlocking labyrinth chambers are incorporated.
  • the first piston portion 43 may alternatively or additionally be sealed against the first cylinder portion 22 with an O-ring, piston ring, grooved ring or the like.
  • the first piston section 43 has a cylindrical connection section 47, which extends in the direction of the valve dome 34 and has a central bore 48.
  • the bore 48 may alternatively be arranged eccentrically.
  • the bore 48 may preferably be provided with an internal thread, which is in particular formed complementary to an external thread of the second end portion 41 of the piston rod 38.
  • the piston rod 38 is fixedly connected to the piston device 43 by means of this threaded connection.
  • the piston rod 38 may be integrally formed with the piston device 42.
  • Essential in the connection of Piston rod 38 and the piston device 42 is that the fluid line 39 is fluidly operatively connected to the bore 48.
  • the bore 48 may be an integral part of the fluid line 39.
  • the spring 36 which is preferably designed as a compression spring 36, is arranged.
  • the spring 36 pushes the piston device 42, for example, with a predetermined spring force in the direction of the housing cover 24.
  • the spring device 36 biases the valve body 57 of the sealing device 6 via the mechanical coupling of the piston device 42 and the valve body 57 by means of the piston rod 38 against its valve seat 56.
  • the first piston portion 43 preferably does not touch the housing cover 24.
  • the first piston portion 43 preferably has a diameter D K1 , which is particularly matched to the diameter D Z1 , that the first piston portion 43 preferably with low friction, low gas loss and minimal play in the first cylinder portion 22 can slide.
  • the first piston section 43 preferably forms, with the first cylinder section 22, a first cylinder chamber 49 (FIG. FIG. 3 ) of the first cylinder section 22.
  • the second piston portion 44 is preferably designed as a coaxial with the first piston portion 43 formed cylinder.
  • the second piston section 44 is a so-called working piston of the gas inlet valve 1.
  • the second piston section 44 is arranged in particular on the end face 46 of the first piston section 43 facing away from the connection section 47.
  • the piston sections 43, 44 are integrally formed.
  • the second Piston section 44 is preferably slidably guided in the second cylinder section 27 in the z-direction.
  • the first piston portion 43 and the second piston portion 44 in the z-direction only mutually displaced back and forth.
  • the second piston section 44 preferably has a diameter D K2 adapted to the diameter D Z2 of the second cylinder section 27.
  • the second piston portion 44 is circumferentially preferably sealed by means of a at least partially received in a circumferential annular groove 50 sealing ring 51.
  • a grooved ring, a piston ring or the like can be used instead of the sealing ring 51.
  • the second piston portion 44 may alternatively be sealed according to the first piston portion 43 with any technical measures relative to the second cylinder portion 27.
  • the second piston section 44 and the second cylinder section 27 form a second cylinder chamber 52 (FIG. FIG. 3 ) of the second cylinder section 27.
  • the second cylinder chamber 52 is connected by means of a working pressure supply line 28 connected to the working pressure supply line or control line 53 (FIG. FIG. 3 ) can be acted upon by a working pressure.
  • the working pressure supply line 53 is preferably fluidly operatively connected to a pressurized, the compressor block 5 downstream pressure chamber 54.
  • the pressure space 54 is preferably designed as an oil separator container.
  • the pressure chamber 54 may be formed in a water-injected compressor as Wasserabscheide apparentlyer or in a dry-running compressor, for example, as a section of a pipeline downstream of the first compressor stage.
  • the interior 33 may optionally be fluidly operatively connected to the oil separation tank. Preferably, a prevailing in the oil separation tank gas pressure is blown off according to need in the interior 33.
  • the diameter D K1 of the first piston section 43 is preferably greater than the diameter D K2 of the second piston section 44.
  • a pressurizable active surface of the first piston section 43 is larger than a pressurizable effective surface of the second piston section 44.
  • the effective surface of the first piston section 43 is at least one 2 times the effective area of the second piston portion 44. In particular, the effective area of the first piston portion 43 is approximately 6 times the effective area of the second piston portion 44.
  • the bore 48 of the piston device 42 preferably completely penetrates the first piston section 43 and extends at least in sections into the second piston section 44.
  • the second piston portion 44 penetrating transverse bores 55 Preferably perpendicular to the central axis 10 and in the z-direction over the end face 46 are the second piston portion 44 penetrating transverse bores 55, in particular two at an angle of approximately 90 ° intersecting transverse bores 55 are provided, which the bore 48 with the first cylinder chamber 49 fluidly more connected.
  • only a transverse bore 55 or any number, such as three or four transverse bores 55 may be provided.
  • the first cylinder chamber 49 is always fluidly connected to the gas outlet section 4 via the transverse bores 55, the bore 48 and the fluid line 39, ie in the first Cylinder chamber 49 always prevails approximately the same gas pressure as in the gas outlet section. 4
  • the valve device 6 is arranged between the gas inlet section 3 and the gas outlet section 4.
  • the valve device 6 has a valve seat 56 with a preferably conical, in particular in the direction of the gas inlet section 3 inclined sealing surface.
  • the valve seat 56 is preferably formed integrally with the housing 2.
  • a sealing surface of a valve body 57 preferably lies in line with the valve seat 56. This line is the sealing edge of the valve device 6 and, in the closed operating state, fluidically separates the gas inlet section 3 from the underlying gas outlet section 4.
  • the valve body 57 preferably abuts against the valve seat 56 from the side of the outlet section 4.
  • the sealing device 6 preferably has a sealing diameter D D , which corresponds in particular to the sealing edge.
  • the diameter D K1 of the first piston section 43 is preferably greater than the sealing diameter D D.
  • a pressurizable active surface of the first piston portion 43 is larger than a pressurizable active surface of the valve body 57.
  • the active surface of the first piston portion 43 is 0.7 to 1.5 times the effective area of the valve body 57.
  • the active surface of the first piston portion a 1.05 times the effective area of the valve body 57 amount.
  • the valve body 57 is plate-shaped or disc-shaped.
  • the valve body 57 may alternatively have a bell shape which merges into a conical shape at a lower end facing the gas outlet section 4.
  • a cone angle of the conical shape preferably corresponds to an angle of inclination of the conical sealing surface of the valve seat 56.
  • the valve body 57 preferably has a central bore 58, in which an elongated hollow cylindrical bush, in particular a bearing bush, can be pressed.
  • the valve body 57 is preferably slidably mounted on the first end portion 40 of the piston rod 38 by means of a clearance fit.
  • the possible mobility of the valve body 57 in the direction of the housing cover 24 is limited by the valve seat 56 upwards. Sliding the valve body 57 downwards on the piston rod 38 in the direction of the outlet section 4 prevents a delimiting element 59 provided on the first end section 40.
  • the delimiting element 59 can be designed, for example, as a peripheral shoulder on the first end section 40 or as a threaded nut screwed to the first end section 40 be.
  • a spring 60 is arranged between the limiting element 59 and the valve body 57.
  • the spring 60 is preferably designed as a compression spring 60.
  • the piston rod 38, the valve body 57 of the valve device 6 is mechanically coupled to the piston device 42.
  • the piston means 42, the piston rod 38, the spring means 36 and the valve means 6 are in a vertical direction, i. arranged in the z-direction of the gas inlet valve 1.
  • the spring 36 is preferably designed such that at least the weight of the piston rod 38, the piston device 42, the valve body 57, the spring 60, etc. and acting in the direction of the housing cover 24 spring force F F of the spring 60 is compensated.
  • the spring 36 may be designed so that it only carries the weight of the piston device 42 and the piston rod 38. That is, in the standstill of the compressor, the gas inlet valve 1 is depressurized, the valve means 6 and the lock-up device 16 are closed. Preferably prevails in the cylinder chambers 49, 52 ambient pressure.
  • the spring 60 is preferably compressed in this operating state such that the valve body 57 rests on the limiting element 59. The force required to compress the spring 60 provides the spring 36.
  • FIGS. 1 . 3 and 4 illustrate the intake valve 1 in each case different operating conditions.
  • FIG. 1 illustrates the intake valve 1 in an idling operating state.
  • the valve device 6 is in its closed operating state.
  • the valve body 57 is preferably gas-tight against the valve seat 56.
  • the second cylinder chamber 52 is vented, ie there is no gas pressure or only ambient pressure in it.
  • a valve 61 provided in the working pressure supply line 53 (FIG. FIG. 3 ), in particular a solenoid valve which is adapted to fluidly connect the oil separation vessel to the second cylinder chamber 52 via the working pressure supply line 53 preferably closed.
  • the valve 61 may alternatively be formed as a pneumatic valve, as any electrically operated valve or the like.
  • the working pressure supply line 53 is vented via the valve 61.
  • the gas pressure of the gas outlet section 4 prevails due to the fluidically active connection thereof with the first cylinder chamber 49 substantially also in the first cylinder chamber 49.
  • the fluidic connection between the gas outlet section 4 and the first cylinder chamber 49 is through the fluid line 39, the bore 48 and the transverse bores 55 realized. This results in a differential pressure between the first cylinder chamber 49 and the inner space 33 of the housing 2, which results in a force F O acting upwards in the direction of the housing cover 24.
  • the force F O preferably has the same direction of action as the spring force F F.
  • the diameter D K1 of the first piston portion 43 and the sealing diameter D D or the active surfaces of the first piston portion 43 and the valve body 57 are preferably coordinated such that a force F R resulting from the forces F U , F O and F F in the Idle operating state of the gas inlet valve 1, the first piston portion 43 in the direction of the housing cover 24 suppressed.
  • a minimal distance between the first piston section 43 and the housing cover 24 also remain when the first piston section 43 has moved maximally in the direction of the housing cover 24.
  • the resulting force F R is preferably at least so great that the valve device 6 remains closed when idling. A gas flow from the gas inlet section 3 via the valve device 6 to the gas outlet section 4 is prevented.
  • the size of the effective surface of the first piston portion 43 is variable within a certain range, in particular by the diameter D K1 of the first piston portion 43.
  • a reduction in the effective area of the first piston portion 43 can be compensated by increasing the bias of the spring 36.
  • the active surface of the first piston portion 43 and the active surface of the valve body 57 are dimensioned and / or matched so that the forces acting on the first piston portion 43 and force F O F F of the spring means 36 so counter to the force acting on the valve body 57 force F U act that the valve device 6 remains in its closed operating state with vented second cylinder chamber 52.
  • the valve device 6 can therefore be opened only by applying a control pressure to the second cylinder chamber 52.
  • the control pressure for driving the gas inlet valve 1, ie for opening the valve device 6 comes from a pressure side of the compressor, ie from the pressure chamber 54.
  • valve piston 19 of the bridging device 16 is pressed against the spring biasing of the spring 20 in the direction of the closure screw 15. This is by means of Stepped bore 13 and the bore 18 creates a fluidic connection between the gas inlet section 3 and the gas outlet section 4, whereby gas can flow from the gas inlet section 3 around the closed valve device 6 to the gas outlet section 4. It may preferably only flow a defined amount of gas into the compressor block 5.
  • the spring 20 is preferably formed or biased such that the valve piston 19 is moved against the spring force of the spring 20 at a predetermined idling differential pressure.
  • the gas flowing into the compressor block 5 is compressed and continuously supplied to the oil separation tank of the compressor, which is thereby pressurized with a gas pressure.
  • the oil separation vessel is optionally vented by means of a vent valve in the environment 14 or more preferably in the interior 33 in order to prevent an unwanted increase in the gas pressure in the oil separation vessel.
  • a silencer may be provided, which dampens the resulting noise when venting the gas pressure of the oil separation tank into the interior 33.
  • the spring 60 is biased in the idle operating state preferably by the spring force F F and the force F O , in particular such that the valve body 57 rests on the limiting element 59.
  • FIG. 3 An operating state of the gas inlet valve 1 under load or full load is in FIG. 3 illustrated.
  • the second cylinder chamber 52 via the Working pressure supply line 53 is acted upon by the pressure prevailing in the oil separation tank gas pressure or working pressure.
  • the valve device 6 begins to open, that is, the valve body 57 is lifted from the valve seat 56.
  • the same gas pressure prevails.
  • valve device 6 By opening the valve device 6 more gas flows into the compressor block 5 whereby the gas pressure in the oil separation vessel and thus the working pressure in the second cylinder chamber 52 is increased. As a result, in turn, the piston device 42 is moved further in the direction of the valve dome 34 until the valve device 6 is in its in FIG. 3 illustrated fully opened operating state. In the fully opened operating state of the valve device 6, the gas flows freely from the gas inlet section 3 to the gas outlet section 4.
  • the spring 60 is preferably designed such that it is biased by the gas flowing through the valve device 6 such that the valve body 57 continues to be rests on the limiting element 59.
  • the valve 61 is designed as a proportional valve which regulates the applied in the second cylinder chamber 52 working pressure for the movement of the piston device 42 variable.
  • an opening gap formed by the valve body 57 when lifted from the valve seat 56 to the valve seat 56 can be arbitrarily changed.
  • the amount of the gas flowing into the compressor block 5 or the delivery quantity of the compressor to be regulated.
  • a partial load operation of the gas inlet valve 1 is made possible.
  • FIG. 4 illustrates the gas inlet valve 1 in a non-return position. If the compressor is shut down, for example, by an emergency shutdown or idle switch, it takes a certain amount of time until the entire system is vented. That is, the working pressure in the second cylinder chamber 52 still exists although no more gas flows into the compressor. Furthermore, when the compression process is interrupted, a pressure builds up below the valve body 57 in the gas outlet section 4 with a time delay. The flow travels from the suction filter of the compressor through the gas inlet valve 1 to the compressor block 5 out. Before the gas flowing back reaches the valve body 57, the spring 60, which is no longer acted upon by the gas inlet section 3 with a gas pressure, has meanwhile lifted it almost to the valve seat 59.
  • the spring 60 is preferably in a relaxed state.
  • the spring 60 may be slightly biased in this operating state by the weight of the valve body 57.
  • kickback function ie, when the backflow gas reaches the valve body 57, the path of the valve body 57 in the z-direction to the valve seat 59 is relatively low.
  • the impact forces upon impact of the valve body 57 on the valve seat 56 prove to be correspondingly low. As a result, excessive wear of the valve body 57 is inhibited, whereby the life of the gas inlet valve 1 is increased.
  • the non-return function prevents gas from entering the gas inlet section 3 through the valve device 6. It also prevents larger amounts of pressure-bearing Gas from the oil separation tank in the compressor block 5 can flow and the compressor screws rotated counter to their intended direction of rotation. This could undesirably promote an oil-gas mixture into the gas inlet section 3.
  • the valve piston 19 for the idle control is pressed due to the same pressure conditions and the spring force of the spring 20 against the valve seat 17 and thus reliably prevents escape of pressure-bearing gas through the bypass device sixteenth
  • the bridging device 16 is realized by means of transverse bores provided in the piston rod 38.
  • the bridging means 16 transverse bores for example, two transverse bores, introduced in the piston rod 38, which intersect in particular at an angle of 90 ° and the piston rod 38 perpendicular to the center axis 10 completely penetrate.
  • the transverse bores in particular intersect the fluid line 39 of the piston rod 38.
  • the transverse bores are in particular introduced into the piston rod in such a way that they are in the closed operating state of the valve device 6, ie in the in FIG. 1 illustrated idle state of the gas inlet valve 1 immediately above the valve body 57 into the gas inlet section 3 open.
  • the transverse bores and the fluid line 39 is so in the idle operating state of the gas inlet valve 1 according to FIG. 1 the gas inlet section 3 is fluidly connected to the gas outlet section 4.
  • Valve body 57 If the compression process is stopped unexpectedly, it comes to the already described kickback function of Valve body 57.
  • the pressure in the system must not abruptly relax via the gas inlet valve 1.
  • the increasing pressure below the valve body 57 ensures that it is pressed against the valve seat 56 and that no gas and / or fluid can reach the gas inlet section 3 via the valve device 6. Since the piston rod 38 due to the voltage applied in the second cylinder chamber 52 working pressure still in their in FIG. 4 illustrated position remains, the transverse bores in the piston rod 38 are covered by the valve body 57. Thus, even in this development of the gas inlet valve 1 no venting of the pressure-bearing gas against the compression sense is possible.
  • This embodiment of the bridging device 16 is particularly inexpensive to manufacture and saves additional components.
  • the bridging device 16 is realized in such a way that a gap width of a gap between the lateral surface 45 of the first piston section 43 and the first cylinder section 22 is dimensioned such that through the gap in the idling operating state a defined Idle gas quantity can be sucked out of the gas inlet section 3 around the closed valve device 6 into the gas outlet section 4.
  • the gas pressure in the first cylinder chamber 49 and in the gas inlet section 3 is substantially the same, so that in this operating state no additional air is sucked in via the gap between the lateral surface 45 and the first cylinder section 22.
  • the spring 60 of the valve device 6 not disposed between the restricting member 59 and the valve body 57 but in a provided in the housing 2 or in the compressor block 5 annular groove.
  • FIG. 5 illustrates a preferred embodiment of a compressor 64, in particular a rotary compressor, with such a gas inlet valve 1.
  • the compressor 64 has a drive motor 65, which is operatively connected by means of a coupling device 66 with compressor screws 67 of the compressor block 5.
  • the coupling device 66 is designed as a transmission or as a force transducer.
  • the compressor block 5 has two compressor screws 67, which are rotatably mounted in the compressor block 5 by means of bearings 68, 69.
  • the compressor block 5 preferably has a housing 70 accommodating the compressor screws 67 with two housing covers 71, 72 arranged on the end side.
  • An oil injection device 73 fluidly connects the oil separation vessel to the compressor block 5.
  • the compressor screws 67 are lubricated.
  • the compressor block 5 is fluidly operatively connected to the oil separation vessel.
  • the oil separation vessel is preferably supplied with a mixture of compressed gas and oil from the compressor block 5.
  • the oil separation tank is further fluidly operatively connected to the second cylinder chamber 52 of the gas inlet valve 1 by means of the working pressure supply line 53. Via the valve 61, the second cylinder chamber 52 can be engaged in a switchable manner with the gas pressure prevailing in the oil separation container, in particular working pressure.
  • a connection flange 75 can the oil separation tank 54 are connected to a compressed air network.
  • the operation of the compressor 64 will be explained below. At a standstill of the compressor 64, there is no pressure in the compressor system.
  • the valve 61 which is preferably designed as a solenoid valve, is normally open.
  • the second cylinder chamber 52 is vented and connected via the working pressure supply line 53 to the environment 1.
  • the gas inlet valve 1 is closed due to the spring force F F of the spring device 36.
  • a start command is initially carried out by a control of the compressor 64.
  • the valve 61 remains initially de-energized.
  • the drive motor 65 preferably starts in star connection.
  • the drive motor 65 drives the compressor screws 67 via the coupling device 66. Since the valve body 57 is pressed against its valve seat 56 due to the spring force F F of the spring device 36, a negative pressure is generated in the gas outlet section 4 of the gas inlet valve 1. This negative pressure acts due to the fluidically active connection of the first cylinder chamber 49 with the gas outlet section 4, which is realized by means provided in the piston rod 38 fluid line 39, also in the first cylinder chamber 49.
  • the valve body 57 By the balance of forces between the effective surface of the first piston portion 43, at the Force F O acts, the active surface of the valve body 57, on which the force F U acts, and the spring means 36, which generates the force F F , the valve body 57 remains in contact with the valve seat 56 and the valve means 6 thus remains closed.
  • the lock-up device 16 is opened at a predetermined gas pressure. A small amount of gas can thus pass via the bridging device 16 past the closed valve device 6 from the gas inlet section 3 into the gas outlet section 4.
  • the gas flowing over the bypass device 16 is compressed and fed to the oil separation vessel in a mixture with oil. In the oil separator container, this results in a slight overpressure of approximately 1 bar.
  • the oil circuit is driven by the oil injector 73 for lubricating the compressor screws 67.
  • the drive motor 65 is switched from star to delta connection. The predetermined time depends on the compressor type.
  • the controller issues a load command, the valve 61 is energized, and releases the working pressure supply line 53 from the oil separating tank to the second cylinder chamber 52.
  • the gas pressure of the oil separation tank is now in the second cylinder chamber 52 and acts against the spring force F F of the spring device 36.
  • the valve device 6 is opened.
  • the gas inlet valve 1 is completely open, the compressor 64 is running at full load.
  • the spring force is sufficient F F of the spring means 36 so that the valve means 6 closes.
  • the compressor 64 is controlled via a proportional controller in the range of about 10 to 100% of its delivery quantity.
  • the proportional controller is preferably designed as a so-called "negative regulator". This means that as the inlet pressure on the proportional regulator increases, its outlet pressure decreases and vice versa. By changing, in particular increasing, inlet pressure, the gas inlet valve 1 can be opened continuously. Depending on the compressed air requirement, a constant system outlet pressure thus arises at the connection flange 75 of the compressor 64.
  • the presently described gas inlet valve 1 has a number of advantages. Because the piston device 42 has the first piston section 43 and the second piston section 44, which differs from the first piston section 43, wherein the effective area of the second piston section 44 is significantly smaller than the effective area of the first piston section 43, the second piston section 44 results, for example, in FIG Advantages of smaller frictional forces, smaller stick-slip effects and a reduced seal diameter. Also, the second cylinder chamber 52 of the presently described gas inlet valve 1 is significantly smaller compared to the prior art. Since this second cylinder chamber 52 must be relieved / vented during switching operations, a smaller volume is advantageous. By means of a small volume of the second cylinder chamber 52, a duration of the venting process can be kept short or with the same venting duration smaller pipe cross-sections can be selected.
  • the control pressure of the oil separation tank assists the closing movement of the valve body, in particular when starting the compressor and when switching from full load to idling.
  • the prior art gas inlet valve is in the open position due to the gravity of the valve body.
  • Even at full load of the compressor is no control pressure on the gas inlet valve, ie the gas inlet valve is open. It can only be closed by applying the control pressure.
  • a leak or a defect on one of the control lines or even a defect in one of the valves can cause the gas inlet valve according to the prior art does not close, and the compressor can consequently no longer switch to idle.
  • One possible consequence is an increase in pressure beyond the nominal compressor pressure.
  • the presently described gas inlet valve 1 is depressurized due to the spring force F F of the spring device 36.
  • the gas pressure of the ⁇ labscheide mattersers 54 supports the opening of the valve means 6, so the operation of the gas inlet valve 1 when switching the compressor 64 from the idle operating condition to the full load operating condition.
  • control of the presently described gas inlet valve 1 is relatively simple compared to the prior art.
  • the gas inlet valve 1 allows a control via the preferably designed as a 3/2-way valve valve 61.
  • the following components are not required for the control of the presently described gas inlet valve 1: Relief valve, nozzle and / or check valve.

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Abstract

Ein Gaseinlassventil (1) für einen Kompressor (64), mit: einem Gehäuse (2); einer zwischen einem Gaseinlassabschnitt (3) und einem Gasauslassabschnitt (4) angeordneten Ventileinrichtung (6), wobei ein Ventilkörper (57) in einem geschlossenen Betriebszustand der Ventileinrichtung (6) an einem Ventilsitz (56) dichtend anliegt, und wobei der Ventilkörper (57) in einem geöffneten Betriebszustand der Ventileinrichtung (6) von dem Ventilsitz (56) abgehoben ist; einer Kolbeneinrichtung (42), welche einen ersten Kolbenabschnitt (43) und einen sich von dem ersten Kolbenabschnitt (43) unterscheidenden zweiten Kolbenabschnitt (44) aufweist, wobei der erste Kolbenabschnitt (43) in einem ersten Zylinderabschnitt (22) des Gehäuses (2) und der zweite Kolbenabschnitt (44) in einem sich von dem ersten zylinderabschnitt (22) unterscheidenden zweiten Zylinderabschnitt (27) des Gehäuses (2) verschieblich geführt ist; und einer in dem Gehäuse (2) verschieblich gelagerten Kolbenstange (38) welche den Ventilkörper (57) der Ventileinrichtung (6) mit der Kolbeneinrichtung (38) mechanisch koppelt, wobei eine Fluidleitung (39) eine erste Zylinderkammer (49) des ersten Zylinderabschnittes (22) mit dem Gasauslassabschnitt (4) fluidisch wirkverbindet, wobei zum Abheben des Ventilkörpers (57) von dem Ventilsitz (56) eine zweite Zylinderkammer (52) des zweiten zylinderabschnittes (27) mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist. Ein Rotationsverdichter, mit einem derartigen Gaseinlassventil (1) sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Kompressors (64), insbesondere eines Rotationsverdichters, mit einem derartigen Gaseinlassventil (1).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gaseinlassventil für einen Kompressor, insbesondere für einen Rotationsverdichter, auf einen Kompressor, insbesondere einen Rotationsverdichter, mit einem derartigen Gaseinlassventil sowie auf ein Verfahren zum Betreiben eines Kompressors, insbesondere eines Rotationsverdichters, mit einem derartigen Gaseinlassventil.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung auf beliebige Kompressoren anwendbar ist, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf einen Rotationsverdichter näher erläutert.
  • Ein Kompressor wird zumeist direkt gekuppelt oder über ein Getriebe durch einen Kraftwandler angetrieben und verdichtet ein Medium, insbesondere ein Gas, bevorzugt Luft, sobald der Kompressor in Bewegung gesetzt wird. Für die Einrichtung eines Druckluftnetzes beinhaltet diese Funktion jedoch einige Nachteile. In einem modernen Industriebetrieb wird Druckluft für unterschiedlichste Anwendungen genutzt. Je nach Anzahl der am Druckluftnetz angeschlossenen Verbraucher steigt oder sinkt der Druckluftbedarf. Um das geforderte Druckniveau zu halten, wäre der Kompressor deswegen im ständigen Wechsel zwischen Volllast und Stillstand. Eine solche Regelung würde zulasten der Lebensdauer aller angetrieben und antreibenden Bauteile gehen. Hinzu kommt die erhöhte Leistungsaufnahme in der Startphase, welche sich nicht minder auf die Betriebskosten auswirkt. Um dem entgegen zu wirken, kommen in Kompressoren unterschiedlichste Regelungsarten zum Einsatz. Ihre Aufgabe ist die Minimierung des Energieverbrauches und des Verschleißes sowie die Maximierung der Verfügbarkeit. Eine Regeleinheit in einem sogenannten Schraubenkompressor kann ein sogenanntes Gaseinlassventil sein. Dieses ist dem Verdichterblock des Kompressors vorgeschaltet. Das Gaseinlassventil soll eine Rückschlagfunktion, bei der ein Rückströmen von Gas und/oder Fluid aus dem Kompressor in die Umgebung des Kompressors verhindert wird, eine Leerlaufregelung sowie eine Volllastregelung und/oder Proportionalregelung ermöglichen.
  • Im Falle der Leerlaufregelung des Kompressors darf das Gaseinlassventil lediglich eine bestimmte Menge Luft bzw. Prozessgas in den Verdichter lassen. Diese Maßnahme ist wie folgt zu erklären: Der Anlauf des Verdichters ist aufgrund der Massenträgheit der bewegten Bauteile mit einem erhöhten Energiebedarf gemessen am Volllastbetrieb zu erklären. Um diese Lastspitzen zu minimieren, hilft es, die Arbeit, die beim Verdichten des Mediums verrichtet wird, zu minimieren indem man den Zuluftstrom auf eine minimale Menge reduziert. Hierzu weist das Gaseinlassventil einen federvorgespannten Ventilkörper auf. Dieser wird zum Umschalten von dem Leerlaufbetrieb in den Volllastbetrieb mittels eines druckbeaufschlagten Kolbens entgegen der Federkraft einer den Ventilkörper gegen seinen Ventilsitz pressenden Feder von dem Ventilsitz abgehoben. Ein derartiges Gaseinlassventil mit einem federvorgespannten Ventilkörper ist beispielsweise in der DE 602 10 088 T2 oder in der US 6,431,210 B1 beschrieben. Als nachteilig an dieser Bauart des Gaseinlassventils hat sich allerdings herausgestellt, dass die Ventilfeder, welche den Ventilkörper im Leerlauf-Betriebszustand des Kompressors gegen den Ventilsitz presst, sehr kräftig dimensioniert sein muss und somit eine besondere Sorgfalt bei der Demontage und Montage erfordert. Aufgrund der hohen Federvorspannung bergen Arbeiten an der Ventilfeder eine enorme Verletzungsgefahr.
  • Um dies zu vermeiden, schlägt beispielsweise die DE 603 07 662 T2 ein Gaseinlassventil vor, bei dem eine derartige, groß dimensionierte Ventilfeder verzichtbar ist. Hierzu wird ein zweiseitig mit Druck beaufschlagbarer Doppelkolben auf der vom Gasauslass des Gaseinlassventils abgewandten Seite mit dem am Gasauslass des Gaseinlassventils anliegenden Unterdruck und auf der Gegenseite mit einem Steuerdruck beaufschlagt, um den Ventilkörper gegen seinen Ventilsitz zu drücken. Hierfür ist allerdings ein komplexes und fein abgestimmtes und damit fehleranfälliges Pneumatiksystem erforderlich, um eine zuverlässige Funktion des Gaseinlassventils zu gewährleisten.
  • Die DE 689 04 263 T2 beschreibt eine Vakuumpumpe in Schraubenbauart, die ein Pumpengehäuse mit Saug- und Drucköffnung auf dessen gegenüberliegenden Seiten enthält; ineinandergreifende Außen- und Innenrotoren, die Mittel zum Pumpen eines Gases von der Saugöffnung enthalten, wenn die Rotoren gedreht werden; Kraftübertragungsmittel zum Drehen der Rotoren, das einen einen Ölbehälter aufweisenden Getriebekasten enthält; Ölkreislaufmittel, die eine Ölpumpe und einem Ölkühler enthalten, um Schmieröl zum Pumpengehäuse zum Schmieren der Rotoren zirkulieren zu lassen; und ein Absperrventil, das strömungstechnisch mit der Saugöffnung verbunden ist und ein Ventilgehäuse umfasst, das einen Gasdurchflußraum definiert und einen Zylinderraum, wobei der Gasdurchflußraum strömungstechnisch von dem Zylinderraum isoliert ist und einen Ventilsitz aufweist, und einen Ventilkörper, der normalerweise in Schließstellung gedrückt ist, um den Ventilsitz zu schließen und die Saugöffnung abzudichten, der Ventilkörper einen Kolben einschließt, der in den Zylinderraum eingepasst ist, um den Zylinderraum in eine Ölkammer und in eine Luftkammer mit Atmosphärendruck zu trennen, wobei ein Drei-Wege-Umschaltventil vorgesehen ist, das die Ölkammer über einen Entlastungsweg wahlweise mit dem Ölbehälter, wenn die Vakuumpumpe stillgesetzt wird und mit den Ölkreislaufmitteln in einer der Ölpumpe nachgeschalteten Position, wenn die Vakuumpumpe in Betrieb ist, verbindet.
  • Die DE 603 07 662 T2 beschreibt einen Kompressor, der ein Kompressorelement enthält, das mit einer Rotorkammer versehen ist, an die eine Einlassrohrleitung und eine Auslassrohrleitung angeschlossen ist, einen Behälter in der Auslassrohrleitung und ein Druckregelsystem, das ein in der Einlassrohrleitung aufgestelltes Einlassventil umfasst, einen Kolben, der mit der Einlassrohrleitung verbunden ist und der in einem Zylinder bewegt werden kann, eine Überbrückung, die besagtes Einlassventil überbrückt und worin, zwischen der Einlassrohrleitung und der Rotorkammer, aufeinanderfolgend ein Gasstrombegrenzer und ein Rückschlagventil aufgestellt sind, das nur Gas in die Rotorkammer zulässt, und eine Gasrohrleitung, die den Behälter mit dem zwischen dem Gasstrombegrenzer und dem Rückschlagventil befindlichen Teil der Überbrückung verbindet, und ein in besagter Gasrohrleitung aufgestelltes Entlastungsventil.
  • Die DE 602 10 088 T2 beschreibt einen volumetrischen Verdichter, der ein Verdichterelement mit einem Kompressionsraum umfasst, an den eine Einlassleitung, die mittels eines Einlassventils abgeschlossen werden kann, und eine Druckleitung, worin ein Druckgefäß installiert ist, angeschlossen sind, wobei das Einlassventil ein Ventilelement umfasst, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, wobei besagtes Element mit einem Kolben verbunden ist, der in einem Hohlraum in einem zylinderbildenden Gehäuse verschoben werden kann, und ein federndes Element, das dieses Ventilelement zu dem Ventilsitz hin drückt, während eine Steuerleitung das Innere des Druckgefäßes mit einer zwischen der wirksamen Seite des Kolbens und dem Gehäuse gebildeten zylinderkammer in Verbindung setzt.
  • Die US 6 431 210 B1 beschreibt ein Einlassventil für einen Gaskompressor, wobei das Einlassventil einen in einer Gehäusekammer bewegbaren Kolben aufweist, der zu einem Gehäuseeinlass hin und von diesem wegbewegt werden kann. Eine Ventilscheibe kann mit dem Kolben bewegt werden, wobei die Ventilscheibe eine Öffnung zum Steuern eines Luftstroms von dem Gehäuseeinlass in die Gehäusekammer aufweist. Ferner weist das Einlassventil ein flexibles Bauteil auf, welches zum Schließen der Öffnung mit der Ventilscheibe zusammenwirkt.
  • Die GB 385 801 A beschreibt eine Anordnung zum automatischen Hochfahren eines Kompressors, insbesondere zum Hochfahren ohne Last. Beim Hochfahren des Kompressors belässt ein Startventil die Saugleitung in einem geschlossenen Zustand. Das Startventil wird federbeaufschlagt in seinem geschlossenen Betriebszustand gehalten. Das Ventil öffnet sich wenn der Kompressor in Betrieb ist da der entstehende Unterdruck direkt auf das Ventil wirkt.
  • Es liegt nun der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Nachteile zu beseitigen und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Gaseinlassventil zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gaseinlassventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Kompressor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.
  • Demgemäß ist ein Gaseinlassventil für einen Kompressor, insbesondere für einen Rotationsverdichter, vorgesehen, mit: einem Gehäuse, welches zum Ansaugen eines Gases einen Gaseinlassabschnitt und zum Leiten des angesaugten Gases zu einem Kompressorblock des Kompressors einen mit dem Gaseinlassab-schnitt bedarfsgemäß fluidisch wirkverbindbaren Gasauslassabschnitt aufweist; einer zwischen dem Gaseinlassabschnitt und dem Gasauslassabschnitt angeordneten Ventileinrichtung mit einem Ventilkörper und mit einem Ventilsitz, wobei der Ventilkörper in einem geschlossenen Betriebszustand der Ventileinrichtung an dem Ventilsitz dichtend anliegt, und wobei der Ventilkörper in einem geöffneten Betriebszustand der Ventileinrichtung von dem Ventilsitz abgehoben ist; einer Kolbeneinrichtung, welche einen ersten Kolbenabschnitt und einen sich von dem ersten Kolbenabschnitt unterscheidenden zweiten Kolbenabschnitt aufweist, wobei der erste Kolbenabschnitt in einem ersten Zylinderabschnitt des Gehäuses und der zweite Kolbenabschnitt in einem sich von dem ersten Zylinderabschnitt unterscheidenden zweiten Zylinderabschnitt des Gehäuses verschieblich geführt ist; und einer in dem Gehäuse verschieblich gelagerten Kolbenstange welche den Ventilkörper der Ventileinrichtung mit der Kolbeneinrichtung mechanisch koppelt, wobei eine Fluidleitung eine erste Zylinderkammer des ersten Zylinderabschnittes mit dem Gasauslassabschnitt fluidisch wirkverbindet, wobei zum Abheben des Ventilkörpers von dem Ventilsitz eine zweite Zylinderkammer des zweiten Zylinderabschnittes mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist.
  • Ferner ist ein Kompressor, insbesondere ein Rotationsverdichter, mit einem derartigen Gaseinlassventil vorgesehen.
  • Noch ferner ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kompressors, insbesondere eines Rotationsverdichters, mit einem Gaseinlassventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen, mit folgenden Verfahrensschritten: Starten eines Antriebsmotors des Kompressors und Erzeugen eines Unterdrucks in dem Gasauslassabschnitt des Gaseinlassventils, wobei die Ventileinrichtung geschlossen ist; druckgesteuertes Öffnen der Überbrückungseinrichtung mittels des in dem Gasauslassabschnitt herrschenden Unterdrucks zum Leiten des angesaugten Gases über die Überbrückungseinrichtung von dem Gaseinlassabschnitt zu dem Gasauslassabschnitt; Verdichten des angesaugten Gases im Kompressorblock; Freischalten einer Arbeitsdruckzufuhrleitung zwischen einem Druckraum des Kompressors und einer zweiten Zylinderkammer des Gaseinlassventils; und Öffnen der Ventileinrichtung mittels der druckbeaufschlagten zweiten Zylinderkammer.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die Kolbeneinrichtung mit einem ersten Kolbenabschnitt und mit einem sich von dem ersten Kolbenabschnitt unterscheidenden zweiten Kolbenabschnitt auszugestalten. Dabei wird die erste Zylinderkammer über die Fluidleitung stets mit dem im Gasauslassabschnitt anliegenden Gasdruck beaufschlagt. Dadurch, dass der Ventilkörper über die Kolbenstange mit der Kolbeneinrichtung gekoppelt ist, wird der Ventilkörper in dem Leerlauf-Betriebszustand, indem in dem Gasauslassabschnitt ein Unterdruck herrscht, gegen seinen Ventilsitz gepresst. Eine kräftig dimensionierte Ventilfeder zur Verwirklichung des Leerlauf-Betriebszustandes ist somit verzichtbar. Ferner ist zum Öffnen der Ventileinrichtung lediglich die zweite Zylinderkammer mit einem Arbeitsdruck zu beaufschlagen. Ein komplexes und fein abgestimmtes Pneumatiksystem ist daher für eine zuverlässige Funktion des Gaseinlassventils verzichtbar.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren der Zeichnung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Gaseinlassventils weist die Kolbenstange die Fluidleitung auf, wobei die Fluidleitung insbesondere als in der Kolbenstange verlaufender Fluidkanal ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Fluidleitung als zentrisch in der Kolbenstange verlaufende Durchgangsbohrung ausgebildet. Alternativ ist die Fluidleitung als in dem Gehäuse, insbesondere in einer Wandung des Gehäuses, verlaufender Fluidkanal ausgebildet. Durch das Vorsehen der Fluidleitung in der Kolbenstange ergibt sich ein besonders kurzer Strömungsweg mit geringem Strömungswiderstand. Durch das Vorsehen der Fluidleitung in dem Gehäuse ergibt sich eine besonders kostengünstige Herstellbarkeit der Kolbenstange.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Gaseinlassventils weist dieses eine Federeinrichtung auf, welche die Kolbeneinrichtung in Richtung eines Gehäusedeckels des Gehäuses federvorspannt. Insbesondere ist die Federeinrichtung zwischen der Kolbeneinrichtung und einer Gegenfläche des Gehäuses (Ventildom) angeordnet, wobei die Federeinrichtung den Ventilkörper über die mechanische Kopplung der Kolbeneinrichtung und des Ventilkörpers mittels der Kolbenstange gegen ihren Ventilsitz federvorspannt. Hierdurch ist in einem Stillstand des Kompressors gewährleistet, dass die Ventileinrichtung vollständig geschlossen ist. Hierdurch ist es möglich, die beweglichen Komponenten des Gaseinlassventils vertikal zu positionieren, wodurch ein verringerter Verschleiß der Lagerstellen erzielt wird. Vorzugsweise ist die Federeinrichtung dazu ausgelegt, zumindest ein Eigengewicht der Kolbeneinrichtung und der Kolbenstange zu tragen. Insbesondere kann die Federeinrichtung dazu ausgelegt sein, zusätzlich ein Eigengewicht des Ventilkörpers und/oder einer Feder der Ventileinrichtung zu tragen. Im Ergebnis kann eine Federeinrichtung mit einer geringen Federsteifigkeit gewählt und mit einer geringen Federvorspannung montiert werden. Hierdurch wird die Montage der Federeinrichtung vereinfacht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Gaseinlassventils weist dieses eine Überbrückungseinrichtung auf, welche bedarfsgemäß, insbesondere in einem Leerlauf-Betriebszustand des Gaseinlassventils, unter Überbrückung der geschlossenen Ventileinrichtung den Gaseinlassabschnitt mit dem Gasauslassabschnitt fluidisch wirkverbindet, wobei die Überbrückungseinrichtung vorzugsweise dazu ausgelegt ist nach dem Wirkprinzip eines Rückschlagventils zu wirken. Über die
  • Überbrückungseinrichtung wird im Leerlauf-Betriebszustand eine erforderliche (geringe) Leerlauf-Luftmenge angesaugt. Dies ermöglicht mit einer einfachen technischen Maßnahme die Zufuhr eines reduzierten Zuluftstromes bei einem Leerlauf des Kompressors. Hierdurch wird der Aufbau des Gaseinlassventils vereinfacht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes größer als eine Wirkfläche des zweiten Kolbenabschnittes ausgebildet. Vorzugsweise ist die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes um mindestens einen Faktor 15 größer als die Wirkfläche des zweiten Kolbenabschnittes ausgebildet. Insbesondere ist die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes um einen Faktor 30 größer als die Wirkfläche des zweiten Kolbenabschnittes ausgebildet. Insbesondere entspricht die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes einem 0,7 bis 1,5-fachen, insbesondere einem 1 bis 1,1-fachen, einer Wirkfläche des Ventilkörpers. Vorzugsweise entspricht die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes einem 1,05-fachen der Wirkfläche des Ventilkörpers. Durch die Abstimmung der Wirkflächen aufeinander ist vorteilhaft die Federeinrichtung möglichst klein dimensionierbar, wodurch der Montageaufwand zur Montage des Gaseinlassventils reduziert wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Gaseinlassventils sind eine Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes und eine Wirkfläche des Ventilkörpers derart dimensioniert, dass die Ventileinrichtung bei entlüfteter zweiter Zylinderkammer unabhängig von einem Betriebszustand des Kompressors infolge von auf den ersten Kolbenabschnitt und den Ventilkörper wirkenden Kräften und infolge einer auf den Ventilkörper wirkenden Federkraft der Federeinrichtung in ihrem geschlossenen Betriebszustand verbleibt. Der Kompressor kann sich beispielsweise in einem Last-, Leerlauf- oder Stillstand-Betriebszustand befinden. Insbesondere kann die Ventileinrichtung lediglich mittels einem Anlegen eines Steuerdruckes an die zweite Zylinderkammer geöffnet werden. Hierdurch befindet sich die Ventileinrichtung in einem entlüfteten Zustand der zweiten Zylinderkammer stets in ihrem geschlossenen Betriebszustand.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Gaseinlassventils ist der Ventilkörper verschieblich auf der Kolbenstange gelagert. Im Falle einer plötzlichen Unterbrechung des Verdichtungsvorganges durch den Kompressor, beispielsweise in einem Not-Aus-Betriebszustand desselben, baut sich zeitverzögert ein Druck unterhalb des Ventilkörpers auf (Rückströmung). Dadurch, dass der Ventilkörper verschieblich auf der Kolbenstange gelagert ist, wird dieser aufgrund des herrschenden Druckes in dem Gasauslassabschnitt über seinen gesamten Hubweg in Bruchteilen einer Sekunde in Richtung des Ventilsitzes angehoben und gegen den Ventilsitz der Ventileinrichtung gepresst. Hierdurch wird eine Rückschlagfunktion verwirklicht, die zuverlässig verhindert, dass Gas und/oder Öl von dem Gasauslassabschnitt zurück in den Gaseinlassabschnitt strömen kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Gaseinlassventils weist die Ventileinrichtung eine Feder auf, welche zwischen einem Begrenzungselement der Kolbenstange und dem Ventilkörper angeordnet ist. Insbesondere ist die Feder dazu ausgelegt, ein Eigengewicht des Ventilkörpers zu tragen.Im geschilderten Fall eines Blockstillstandes, d.h. der plötzlichen Unterbrechung des Verdichtungsvorganges, reißt die Strömung vom Ansaugfilter des Kompressors durch das Gaseinlassventil zum Kompressorblock ab. Bevor das rückströmende verdichtete Gas den Ventilkörper erreicht, hat die Feder diesen inzwischen schon beinah bis zum Ventilsitz angehoben. Bei eintretender Rückschlagfunktion ist der Weg des Ventilkörpers zu dem Ventilsitz relativ klein. Die Aufschlagkräfte beim Auftreffen des Ventilkörpers auf den Ventilsitz erweisen sich dadurch dementsprechend gering. Hierdurch wird ein übermäßiger Verschleiß des Ventilkörpers unterbunden, wodurch die Lebensdauer des Gaseinlassventils erhöht wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Kolbeneinrichtung bei dem Öffnen der Ventileinrichtung gegen eine Federkraft der Federeinrichtung bewegt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden eine Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes und eine Wirkfläche des Ventilkörpers derart dimensioniert, dass die Ventileinrichtung bei entlüfteter zweiter Zylinderkammer unabhängig von einem Betriebszustand des Kompressors infolge von auf den ersten Kolbenabschnitt und den Ventilkörper wirkenden Kräften und infolge einer auf den Ventilkörper wirkenden Federkraft der Federeinrichtung in ihrem geschlossenen Betriebszustand verbleibt und dass die Ventileinrichtung lediglich mittels einem Anlegen eines Steuerdruckes an die zweite Zylinderkammer geöffnet wird. Hierdurch wird die Ventileinrichtung in einem entlüfteten Zustand der zweiten Zylinderkammer stets in ihren geschlossenen Betriebszustand verbracht.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
  • Von den Figuren zeigen:
    • Figur 1
    eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Gaseinlassventils in einem Leerlauf-Betriebszustand;
    Figur 2
    eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Kolbeneinrichtung des Gaseinlassventils gemäß Figur 1;
    Figur 3
    eine Querschnittsansicht des Gaseinlassventils gemäß Figur 1 in einem Lastlauf-Betriebszustand;
    Figur 4
    eine Querschnittsansicht des Gaseinlassventils gemäß Figur 1 in einer Rückschlagstellung; und
    Figur 5
    eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Kompressors mit einem Gaseinlassventil gemäß Figur 1.
  • In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Die Figur 1 illustriert eine bevorzugte Ausführungsform eines Gaseinlassventils 1 für einen Kompressor, insbesondere für einen Rotationsverdichter. Beispielsweise ist der Kompressor als Schraubenkompressor, Vielzellenverdichter, Scrollverdichter oder dergleichen ausgebildet, welcher vorzugsweise mittels eines Elektro- oder Verbrennungsmotors angetrieben wird. Der Kompressor kann beispielsweise fluidgeschmiert oder trocken laufend ausgebildet sein. Der Kompressor weist vorzugsweise einen Druckraum auf, welcher einem Kompressorblock des Kompressors nachgeschaltet ist. Der Druckraum kann bei einem fluidgeschmierten Kompressor als Fluidabscheidebehälter, insbesondere als Ölabscheidebehälter oder als Wasserabscheidebehälter, ausgebildet sein. Bei einem trocken laufenden Kompressor kann der Druckraum beispielsweise als ein Abschnitt einer Rohrleitung stromab der ersten Verdichterstufe ausgebildet sein. Vorliegend wird die bevorzugte Ausführungsform des Gaseinlassventils 1 mit Bezug auf einen öleingespritzten Schraubenverdichter erläutert. Das im Folgenden beschriebene Gaseinlassventil 1 ist jedoch auf derartige Kompressoren nicht beschränkt sondern bei beliebigen Bauarten von Kompressoren einsetzbar.
  • Das Gaseinlassventil 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Gaseinlassabschnitt 3 und mit einem Gasauslassabschnitt 4 auf. Der Gaseinlassabschnitt 3 ist zum Ansaugen eines Gases, beispielsweise Umgebungsluft ausgebildet. Das Gas kann unkomprimiert oder bereits vorverdichtet sein. Der Gasauslassabschnitt 4 ist zum Weiterleiten des mittels des Gaseinlassabschnitt 3 angesaugten Gases zu einem Kompressorblock 5 des Kompressors ausgebildet. Der Gaseinlassabschnitt 3 und der Gasauslassabschnitt 4 können mittels einer zwischen dem Gaseinlassabschnitt 3 und dem Gasauslassabschnitt 4 angeordneten Ventileinrichtung 6 bedarfsgemäß voneinander fluidisch getrennt oder miteinander fluidisch verbunden werden.
  • Das Gehäuse 2 weist vorzugsweise einen ersten hohlzylinderförmigen Gehäuseabschnitt 7 auf. Die Ventileinrichtung 6 ist vorzugsweise an einem ersten Endabschnitt des ersten Gehäuseabschnittes 7 angeordnet. Der erste Gehäuseabschnitt 7 weist einen Blockanschlussflansch 8 mit einer im Wesentlichen ringförmigen Anschraubfläche 9 auf. Die Anschraubfläche 9 liegt vorzugsweise flächig auf dem Kompressorblock 5 auf. Mittels Verbindungselementen ist der Blockanschlussflansch 8 mit dem Kompressorblock 5 kraft- und/oder formschlüssig wirkverbunden. Zwischen der Anschraubfläche 9 und dem Kompressorblock 5 ist vorzugsweise eine Dichteinrichtung, beispielsweise ein O-Ring angeordnet. Die Verbindungselemente sind beispielsweise als Schrauben ausgebildet. Die Anschraubfläche 9 bildet beispielsweise eine x/y-Ebene des ersten Gehäuseabschnittes 7 bzw. des Gehäuses 2, zu welcher senkrecht eine z-Achse oder Hochrichtung des Gehäuses 2 positioniert ist. Eine Mittelachse 10 des ersten Gehäuseabschnittes 7 bzw. des Gehäuses 2 verläuft bevorzugt in z-Richtung. Die Mittelachse 10 kann alternativ in einem Winkel von etwa 45° bis 90° zu der Anschraubfläche 9 angeordnet sein. Andere Einbaulagen des Verdichterblocks, bzw. der Anschraubfläche sind ebenfalls denkbar. Die Anschraubfläche 9 kann an beliebiger Position des ersten Gehäuseabschnittes 7 und/oder in einem beliebigen Winkel zur Mittelachse 10 des ersten Gehäuseabschnittes 7 angeordnet sein
  • Der erste Gehäuseabschnitt 7 weist ferner ein optionales, integral mit dem ersten Gehäuseabschnitt 7 ausgebildetes, hohlzylinderförmiges Gussauge 11 auf, welches vorzugsweise in einem unteren, d.h. dem Gasauslassabschnitt 4 zugeordneten Bereich des ersten Zylinderabschnittes 7 angeordnet ist. Das Gussauge 11 kann alternativ an einer beliebigen Position an dem Gehäuse 2 angeordnet sein. Eine Mittelachse 12 des Gussauges 11 ist vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse 10 des Gehäuses 2 angeordnet. Das Gussauge 11 ist vorzugsweise mit einer entlang der Mittelachse 12 verlaufenden zentrischen Stufenbohrung 13 versehen, welche den ersten Zylinderabschnitt 7 durchbricht und den Gaseinlassabschnitt 3 mit der Umgebung 14 des Einlassventils 1 verbindet. Zum gasdichten Abschließen der Stufenbohrung 13 zu der Umgebung 14 hin ist eine Verschlussschraube 15 einer im Folgenden noch zu erläuternden Überbrückungseinrichtung 16 vorgesehen. Die Stufenbohrung 13 weist dabei vorzugsweise in dem Gussauge 11 verlaufend einen größeren Bohrungsdurchmesser auf als in dem ersten Gehäuseabschnitt 7. Außen an dem ersten Gehäuseabschnitt 7, d.h. zu dem Gussauge 11 hin ist die Stufenbohrung 13 vorzugsweise umlaufend mit einem Ventilsitz 17 versehen. Die Stufenbohrung 13 ist mittels einer weiteren, im Wesentlichen in z-Richtung verlaufenden Öffnung, insbesondere einer Bohrung 18, mit dem Gasauslassabschnitt 4 fluidisch wirkverbunden.
  • Die Überbrückungseinrichtung 16 weist neben der Bohrung 18, der Stufenbohrung 13 und der Verschlussschraube 15 vorzugsweise einen im Wesentlichen zylindrischen Ventilkolben 19, welcher verschieblich in der Stufenbohrung 13 angeordnet ist, und eine Feder 20, insbesondere eine Druckfeder 20, auf. Der Ventilkolben 19 ist vorzugsweise mittels der zwischen demselben und der Verschlussschraube 15 angeordneten Druckfeder 20 in Richtung des ersten Gehäuseabschnittes 7 federvorgespannt. Dabei liegt in einem geschlossenen Betriebszustand der Überbrückungseinrichtung 16 ein Dichtabschnitt 21 des Ventilkolbens 19 dichtend an dem Ventilsitz 17 der Stufenbohrung 13 an und unterbindet einen Gasstrom von dem Gaseinlassabschnitt 3 zu dem Gasauslassabschnitt 4 über die Überbrückungseinrichtung 16. Die Druckfeder 20 ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise in einer zentrischen Ausnehmung des Ventilkolbens 19 angeordnet. Eine Federsteifigkeit der Druckfeder 20 ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass der Dichtabschnitt 21 bei dem Wirken eines vorbestimmten Gasdruckes gegen die Federkraft der Druckfeder 20 von dem Ventilsitz 17 der Stufenbohrung 13 abgehoben wird und so ein Gasfluss von dem Gaseinlassabschnitt 3 zu dem Gasauslassabschnitt 4 über die Überbrückungseinrichtung 16 möglich ist. Der vorbestimmte Gasdruck wird durch einen Überdruck im Gaseinlassabschnitt 3 gegenüber dem Gasauslassabschnitt 4 gebildet. Wirkt ein Gasdruck, welcher kleiner ist als der vorbestimmte Gasdruck so drückt die Druckfeder 20 den Dichtabschnitt 21 des Ventilkolbens 19 gegen den Ventilsitz 17. Beispielsweise befindet sich die Überbrückungseinrichtung 16 in dem geschlossenen Betriebszustand wenn ein Überdruck im Gasauslassabschnitt 4 gegenüber dem Gaseinlassabschnitt 3 herrscht oder im Gasauslassabschnitt 4 und im Gaseinlassabschnitt 3 ein gleicher Gasdruck herrscht.
  • An einem dem ersten Endabschnitt abgewandten zweiten Endabschnitt des ersten Gehäuseabschnittes 7 ist ein erster Zylinderabschnitt 22 vorgesehen. Der erste Zylinderabschnitt 22 ist vorzugsweise als bearbeitete Oberfläche in dem hohlzylinderförmigen ersten Gehäuseabschnitt 7 vorgesehen. Vorzugsweise weist der erste Zylinderabschnitt 22 einen Durchmesser DZ1 und eine Länge l1 auf. In einer bevorzugten Ausführungsform des Gaseinlassventils 1 begrenzt ein bevorzugt umlaufender Absatz 23 den ersten Zylinderabschnitt 22 insbesondere nach unten hin, d.h. in Richtung der Ventileinrichtung 6. Nach oben hin ist der erste Zylinderabschnitt 22 durch einen den ersten Gehäuseabschnitt 7 abschließenden Gehäusedeckel 24 des Gehäuses 2 begrenzt. Der Gehäusedeckel 24 ist vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet mit einer mittigen in etwa zylinderförmigen Auswölbung 25, deren Mittelachse vorzugsweise der Mittelachse 10 des ersten Gehäuseabschnittes 7 entspricht. Alternativ kann die Auswölbung 25 exzentrisch zu der Mittelachse 10 angeordnet sein. Der Gehäusedeckel 24 liegt vorzugsweise ringförmig auf einem Anschlussflansch 26 des ersten Gehäuseabschnittes 7 auf und ist mit diesem vorzugsweise kraft- und/oder formschlüssig mittels Verbindungselementen, insbesondere Schrauben, wirkverbunden. Zum Zentrieren des Gehäusedeckels 24 an dem Anschlussflansch 26 kann dieser vorzugsweise einen umlaufenden Zentrierbund aufweisen. Zwischen dem Gehäusedeckel 24 und dem Anschlussflansch 26 ist vorzugsweise eine Dichteinrichtung, beispielsweise ein O-Ring, vorgesehen.
  • Der Gehäusedeckel 24 weist vorzugsweise eine koaxial zu der Mittelachse 10 angeordnete, sich in die Auswölbung 25 erstreckende Zylinderbohrung auf, welche insbesondere als zweiter Zylinderabschnitt 27 des Gaseinlassventils 1 ausgebildet ist. Der zweite Zylinderabschnitt 27 kann mittels einer Buchse, insbesondere einer Gleitbuchse, ausgebildet sein. Der zweite Zylinderabschnitt 27 dringt bevorzugt von der Seite des ersten Gehäuseabschnittes 7 aus mit einer Tiefe l2 in den Gehäusedeckel 24 ein. Der zweite Zylinderabschnitt 27 des Gaseinlassventils 1 weist einen Durchmesser DZ2 auf. In Bezug auf die Zylinderbohrung mittig ist eine Arbeitsdruckzuführbohrung 28 vorgesehen, welche vorzugsweise den von der Zylinderbohrung nicht durchbrochenen Anteil der Auswölbung 25 durchbricht.
  • Ein zweiter, im Wesentlichen hohlzylindrischer Gehäuseabschnitt 29 des Gehäuses 2 ist vorzugsweise integral mit dem ersten Gehäuseabschnitt 7 ausgebildet und durchdringt diesen bevorzugt zumindest abschnittsweise. Eine Mittelachse 30 des zweiten Gehäuseabschnittes 29 ist vorzugsweise in einem Winkel α zu der Mittelachse 10 positioniert. Der Winkel α weist beispielsweise einen Wert von in etwa 90°, insbesondere von in etwa 60°, auf. Der zweite Gehäuseabschnitt 29 ist bevorzugt derart ausgebildet, dass ein erster, aus dem ersten Gehäuseabschnitt 7 herausragender Endabschnitt desselben als Flanschabschnitt 31 zum Anschließen einer Gaszufuhrleitung an das Gaseinlassventil 1 ausgebildet ist. Die Gaszufuhrleitung kann beispielsweise mittels einer Klemmschelle an dem Flanschabschnitt 31 montiert sein. Ein zweiter Endabschnitt des zweiten Gehäuseabschnittes 29 geht vorzugsweise in den ersten Endabschnitt des ersten Gehäuseabschnittes 7 über. Der zweite Gehäuseabschnitt 29 ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise derart als Ansaugumlenkung ausgebildet, dass das in dem Gehäuse 2 von dem Gaseinlassabschnitt 3 zugeführte Gas bogenförmig und somit strömungsoptimiert zu dem Gasauslassabschnitt 4 geführt wird. Ein oberer Wandabschnitt 32 des zweiten Gehäuseabschnittes 29 trennt den Gaseinlassabschnitt 3 von einem Innenraum 33 des ersten Gehäuseabschnittes 7 ab.
  • Im Wesentlichen zentral im Gehäuse 2 ist ein, insbesondere zylinderförmiger, Ventildom 34 mit einer in Bezug auf den ersten Gehäuseabschnitt 7 mittigen, in Richtung der Mittelachse 10 verlaufenden Durchgangsbohrung 35 vorgesehen. Der Ventildom 34 ist vorzugsweise integral mit dem oberen Wandabschnitt 32 ausgebildet. In die Durchgangsbohrung 35 kann eine als Gleitlager wirkende Buchse eingepresst sein. Der Ventildom 34 dient insbesondere als Anlagefläche für eine Federeinrichtung 36 bzw. Feder 36, insbesondere Druckfeder 36. Vorzugsweise im Strömungsschatten des Ventildoms 34 ist ein Durchbruch 37 vorgesehen, welcher den Innenraum 33 mit dem Gaseinlassabschnitt 3 fluidisch verbindet. Alternativ oder zusätzlich kann der Innenraum 33 mittels eines Durchbruches direkt mit der Umgebung 14 fluidisch wirkverbunden sein. Hierdurch herrscht in dem Innenraum 33 und in dem Gaseinlassabschnitt 3 stets im Wesentlichen derselbe Gasdruck. Unter im Wesentlichen derselbe Gasdruck ist zu verstehen, dass geringfügige Druckunterschiede zwischen dem Innenraum 33 und dem Gaseinlassabschnitt 3 bestehen können. Das Gehäuse 2, d.h. die Gehäuseabschnitte 7, 29 und der Gehäusedeckel 24 sind vorzugsweise als Gussbauteile mit spanend bearbeiteten Funktionsflächen ausgebildet. Die Gehäuseabschnitte 7, 29 sind vorzugsweise einstückig ausgeführt.
  • In dem Gehäuse 2, insbesondere in dem Ventildom 34, ist eine Kolbenstange 38 in z-Richtung, d.h. entlang der Mittelachse 10 verschieblich gelagert. Die Kolbenstange 38 ist vorzugsweise als Hohlzylinder mit einer die Kolbenstange 38 insbesondere auf ihrer gesamten Länge durchdringenden zentralen Fluidleitung 39 ausgeführt. Die Fluidleitung 39 ist vorzugsweise als die Kolbenstange 38 auf ihrer gesamten Länge durchdingender Fluidkanal, insbesondere als Durchgangsbohrung ausgebildet. Dem Gasauslassabschnitt 4 ist ein erster Endabschnitt 40 der Kolbenstange 38 zugeordnet. Ein zweiter Endabschnitt 41 der Kolbenstange 38 ist dem Gasauslassabschnitt 4 abgewandt. Die Fluidleitung 39 ist im Bereich des ersten Endabschnittes 40 fluidisch mit dem Gasauslassabschnitt 4 wirkverbunden. Die Fluidleitung 39 kann alternativ als ein in dem Gehäuse 2, insbesondere in einer Wandung des Gehäuses 2, verlaufender Fluidkanal ausgebildet sein.
  • Das Gaseinlassventil 1 weist vorzugsweise eine in Figur 2 illustrierte Kolbeneinrichtung 42 mit einem ersten Kolbenabschnitt 43 und mit einem sich von dem ersten Kolbenabschnitt 43 unterscheidenden zweiten Kolbenabschnitt 44 auf. Der erste Kolbenabschnitt 43 ist vorzugsweise im Wesentlichen tellerförmig ausgebildet und befindet sich insbesondere mit dem ersten Zylinderabschnitt 22 in Wirkverbindung. Der erste Kolbenabschnitt 43 kann vorzugsweise entlang des ersten Zylinderabschnittes 22 in z-Richtung hin und her gleiten. Der maximale Weg des ersten Kolbenabschnittes 43 in Richtung des Gasauslassabschnittes 4 ist dabei insbesondere durch den Absatz 23 begrenzt. In einer alternativen aber ebenso bevorzugten Ausführungsform des Gaseinlassventils 1 ist der maximal mögliche Weg des ersten Kolbenabschnittes 43 in Richtung des Gasauslassabschnittes 4 nach unten hin durch den Ventildom 34 und/oder durch einen an der Kolbenstange 38 vorgesehenen Absatz begrenzt. Dieser Absatz kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass dieser zum Begrenzen des Weges des ersten Kolbenabschnittes 43 nach unten an dem Ventildom 34 ansteht.
  • Vom Gasauslassabschnitt 4 weg in Richtung des Gehäusedeckels 24 ist der Weg des ersten Kolbenabschnittes 43 dadurch begrenzt, dass die Kolbeneinrichtung 42 mittels der mit dieser wirkverbundenen Kolbenstange 38 über deren ersten Endabschnitt 40 mit einem Ventilkörper 57 der Ventileinrichtung 6 gekoppelt ist. Die Federeinrichtung 36 drückt die Kolbeneinrichtung 42 in Richtung des Gehäusedeckels 24. Hierdurch wird der Ventilkörper 57 gegen einen Ventilsitz 56 federvorgespannt. Aufgrund der mechanischen Kopplung des Ventilkörpers 57 mit der Kolbeneinrichtung 42 kann durch eine entsprechende Abstimmung der Länge der Kolbenstange 42 erreicht werden, dass der erste Kolbenabschnitt 43 stets zumindest einen minimalen Abstand von dem Gehäusedeckel 24 aufweist. Bevorzugt berührt der erste Kolbenabschnitt 43 den Gehäusedeckel 24 nie. Umfänglich zu dem ersten Zylinderabschnitt 22 hin kann der erste Kolbenabschnitt 43 mit einer an einer Mantelfläche 45 desselben umlaufend vorgesehenen ersten Labyrinthdichtung, insbesondere einer Durchblicklabyrinthdichtung, versehen sein. Zum Gehäusedeckel 24 hin kann der erste Kolbenabschnitt 43 zusätzlich oder optional mittels einer umlaufenden zweiten Labyrinthdichtung abgedichtet sein. Die zweite Labyrinthdichtung kann als sogenannte Volllabyrinthdichtung ausgebildet sein, wobei vorzugsweise in eine dem Gehäusedeckel 24 zugewandte Stirnfläche 46 des ersten Kolbenabschnittes 43 sowie in den Gehäusedeckel 24 ineinandergreifende Labyrinthkammern eingearbeitet sind. Der erste Kolbenabschnitt 43 kann alternativ oder zusätzlich mit einem O-Ring, Kolbenring, Nutring oder dergleichen gegen den ersten Zylinderabschnitt 22 abgedichtet sein. Bei entsprechender Ausgestaltung der Passung zwischen dem ersten Kolbenabschnitt 43 und dem ersten Zylinderabschnitt 22 kann eine Dichteinrichtung verzichtbar sein. Der erste Kolbenabschnitt 43 weist einen sich in Richtung des Ventildoms 34 ersteckenden zylinderförmigen Anschlussabschnitt 47 mit einer mittigen Bohrung 48 auf. Die Bohrung 48 kann alternativ exzentrisch angeordnet sein. Die Bohrung 48 kann vorzugsweise mit einem Innengewinde versehen sein, welches insbesondere komplementär zu einem Außengewinde des zweiten Endabschnittes 41 der Kolbenstange 38 ausgebildet ist. Die Kolbenstange 38 ist mittels dieser Gewindeverbindung mit der Kolbeneinrichtung 43 fest verbunden. Alternativ kann die Kolbenstange 38 integral mit der Kolbeneinrichtung 42 ausgebildet sein. Wesentlich bei der Verbindung der Kolbenstange 38 und der Kolbeneinrichtung 42 ist, dass die Fluidleitung 39 mit der Bohrung 48 fluidisch wirkverbunden ist. Die Bohrung 48 kann integraler Bestandteil der Fluidleitung 39 sein.
  • Zwischen dem ersten Kolbenabschnitt 43 und dem Ventildom 34 ist insbesondere die Feder 36, die vorzugsweise als Druckfeder 36 ausgebildet ist, angeordnet. Die Feder 36 drückt die Kolbeneinrichtung 42 beispielsweise mit einer vorbestimmten Federkraft in Richtung des Gehäusedeckels 24. Insbesondere spannt die Federeinrichtung 36 den Ventilkörper 57 der Dichteinrichtung 6 über die mechanische Kopplung der Kolbeneinrichtung 42 und des Ventilkörpers 57 mittels der Kolbenstange 38 gegen ihren Ventilsitz 56 vor. Der erste Kolbenabschnitt 43 berührt den Gehäusedeckel 24 bevorzugt nicht. Der erste Kolbenabschnitt 43 weist vorzugsweise einen Durchmesser DK1 auf, welcher insbesondere derart auf den Durchmesser DZ1 abgestimmt ist, dass der erste Kolbenabschnitt 43 vorzugsweise mit geringer Reibung, geringem Gasverlust und möglichst geringem Spiel in dem ersten Zylinderabschnitt 22 gleiten kann. Der erste Kolbenabschnitt 43 bildet mit dem ersten Zylinderabschnitt 22 vorzugsweise eine erste Zylinderkammer 49 (Figur 3) des ersten Zylinderabschnittes 22.
  • Der zweite Kolbenabschnitt 44 ist vorzugsweise als koaxial zu dem ersten Kolbenabschnitt 43 ausgebildeter Zylinder ausgeführt. Der zweite Kolbenabschnitt 44 ist ein sogenannter Arbeitskolben des Gaseinlassventils 1. Der zweite Kolbenabschnitt 44 ist insbesondere auf der dem Anschlussabschnitt 47 abgewandten Stirnfläche 46 des ersten Kolbenabschnittes 43 angeordnet. Vorzugsweise sind die Kolbenabschnitte 43, 44 einstückig ausgebildet. Der zweite Kolbenabschnitt 44 ist vorzugsweise in dem zweiten Zylinderabschnitt 27 in z-Richtung verschieblich geführt. Vorzugsweise sind der erste Kolbenabschnitt 43 und der zweite Kolbenabschnitt 44 in z-Richtung lediglich gemeinsam hin und her verschiebbar. Der zweite Kolbenabschnitt 44 weist vorzugsweise einen auf den Durchmesser DZ2 des zweiten Zylinderabschnittes 27 angepassten Durchmesser DK2 auf. Gegen den zweiten Zylinderabschnitt 27 ist der zweite Kolbenabschnitt 44 umfänglich vorzugsweise mittels eines zumindest abschnittsweise in einer umlaufenden Ringnut 50 aufgenommenen Dichtrings 51 abgedichtet. Alternativ kann an Stelle des Dichtrings 51 ein Nutring, ein Kolbenring oder dergleichen eingesetzt werden. Der zweite Kolbenabschnitt 44 kann alternativ entsprechend dem ersten Kolbenabschnitt 43 mit beliebigen technischen Maßnahmen gegenüber dem zweiten Zylinderabschnitt 27 abgedichtet sein. Der zweite Kolbenabschnitt 44 und der zweite Zylinderabschnitt 27 bilden eine zweite Zylinderkammer 52 (Figur 3) des zweiten Zylinderabschnittes 27. Die zweite Zylinderkammer 52 ist mittels einer an der Arbeitsdruckzufuhrbohrung 28 angeschlossenen Arbeitsdruckzufuhrleitung oder Steuerleitung 53 (Figur 3) mit einem Arbeitsdruck beaufschlagbar. Die Arbeitsdruckzufuhrleitung 53 ist vorzugsweise mit einem druckbeaufschlagten, dem Kompressorblock 5 stromabwärts angeordneten Druckraum 54 fluidisch wirkverbunden. Da vorliegend das Gaseinlassventils 1 mit Bezug auf einen öleingespritzten Schraubenverdichter erläutert wird, ist der Druckraum 54 bevorzugt als Ölabscheidebehälter ausgebildet. Der Druckraum 54 kann bei einem wassereingespritzen Kompressor als Wasserabscheidebehälter oder bei einem trocken laufendem Kompressor beispielsweise als ein Abschnitt einer Rohrleitung stromab der ersten Verdichterstufe ausgebildet sein.
  • Der Innenraum 33 kann optional mit dem Ölabscheidebehälter fluidisch wirkverbunden sein. Vorzugsweise wird ein im Ölabscheidebehälter herrschender Gasdruck bedarfsgemäß in den Innenraum 33 abgeblasen. Der Durchmesser DK1 des ersten Kolbenabschnittes 43 ist vorzugsweise größer als der Durchmesser DK2 des zweiten Kolbenabschnittes 44. Insbesondere ist eine druckbeaufschlagbare Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43 größer als eine druckbeaufschlagbare Wirkfläche des zweiten Kolbenabschnittes 44. Vorzugsweise beträgt die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43 mindestens ein 2-faches der Wirkfläche des zweiten Kolbenabschnittes 44. Insbesondere beträgt die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43 in etwa ein 6-faches der Wirkfläche des zweiten Kolbenabschnittes 44.
  • Die Bohrung 48 der Kolbeneinrichtung 42 durchdringt den ersten Kolbenabschnitt 43 bevorzugt vollständig und verläuft zumindest abschnittsweise in den zweiten Kolbenabschnitt 44 hinein. Vorzugsweise senkrecht zu der Mittelachse 10 und in z-Richtung über der Stirnfläche 46 sind den zweiten Kolbenabschnitt 44 durchdringende Querbohrungen 55, insbesondere zwei einander in einem Winkel von in etwa 90° schneidende Querbohrungen 55 vorgesehen, welche die Bohrung 48 mit der ersten Zylinderkammer 49 fluidisch wirkverbinden. Alternativ kann lediglich eine Querbohrung 55 oder eine beliebige Anzahl, wie beispielsweise drei oder vier Querbohrungen 55 vorgesehen sein. Dadurch, dass die Kolbenstange 38 die Fluidleitung 39 aufweist ist die erste Zylinderkammer 49 über die Querbohrungen 55, die Bohrung 48 und die Fluidleitung 39 stets fluidisch mit dem Gasauslassabschnitt 4 wirkverbunden, d.h. in der ersten Zylinderkammer 49 herrscht stets in etwa der gleiche Gasdruck wie in dem Gasauslassabschnitt 4.
  • Die Ventileinrichtung 6 ist zwischen dem Gaseinlassabschnitt 3 und dem Gasauslassabschnitt 4 angeordnet. Die Ventileinrichtung 6 weist einen Ventilsitz 56 mit einer vorzugsweise konischen, insbesondere in Richtung des Gaseinlassabschnittes 3 geneigten, Dichtfläche auf. Der Ventilsitz 56 ist vorzugsweise integral mit dem Gehäuse 2 ausgebildet. In einem geschlossenen Betriebszustand der Ventileinrichtung 6 liegt eine Dichtfläche eines Ventilkörpers 57 vorzugsweise linienförmig an dem Ventilsitz 56 an. Diese Linie ist die Dichtkante der Ventileinrichtung 6 und trennt in dem geschlossenen Betriebszustand derselben den Gaseinlassabschnitt 3 fluidisch von dem darunterliegenden Gasauslassabschnitt 4 ab. Der Ventilkörper 57 liegt vorzugsweise von der Seite des Auslassabschnittes 4 an dem Ventilsitz 56 an. Die Dichteinrichtung 6 weist vorzugsweise einen Dichtdurchmesser DD auf, welcher insbesondere der Dichtkante entspricht. Der Durchmesser DK1 des ersten Kolbenabschnittes 43 ist vorzugsweise größer als der Dichtdurchmesser DD. Insbesondere ist eine druckbeaufschlagbare Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43 größer als eine druckbeaufschlagbare Wirkfläche des Ventilkörpers 57. Vorzugsweise beträgt die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43 ein 0,7 bis 1,5-faches der Wirkfläche des Ventilkörpers 57. Insbesondere kann die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes ein 1,05-faches der Wirkfläche des Ventilkörpers 57 betragen.
  • Vorzugsweise ist der Ventilkörper 57 teller- oder scheibenförmig ausgebildet. Um einen harmonischen Strömungsverlauf um den Ventilkörper 57 herum zu erhalten kann der Ventilkörper 57 alternativ in etwa eine Glockenform aufweisen, welche an einem unteren, dem Gasauslassabschnitt 4 zugewandten Ende in eine Kegelform übergeht. Ein Kegelwinkel der Kegelform entspricht dabei bevorzugt einem Neigungswinkel der konischen Dichtfläche des Ventilsitzes 56.
  • Der Ventilkörper 57 weist vorzugsweise eine mittige Bohrung 58 auf, in welcher eine längliche hohlzylindrische Buchse, insbesondere eine Lagerbuchse, eingepresst sein kann. Der Ventilkörper 57 ist vorzugsweise mittels einer Spielpassung gleitend auf dem ersten Endabschnitt 40 der Kolbenstange 38 gelagert. Die mögliche Beweglichkeit des Ventilkörpers 57 in Richtung des Gehäusedeckels 24 hin ist durch den Ventilsitz 56 nach oben hin begrenzt. Ein Abgleiten des Ventilkörpers 57 auf der Kolbenstange 38 nach unten in Richtung des Auslassabschnittes 4 unterbindet ein an dem ersten Endabschnitt 40 vorgesehenes Begrenzungselement 59. Das Begrenzungselement 59 kann beispielsweise als umlaufender Absatz an dem ersten Endabschnitt 40 oder als mit dem ersten Endabschnitt 40 verschraubte Gewindemutter ausgebildet sein. Zwischen dem Begrenzungselement 59 und dem Ventilkörper 57 ist eine Feder 60 angeordnet. Die Feder 60 ist vorzugsweise als Druckfeder 60 ausgebildet. Mittels der Kolbenstange 38 ist der Ventilkörper 57 der Ventileinrichtung 6 mechanisch mit der Kolbeneinrichtung 42 gekoppelt. Vorzugsweise sind die Kolbeneinrichtung 42, die Kolbenstange 38, die Federeinrichtung 36 und die Ventileinrichtung 6 in einer vertikalen Richtung, d.h. in z-Richtung des Gaseinlassventils 1 angeordnet.
  • In einem in den Figuren nicht illustrierten Stillstand des Kompressors herrscht sowohl in dem Gaseinlassabschnitt 3 als auch in dem Gasauslassabschnitt 4 im Wesentlichen der gleiche Gasdruck, beispielsweise der Umgebungsdruck. Die Feder 36 ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass zumindest das Eigengewicht der Kolbenstange 38, der Kolbeneinrichtung 42, des Ventilkörpers 57, der Feder 60, usw. sowie eine in Richtung des Gehäusedeckels 24 wirkende Federkraft FF der Feder 60 ausgeglichen wird. In einer alternativen Ausführungsform des Gaseinlassventils 1 kann die Feder 36 derart ausgelegt sein, dass diese lediglich das Eigengewicht der Kolbeneinrichtung 42 und der Kolbenstange 38 trägt. Das heißt, in dem Stillstand des Kompressors ist das Gaseinlassventil 1 drucklos, die Ventileinrichtung 6 und die Überbrückungseinrichtung 16 sind geschlossen. Vorzugsweise herrscht in den Zylinderkammern 49, 52 Umgebungsdruck. Ferner ist die Feder 60 in diesem Betriebszustand vorzugsweise derart zusammengedrückt, dass der Ventilkörper 57 auf dem Begrenzungselement 59 aufliegt. Die erforderliche Kraft zum Zusammendrücken der Feder 60 stellt die Feder 36 bereit.
  • Die Funktionsweise des Einlassventils 1 im Betrieb des Kompressors wird im Folgenden anhand der Figuren 1, 3 und 4 erläutert, welche das Einlassventil 1 in jeweils unterschiedlichen Betriebszuständen illustrieren.
  • Die Figur 1 illustriert das Einlassventil 1 in einem Leerlauf-Betriebszustand. Die Ventileinrichtung 6 befindet sich in ihrem geschlossenen Betriebzustand. Der Ventilkörper 57 liegt vorzugsweise gasdicht an dem Ventilsitz 56 an. Im Leerlauf des Kompressors ist die zweite Zylinderkammer 52 entlüftet, d.h. es herrscht in dieser kein Gasdruck bzw. lediglich Umgebungsdruck. Ein in der Arbeitsdruckzufuhrleitung 53 vorgesehenes Ventil 61 (Figur 3), insbesondere ein Magnetventil, welches geeignet ist, den Ölabscheidebehälter über die Arbeitsdruckzufuhrleitung 53 fluidisch mit der zweiten Zylinderkammer 52 zu verbinden, ist vorzugsweise geschlossen. Das Ventil 61 kann alternativ als pneumatisches Ventil, als beliebiges elektrisch zu betätigendes Ventil oder dergleichen ausgebildet sein. Die Arbeitsdruckzufuhrleitung 53 ist über das Ventil 61 entlüftet.
  • Dadurch, dass der Kompressor bereits im Leerlauf Verdichtungsarbeit leistet wird im Gasauslassabschnitt 4 ein Unterdruck erzeugt. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Gaseinlassabschnitt 3 und dem Gasauslassabschnitt 4 wirkt auf den Ventilkörper 57 eine in Richtung des Gasauslassabschnittes 4 entgegen der Federkraft FF der Feder 36 wirkende Kraft FU.
  • Der Gasdruck des Gasauslassabschnittes 4 herrscht aufgrund der fluidischen Wirkverbindung desselben mit der ersten Zylinderkammer 49 im Wesentlichen auch in der ersten Zylinderkammer 49. Die fluidische Wirkverbindung zwischen dem Gasauslassabschnitt 4 und der ersten Zylinderkammer 49 ist durch die Fluidleitung 39, die Bohrung 48 und die Querbohrungen 55 verwirklicht. Hierdurch bildet sich ein Differenzdruck zwischen der ersten Zylinderkammer 49 und dem Innenraum 33 des Gehäuses 2, welcher in einer nach oben, in Richtung des Gehäusedeckels 24 wirkenden Kraft FO resultiert. Die Kraft FO weist vorzugsweise die gleiche Wirkungsrichtung wie die Federkraft FF auf. Der Durchmesser DK1 des ersten Kolbenabschnittes 43 und der Dichtdurchmesser DD bzw. die Wirkflächen des ersten Kolbenabschnittes 43 und des Ventilkörpers 57 sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass eine aus den Kräften FU, FO und FF resultierende Kraft FR in dem Leerlauf-Betriebszustand des Gaseinlassventils 1 den ersten Kolbenabschnitt 43 in Richtung des Gehäusedeckels 24 drückt. Ein minimaler Abstand zwischen dem ersten Kolbenabschnitt 43 und dem Gehäusedeckel 24 bleibt auch bestehen, wenn der erste Kolbenabschnitt 43 maximal in Richtung des Gehäusedeckels 24 verfahren ist. Die resultierende Kraft FR ist vorzugsweise zumindest so groß, dass die Ventileinrichtung 6 im Leerlauf geschlossen bleibt. Ein Gasstrom von dem Gaseinlassabschnitt 3 über die Ventileinrichtung 6 zu dem Gasauslassabschnitt 4 wird unterbunden. Hierbei ist die Größe der Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43 in einem gewissen Rahmen variierbar, insbesondere durch den Durchmesser DK1 des ersten Kolbenabschnittes 43. Eine Verringerung der Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43 kann durch eine Vergrößerung der Vorspannung der Feder 36 ausgeglichen werden. Insbesondere sind die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43 und die Wirkfläche des Ventilkörpers 57 derart dimensioniert und/oder aufeinander abgestimmt, dass die auf den ersten Kolbenabschnitt 43 wirkende Kraft FO und die Federkraft FF der Federeinrichtung 36 derart entgegen der auf den Ventilkörper 57 wirkenden Kraft FU wirken, dass die Ventileinrichtung 6 bei entlüfteter zweiter Zylinderkammer 52 in ihrem geschlossenen Betriebszustand verbleibt. Die Ventileinrichtung 6 kann daher lediglich mittels einem Anlegen eines Steuerdruckes an die zweite Zylinderkammer 52 geöffnet werden. Insbesondere kommt der Steuerdruck zum Ansteuern des Gaseinlassventils 1, d.h. zum Öffnen der Ventileinrichtung 6 von einer Druckseite des Kompressors, d.h. von dem Druckraum 54.
  • Durch den herrschenden Differenzdruck zwischen dem Gaseinlassabschnitt 3 und dem Gasauslassabschnitt 4 wird der Ventilkolben 19 der Überbrückungseinrichtung 16 gegen die Federvorspannung der Feder 20 in Richtung der Verschlussschraube 15 gedrückt. Hierdurch wird mittels der Stufenbohrung 13 und der Bohrung 18 eine fluidische Verbindung zwischen dem Gaseinlassabschnitt 3 und dem Gasauslassabschnitt 4 erzeugt, wodurch Gas von dem Gaseinlassabschnitt 3 um die geschlossene Ventileinrichtung 6 herum zu dem Gasauslassabschnitt 4 strömen kann. Es kann vorzugsweise lediglich eine definierte Menge Gas in den Kompressorblock 5 strömen. Die Feder 20 ist vorzugsweise derart ausgebildet bzw. vorgespannt, dass der Ventilkolben 19 bei einem vorbestimmten Leerlaufdifferenzdruck gegen die Federkraft der Feder 20 bewegt wird. Vorzugsweise ist die Stufenbohrung 13, insbesondere ein Querschnitt der Stufenbohrung 13, derart ausgestaltet, dass eine definierte Menge Gas in den Kompressorblock 5 strömen kann wenn der Ventilkolben 19 in Richtung der Verschlussschraube 15 bewegt wird. Das in den Kompressorblock 5 strömende Gas wird verdichtet und kontinuierlich dem Ölabscheidebehälter des Kompressors zugeführt, der dadurch mit einem Gasdruck beaufschlagt wird. In dem Leerlaufbetriebszustand wird der Ölabscheidebehälter gegebenenfalls mittels eines Entlüftungsventils in die Umgebung 14 oder besonders bevorzugt in den Innenraum 33 hinein entlüftet, um ein ungewolltes Ansteigen des Gasdrucks in dem Ölabscheidebehälter zu verhindern. In dem Innenraum 33 kann ein Schalldämpfer vorgesehen sein, welcher beim Entlüften des Gasdrucks des Ölabscheidebehälters in den Innenraum 33 die entstehenden Geräusche dämpft. Die Feder 60 ist in dem Leerlaufbetriebszustand bevorzugt durch die Federkraft FF und die Kraft FO vorgespannt, insbesondere derart, dass der Ventilkörper 57 auf dem Begrenzungselement 59 aufliegt.
  • Ein Betriebszustand des Gaseinlassventils 1 unter Lastlauf bzw. Volllast ist in Figur 3 illustriert. Durch ein Öffnen des Ventils 61 wird die zweite Zylinderkammer 52 über die Arbeitsdruckzufuhrleitung 53 mit dem im Ölabscheidebehälter herrschenden Gasdruck bzw. Arbeitsdruck beaufschlagt. Je höher der in der zweiten Zylinderkammer 52 anliegende Arbeitsdruck steigt, desto weiter wird die Kolbeneinrichtung 42 in Richtung des Ventildomes 34 entgegen der Federkraft FF der Feder 36 verfahren. Hierdurch beginnt sich die Ventileinrichtung 6 zu öffnen, d.h. der Ventilkörper 57 wird von dem Ventilsitz 56 abgehoben. In dem Gaseinlassabschnitt 3 und dem Gasauslassabschnitt 4 herrscht nach dem Öffnen der Ventileinrichtung 6 bevorzugt der gleiche Gasdruck. Durch das Öffnen der Ventileinrichtung 6 strömt mehr Gas in den Verdichterblock 5 wodurch der Gasdruck in dem Ölabscheidebehälter und damit der Arbeitsdruck in der zweiten Zylinderkammer 52 erhöht wird. Hierdurch wird wiederum die Kolbeneinrichtung 42 weiter in Richtung des Ventildomes 34 verfahren bis die Ventileinrichtung 6 sich in ihrem in Figur 3 illustrierten vollständig geöffneten Betriebszustand befindet. In dem vollständig geöffneten Betriebszustand der Ventileinrichtung 6 strömt das Gas ungehindert von dem Gaseinlassabschnitt 3 zu dem Gasauslassabschnitt 4. Die Feder 60 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese von dem durch die Ventileinrichtung 6 strömenden Gas derart unter Vorspannung gehalten wird, dass der Ventilkörper 57 weiterhin auf dem Begrenzungselement 59 aufliegt.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung des Gaseinlassventils 1 ist das Ventil 61 als Proportionalventil ausgebildet, welches den in der zweiten Zylinderkammer 52 anliegenden Arbeitsdruck für die Bewegung der Kolbeneinrichtung 42 variabel regelt. Somit kann ein Öffnungsspalt, den der Ventilkörper 57 beim Abheben von dem Ventilsitz 56 mit dem Ventilsitz 56 bildet, beliebig verändert werden. Dadurch kann die Menge, des in den Kompressorblock 5 einströmenden Gases bzw. die Liefermenge des Kompressors, geregelt werden. Hierdurch wird ein Teillastbetrieb des Gaseinlassventils 1 ermöglicht.
  • Die Figur 4 illustriert das Gaseinlassventil 1 in einer Rückschlagstellung. Wird der Kompressor beispielsweise durch eine Notabschaltung bzw. Leerlaufumschaltung stillgesetzt, dauert es eine gewisse Zeitspanne, bis das gesamte System entlüftet ist. Das heißt, der Arbeitsdruck in der zweiten Zylinderkammer 52 besteht noch obwohl kein Gas mehr in den Kompressor strömt. Ferner baut sich bei einer Unterbrechung des Verdichtungsvorganges zeitverzögert ein Druck unterhalb des Ventilkörpers 57 im Gasauslassabschnitt 4 auf. Die Strömung reist vom Ansaugfilter des Kompressors durch das Gaseinlassventil 1 zum Verdichterblock 5 hin ab. Bevor das rückströmende Gas den Ventilkörper 57 erreicht, hat die nun nicht mehr von dem Gaseinlassabschnitt 3 her mit einem Gasdruck beaufschlagte Feder 60 diesen inzwischen schon beinahe bis zum Ventilsitz 59 angehoben. Die Feder 60 befindet sich bevorzugt in einem entspannten Zustand. Die Feder 60 kann in diesem Betriebszustand auch durch das Eigengewicht des Ventilkörpers 57 geringfügig vorgespannt sein. Bei eintretender Rückschlagfunktion, d.h. wenn das rückströmende Gas den Ventilkörper 57 erreicht, ist der Weg des Ventilkörpers 57 in z-Richtung zum Ventilsitz 59 relativ gering. Die Aufschlagkräfte beim Auftreffen des Ventilkörpers 57 auf den Ventilsitz 56 erweisen sich dadurch dementsprechend gering. Hierdurch wird ein übermäßiger Verschleiß des Ventilkörpers 57 unterbunden, wodurch die Lebensdauer des Gaseinlassventils 1 erhöht wird.
  • Durch die Rückschlagfunktion wird verhindert, dass Gas durch die Ventileinrichtung 6 in den Gaseinlassabschnitt 3 gelangt. Ferner wird verhindert, dass größere Mengen drucktragenden Gases von dem Ölabscheidebehälter in den Kompressorblock 5 strömen kann und die Verdichterschrauben entgegen ihrer vorgesehenen Drehrichtung rotiert. Hierdurch könnte in unerwünschter Weise ein Öl-Gas-Gemisch in den Gaseinlassabschnitt 3 gefördert werden. Der Ventilkolben 19 für die Leerlaufsteuerung wird aufgrund der gleichen Druckverhältnisse sowie der Federkraft der Feder 20 gegen den Ventilsitz 17 gepresst und verhindert so zuverlässig ein Entweichen drucktragenden Gases durch die Überbrückungseinrichtung 16.
  • In einer alternativen aber ebenso bevorzugten Ausführungsform des Gaseinlassventils 1 ist die Überbrückungseinrichtung 16, mittels in der Kolbenstange 38 vorgesehener Querbohrungen verwirklicht. Bei dieser Ausführungsform der Überbrückungseinrichtung 16 sind in die Kolbenstange 38 Querbohrungen, beispielsweise zwei Querbohrungen, eingebracht, welche sich insbesondere in einem Winkel von 90° kreuzen und die Kolbenstange 38 senkrecht zu der Mittelachse 10 vollständig durchdringen. Die Querbohrungen schneiden insbesondere die Fluidleitung 39 der Kolbenstange 38. Die Querbohrungen sind insbesondere derart in die Kolbenstange 38 eingebracht, dass diese in dem geschlossenen Betriebszustand der Ventileinrichtung 6, d.h. in dem in Figur 1 illustrierten Leerlaufzustand des Gaseinlassventils 1 unmittelbar oberhalb des Ventilkörpers 57 in den Gaseinlassabschnitt 3 münden. Über die Querbohrungen und die Fluidleitung 39 ist so in dem Leerlauf-Betriebszustand des Gaseinlassventils 1 gemäß Figur 1 der Gaseinlassabschnitt 3 fluidisch mit dem Gasauslassabschnitt 4 verbunden.
  • Wird der Verdichtungsprozess unerwartet gestoppt kommt es zu der bereits beschriebenen Rückschlagfunktion des Ventilkörpers 57. Hierbei darf sich der im System befindliche Druck nicht schlagartig über das Gaseinlassventil 1 entspannen. Der ansteigende Druck unterhalb des Ventilkörpers 57 sorgt dafür, dass dieser gegen den Ventilsitz 56 gedrückt wird und kein Gas und/oder Fluid über die Ventileinrichtung 6 in den Gaseinlassabschnitt 3 gelangen kann. Da die Kolbenstange 38 aufgrund des in der zweiten Zylinderkammer 52 anliegenden Arbeitsdruckes noch in ihrer in Figur 4 illustrierten Position verbleibt, werden die Querbohrungen in der Kolbenstange 38 von dem Ventilkörper 57 abgedeckt. Somit ist auch bei dieser Weiterbildung des Gaseinlassventils 1 kein Entlüften des drucktragenden Gases entgegen des Verdichtungssinns möglich. Diese Ausgestaltung der Überbrückungseinrichtung 16 ist besonders kostengünstig in der Herstellung und spart zusätzliche Bauteile ein.
  • In einer weiteren aber ebenso bevorzugten Ausführungsform des Gaseinlassventils 1 ist die Überbrückungseinrichtung 16, derart verwirklicht, dass eine Spaltbreite eines Spaltes zwischen der Mantelfläche 45 des ersten Kolbenabschnittes 43 und dem ersten Zylinderabschnitt 22 so bemessen ist, dass durch den Spalt im Leerlauf-Betriebszustand eine definierte Leerlauf-Gasmenge aus dem Gaseinlassabschnitt 3 um die geschlossene Ventileinrichtung 6 herum in den Gasauslassabschnitt 4 gesaugt werden kann. In dem Lastlauf-Betriebszustand ist der Gasdruck in der ersten Zylinderkammer 49 und im Gaseinlassabschnitt 3 im Wesentlichen gleich, so dass in diesem Betriebszustand keine zusätzliche Luft über den Spalt zwischen der Mantelfläche 45 und dem ersten Zylinderabschnitt 22 angesaugt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Gaseinlassventils 1 ist die Feder 60 der Ventileinrichtung 6 nicht zwischen dem Begrenzungselement 59 und dem Ventilkörper 57 sondern in einer in dem Gehäuse 2 oder in dem Kompressorblock 5 vorgesehenen Ringnut angeordnet.
  • Die Figur 5 illustriert eine bevorzugte Ausführungsform eines Kompressors 64, insbesondere eines Rotationsverdichters, mit einem derartigen Gaseinlassventil 1. Der Kompressor 64 weist einen Antriebsmotor 65 auf, welcher mittels einer Koppeleinrichtung 66 mit Kompressorschrauben 67 des Kompressorblocks 5 wirkverbunden ist. Bevorzugt ist die Koppeleinrichtung 66 als Getriebe oder als Kraftwandler ausgebildet. Insbesondere weist der Kompressorblock 5 zwei Kompressorschrauben 67 auf, welche mittels Lagereinrichtungen 68, 69 in dem Kompressorblock 5 drehbar gelagert sind. Der Kompressorblock 5 weist bevorzugt ein die Kompressorschrauben 67 aufnehmendes Gehäuse 70 mit zwei endseitig angeordneten Gehäusedeckeln 71, 72 auf.
  • Eine Öleinspritzeinrichtung 73 verbindet den Ölabscheidebehälter fluidisch mit dem Kompressorblock 5. Mittels der Öleinspritzeinrichtung 73 erfolgt eine Schmierung der Kompressorschrauben 67. Mittels einer Gaszufuhrleitung 74 ist der Kompressorblock 5 fluidisch mit dem Ölabscheidebehälter wirkverbunden. Mittels der Gaszufuhrleitung 74 wird dem Ölabscheidebehälter von dem Kompressorblock 5 bevorzugt ein Gemisch aus verdichtetem Gas und Öl zugeführt. Der Ölabscheidebehälter ist ferner mittels der Arbeitsdruckzufuhrleitung 53 mit der zweiten Zylinderkammer 52 des Gaseinlassventils 1 fluidisch wirkverbunden. Über das Ventil 61 kann die zweite Zylinderkammer 52 schaltbar mit dem im Ölabscheidebehälter herrschenden Gasdruck, insbesondere Arbeitsdruck, beaufschlagt werden. Mittels eines Anschlussflansches 75 kann der Ölabscheidebehälter 54 mit einem Druckluftnetz verbunden werden.
  • Die Funktionsweise des Kompressors 64 wird im Folgenden erläutert. In einem Stillstand des Kompressors 64 herrscht kein Druck im Kompressorsystem. Das Ventil 61, welches vorzugsweise als Magnetventil ausgebildet ist, ist stromlos offen. Die zweite Zylinderkammer 52 ist entlüftet und über die Arbeitsdruckzufuhrleitung 53 mit der Umgebung 1 verbunden. Das Gaseinlassventil 1 ist aufgrund der Federkraft FF der Federeinrichtung 36 geschlossen.
  • Zum Verbringen des Kompressors 64 aus dem Stillstand-Betriebszustand in einen Leerlauf-Betriebszustand erfolgt zunächst ein Startbefehl durch eine Steuerung des Kompressors 64. Das Ventil 61 bleibt zunächst stromlos. Der Antriebsmotor 65 läuft bevorzugt in Sternschaltung an. Der Antriebsmotor 65 treibt über die Koppeleinrichtung 66 die Kompressorschrauben 67 an. Da der Ventilkörper 57 aufgrund der Federkraft FF der Federeinrichtung 36 gegen seinen Ventilsitz 56 gepresst wird, wird im Gasauslassabschnitt 4 des Gaseinlassventils 1 ein Unterdruck erzeugt. Dieser Unterdruck wirkt aufgrund der fluidischen Wirkverbindung der ersten Zylinderkammer 49 mit dem Gasauslassabschnitt 4, welche mittels der in der Kolbenstange 38 vorgesehenen Fluidleitung 39 verwirklicht wird, auch in der ersten Zylinderkammer 49. Durch die Kräfteverhältnisse zwischen der Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43, an der die Kraft FO wirkt, der Wirkfläche des Ventilkörpers 57, an dem die Kraft FU wirkt, und der Federeinrichtung 36, welche die Kraft FF erzeugt, bleibt der Ventilkörper 57 in Anlage an dem Ventilsitz 56 und die Ventileinrichtung 6 bleibt somit geschlossen.
  • Dadurch, dass zwischen dem Gaseinlassabschnitt 3 und dem Gasauslassabschnitt 4 eine Druckdifferenz herrscht, wird die Überbrückungseinrichtung 16 bei einem vorbestimmten Gasdruck geöffnet. Eine geringe Menge Gas kann so über die Überbrückungseinrichtung 16 an der geschlossenen Ventileinrichtung 6 vorbei von dem Gaseinlassabschnitt 3 in den Gasauslassabschnitt 4 gelangen. Im Kompressorblock 5 wird das über die Überbrückungseinrichtung 16 strömende Gas verdichtet und dem Ölabscheidebehälter in einem Gemisch mit Öl zugeführt. Im Ölabscheidebehälter entsteht dadurch ein geringer Überdruck von in etwa 1 bar. Dadurch wird der Ölkreislauf mit der Öleinspritzeinrichtung 73 zum Schmieren der Kompressorschrauben 67 angetrieben. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne, beispielsweise nach einigen Sekunden wird der Antriebsmotor 65 von Stern- auf Dreieckschaltung umgeschaltet. Die vorbestimmte Zeitspanne ist abhängig vom Kompressortyp.
  • Zum Umschalten von dem Leerlauf-Betriebszustand in einen Volllast-Betriebszustand des Kompressors 64 erteilt die Steuerung einen Lastbefehl, das Ventil 61 wird bestromt und schaltet die Arbeitsdruckzufuhrleitung 53 vom Ölabscheidebehälter zu der zweiten Zylinderkammer 52 frei. Der Gasdruck des Ölabscheidebehälters steht nun in der zweiten Zylinderkammer 52 an und wirkt gegen die Federkraft FF der Federeinrichtung 36. Hierdurch wird die Ventileinrichtung 6 geöffnet. Das Öffnen der Ventileinrichtung 6, d.h. das Abheben des Ventilkörpers 57 von seinem Ventilsitz 56 erfolgt beispielsweise sofort vollständig oder sukzessiv. Durch das vollständige Öffnen der Ventileinrichtung 6 wird sowohl der Unterdruck im Gasauslassabschnitt 4 als auch in der ersten Zylinderkammer 49 auf annähernd null abgebaut. Das Gaseinlassventil 1 ist komplett geöffnet, der Kompressor 64 läuft unter Volllast.
  • Wenn ein oberer Solldruck des Kompressors 64 erreicht ist, wird dieser mittels der Steuerung von dem Volllast-Betriebszustand zurück in den Leerlauf-Betriebszustand geschaltet. Hierdurch wird insbesondere verhindert, dass eine sogenannte maximale Einschalthäufigkeit des Motors (x mal pro Stunde) überschritten wird. Zum Umschalten in den Leerlauf-Betriebszustand wird das Ventil 61 mittels der Steuerung stromlos geschaltet. Über die Arbeitsdruckzufuhrleitung 53 wird die zweite Zylinderkammer 52 mit der Umgebung 14 verbunden, die zweite Zylinderkammer 52 wird entlüftet. Durch die Kräfteverhältnisse zwischen der Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43, an dem die Kraft FO wirkt, und der Wirkfläche des Ventilkörpers 57, an der die Kraft FU wirkt und welche bevorzugt ähnlich groß ist wie die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43, genügt die Federkraft FF der Federeinrichtung 36, damit sich die Ventileinrichtung 6 schließt.
  • In einem Betriebszustand der Teillastregelung, welche auch als modulierende Regelung oder Proportionalregelung bezeichnet wird, wird der Kompressor 64 über einen Proportionalregler im Bereich von ca. 10 bis 100% seiner Liefermenge geregelt. Der Proportionalregler ist bevorzugt als sogenannter "Negativregler" ausgebildet. Das heißt, bei steigendem Eingangsdruck am Proportionalreger sinkt dessen Ausgangsdruck und umgekehrt. Durch veränderlichen, insbesondere steigenden, Eingangsdruck kann das Gaseinlassventil 1 kontinuierlich geöffnet werden. Je nach Druckluftbedarf stellt sich so ein konstanter Anlagenaustrittsdruck am Anschlussflansch 75 des Kompressors 64 ein.
  • Im Vergleich zu dem in der DE 602 10 088 T2 beschriebenen Stand der Technik weist das vorliegend beschriebene Gaseinlassventil 1 eine Vielzahl an Vorteilen auf. Dadurch dass die Kolbeneinrichtung 42 den ersten Kolbenabschnitt 43 und den sich von dem ersten Kolbenabschnitt 43 unterscheidenden zweiten Kolbenabschnitt 44 aufweist, wobei die Wirkfläche des zweiten Kolbenabschnittes 44 deutlich kleiner ist als die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes 43, ergeben sich für den zweiten Kolbenabschnitt 44 beispielsweise die Vorteile kleinerer wirkender Reibungskräfte, kleinerer Stick-Slip-Effekte und sowie einem reduzierten Dichtungsdurchmesser. Auch ist die zweite Zylinderkammer 52 des vorliegend beschriebenen Gaseinlassventils 1 im Vergleich zum Stand der Technik deutlich kleiner. Da diese zweite Zylinderkammer 52 bei Schaltvorgängen entlastet/entlüftet werden muss, ist ein kleineres Volumen vorteilhaft. Durch ein kleines Volumen der zweiten Zylinderkammer 52 kann eine Dauer des Entlüftungsvorgangs kurz gehalten werden oder bei gleicher Entlüftungsdauer können kleinere Leitungsquerschnitte gewählt werden.
  • Ferner unterstützt beim bekannten Stand der Technik der Steuerdruck des Ölabscheidebehälters die Schließbewegung des Ventilkörpers, insbesondere beim Starten des Kompressors sowie beim Schalten von Volllast in den Leerlauf. Im Kompressor-Stillstand ist das Gaseinlassventil gemäß dem Stand der Technik aufgrund der Schwerkraft des Ventilkörpers in geöffneter Position. Auch bei Volllast des Kompressors liegt kein Steuerdruck am Gaseinlassventil an, d.h. das Gaseinlassventil ist geöffnet. Es kann lediglich durch Anlegen des Steuerdruckes geschlossen werden. Eine Leckage oder ein Defekt an einer der Steuerleitungen oder auch ein Defekt an einem der Ventile kann dazu führen, dass das Gaseinlassventil gemäß dem Stand der Technik nicht mehr schließt, und der Kompressor in der Konsequenz nicht mehr in den Leerlauf schalten kann. Eine mögliche Folge ist ein Druckanstieg über den Kompressor-Nenndruck hinaus. Im Unterschied zum Stand der Technik ist das vorliegend beschriebene Gaseinlassventil 1 aufgrund der Federkraft FF der Federeinrichtung 36 drucklos geschlossen. Der Gasdruck des Ölabscheidebehälters 54 unterstützt die Öffnung der Ventileinrichtung 6, also die Betätigung des Gaseinlassventils 1 beim Schalten des Kompressors 64 vom Leerlauf-Betriebszustand in den Volllast-Betriebszustand.
  • Noch ferner ist die Ansteuerung des vorliegend beschriebenen Gaseinlassventils 1 im Vergleich zum Stand der Technik vergleichsweise einfach. Das Gaseinlassventil 1 lässt eine Ansteuerung über das bevorzugt als 3/2-Wege-Ventil ausgebildete Ventil 61 zu. Insbesondere folgende Komponenten sind für die Ansteuerung des vorliegend beschriebenen Gaseinlassventils 1 nicht erforderlich: Entlastungsventil, Düse und/oder Rückschlagventil. Zudem genügt für die Ansteuerung des Gaseinlassventils 1 eine einzige Steuerleitung in Form der Arbeitsdruckzufuhrleitung 53.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gaseinlassventil
    2
    Gehäuse
    3
    Gaseinlassabschnitt
    4
    Gasauslassabschnitt
    5
    Kompressorblock
    6
    Ventileinrichtung
    7
    erster Gehäuseabschnitt
    8
    Blockanschlussflansch
    9
    Anschraubfläche
    10
    Mittelachse
    11
    Gussauge
    12
    Mittelachse
    13
    Stufenbohrung
    14
    Umgebung
    15
    Verschlussschraube
    16
    Überbrückungseinrichtung
    17
    Ventilsitz
    18
    Bohrung
    19
    Ventilkolben
    20
    Feder
    21
    Dichtabschnitt
    22
    erster Zylinderabschnitt
    23
    Absatz
    24
    Gehäusedeckel
    25
    Auswölbung
    26
    Anschlussflansch
    27
    zweiter Zylinderabschnitt
    28
    Arbeitsdruckzufuhrbohrung
    29
    zweiter Gehäuseabschnitt
    30
    Mittelachse
    31
    Flanschabschnitt
    32
    Wandabschnitt
    33
    Innenraum
    34
    Ventildom
    35
    Durchgangsbohrung
    36
    Federeinrichtung
    37
    Durchbruch
    38
    Kolbenstange
    39
    Fluidleitung
    40
    erster Endabschnitt
    41
    zweiter Endabschnitt
    42
    Kolbeneinrichtung
    43
    erster Kolbenabschnitt
    44
    zweiter Kolbenabschnitt
    45
    Mantelfläche
    46
    Stirnfläche
    47
    Anschlussabschnitt
    48
    Bohrung
    49
    erste Zylinderkammer
    50
    Ringnut
    51
    Dichtring
    52
    zweite Zylinderkammer
    53
    Arbeitsdruckzufuhrleitung
    54
    Druckraum
    55
    Querbohrung
    56
    Ventilsitz
    57
    Ventilkörper
    58
    Bohrung
    59
    Begrenzungselement
    60
    Feder
    61
    Ventil
    64
    Kompressor
    65
    Antriebsmotor
    66
    Koppeleinrichtung
    67
    Kompressorschraube
    68
    Lagereinrichtung
    69
    Lagereinrichtung
    70
    Gehäuse
    71
    Gehäusedeckel
    72
    Gehäusedeckel
    73
    Öleinspritzeinrichtung
    74
    Gaszufuhrleitung
    75
    Anschlussflansch
    DD
    Dichtdurchmesser
    DK1
    Durchmesser
    DK2
    Durchmesser
    DZ1
    Durchmesser
    DZ2
    Durchmesser
    FF
    Kraft
    FO
    Kraft
    FR
    Kraft
    FU
    Kraft
    l1
    Länge
    l2
    Länge
    x
    x-Richtung
    y
    y-Richtung
    z
    z-Richtung
    α
    Winkel

Claims (15)

  1. Gaseinlassventil (1) für einen Kompressor (64), insbesondere für einen Rotationsverdichter, mit:
    einem Gehäuse (2), welches zum Ansaugen eines Gases einen Gaseinlassabschnitt (3) und zum Leiten des angesaugten Gases zu einem Kompressorblock (5) des Kompressors (64) einen mit dem Gaseinlassabschnitt (3) bedarfsgemäß fluidisch wirkverbindbaren Gasauslassabschnitt (4) aufweist;
    einer zwischen dem Gaseinlassabschnitt (3) und dem Gasauslassabschnitt (4) angeordneten Ventileinrichtung (6) mit einem Ventilkörper (57) und mit einem Ventilsitz (56),
    wobei der Ventilkörper (57) in einem geschlossenen Betriebszustand der Ventileinrichtung (6) an dem Ventilsitz (56) dichtend anliegt, und wobei der Ventilkörper (57) in einem geöffneten Betriebszustand der Ventileinrichtung (6) von dem Ventilsitz (56) abgehoben ist;
    einer Kolbeneinrichtung (42), welche einen ersten Kolbenabschnitt (43) und einen sich von dem ersten Kolbenabschnitt (43) unterscheidenden zweiten Kolbenabschnitt (44) aufweist, wobei der erste Kolbenabschnitt (43) in einem ersten Zylinderabschnitt (22) des Gehäuses (2) und der zweite Kolbenabschnitt (44) in einem sich von dem ersten Zylinderabschnitt (22) unterscheidenden zweiten Zylinderabschnitt (27) des Gehäuses (2) verschieblich geführt ist; und
    einer in dem Gehäuse (2) verschieblich gelagerten Kolbenstange (38), welche den Ventilkörper (57) der Ventileinrichtung (6) mit der Kolbeneinrichtung (42) mechanisch koppelt, wobei eine Fluidleitung (39) eine erste Zylinderkammer (49) des ersten Zylinderabschnittes (22) mit dem Gasauslassabschnitt (4) fluidisch wirkverbindet, wobei zum Abheben des Ventilkörpers (57) von dem Ventilsitz (56) eine zweite Zylinderkammer (52) des zweiten
    Zylinderabschnittes (27) mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist.
  2. Gaseinlassventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kolbenstange (38) die Fluidleitung (39) aufweist, wobei die Fluidleitung (39) insbesondere als in der Kolbenstange (38) verlaufender Fluidkanal ausgebildet ist oder dass die Fluidleitung (39) als in dem Gehäuse (2), insbesondere in einer Wandung des Gehäuses (2), verlaufender Fluidkanal ausgebildet ist.
  3. Gaseinlassventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gaseinlassventil (1) eine Federeinrichtung (36) aufweist, welche die Kolbeneinrichtung (42) in Richtung eines Gehäusedeckels (24) des Gehäuses (2) federvorspannt.
  4. Gaseinlassventil nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Federeinrichtung (36) zwischen der Kolbeneinrichtung (42) und einem Ventildom (34) des Gehäuses (2) angeordnet ist, wobei die Federeinrichtung (36) den Ventilkörper (57) über die mechanische Kopplung der Kolbeneinrichtung (42) und des Ventilkörpers (57) mittels der Kolbenstange (38) gegen ihren Ventilsitz (56) federvorspannt.
  5. Gaseinlassventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gaseinlassventil (1) eine Überbrückungseinrichtung (16) aufweist, welche bedarfsgemäß, insbesondere in einem Leerlauf-Betriebszustand des Gaseinlassventils (1), unter Überbrückung der geschlossenen Ventileinrichtung (6) den Gaseinlassabschnitt (3) mit dem Gasauslassabschnitt (4) fluidisch wirkverbindet, wobei die Überbrückungseinrichtung (16) vorzugsweise dazu ausgelegt ist nach dem Wirkprinzip eines Rückschlagventils zu wirken.
  6. Gaseinlassventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes (43) größer als eine Wirkfläche des zweiten Kolbenabschnittes (44) ausgebildet ist, insbesondere ist die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes (43) um mindestens einen Faktor 15 größer als die Wirkfläche des zweiten Kolbenabschnittes (44) ausgebildet.
  7. Gaseinlassventil nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes (43) einem 0,7 bis 1,5-fachen, insbesondere einem 1 bis 1,1-fachen, einer Wirkfläche des Ventilkörpers (57) entspricht.
  8. Gaseinlassventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes (43) und eine Wirkfläche des Ventilkörpers (57) derart dimensioniert sind, dass die Ventileinrichtung (6) bei entlüfteter zweiter Zylinderkammer (52) unabhängig von einem Betriebszustand des Kompressors (64) infolge von auf den ersten Kolbenabschnitt (43) und den Ventilkörper (57) wirkenden Kräften (FO, FU) und infolge einer auf den Ventilkörper (57) wirkenden Federkraft (FF) der Federeinrichtung (36) in ihrem geschlossenen Betriebszustand verbleibt und dass die Ventileinrichtung (6) lediglich mittels einem Anlegen eines Steuerdruckes an die zweite Zylinderkammer (52) geöffnet werden kann.
  9. Gaseinlassventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ventilkörper (57) verschieblich auf der Kolbenstange (38) gelagert ist.
  10. Gaseinlassventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ventileinrichtung (6) eine Feder (60) aufweist, welche zwischen einem Begrenzungselement (59) der Kolbenstange (38) und dem Ventilkörper (57) angeordnet ist.
  11. Gaseinlassventil nach Anspruch 10
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Feder (60) dazu ausgelegt ist, ein Eigengewicht des Ventilkörpers (57) zu tragen.
  12. Kompressor, insbesondere Rotationsverdichter, mit einem Gaseinlassventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Kompressors (64), insbesondere eines Rotationsverdichters, mit einem Gaseinlassventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Verfahrensschritten:
    Starten eines Antriebsmotors (65) des Kompressors (64) und Erzeugen eines Unterdrucks in dem Gasauslassabschnitt (4) des Gaseinlassventils (1), wobei die Ventileinrichtung (6) geschlossen ist;
    druckgesteuertes Öffnen der Überbrückungseinrichtung (16) mittels des in dem Gasauslassabschnitt (4) herrschenden Unterdrucks zum Leiten des angesaugten Gases über die Überbrückungseinrichtung (16) von dem Gaseinlassabschnitt (3) zu dem Gasauslassabschnitt (4);
    Verdichten des angesaugten Gases im Kompressorblock (5);
    Freischalten einer Arbeitsdruckzufuhrleitung (53) zwischen einem Druckraum (54) des Kompressors (64) und einer zweiten Zylinderkammer (52) des Gaseinlassventils (1); und
    Öffnen der Ventileinrichtung (6) mittels der druckbeaufschlagten zweiten Zylinderkammer (52).
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kolbeneinrichtung (42) bei dem Öffnen der Ventileinrichtung (6) gegen eine Federkraft (FF) der Federeinrichtung (36) bewegt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Wirkfläche des ersten Kolbenabschnittes (43) und eine Wirkfläche des Ventilkörpers (57) derart dimensioniert werden, dass die Ventileinrichtung (6) bei entlüfteter zweiter Zylinderkammer (52) unabhängig von einem Betriebszustand des Kompressors infolge von auf den ersten Kolbenabschnitt (43) und den Ventilkörper (57) wirkenden Kräften (FO, FU) und infolge einer auf den Ventilkörper (57) wirkenden Federkraft (FF) der Federeinrichtung (36) in ihrem geschlossenen Betriebszustand verbleibt und dass die Ventileinrichtung (6) lediglich mittels einem Anlegen eines Steuerdruckes an die zweite Zylinderkammer (52) geöffnet wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130136638A1 (en) * 2011-10-19 2013-05-30 Kaeser Kompressoren Gmbh Gas Inlet Valve for a Compressor, Compressor Comprising a Gas Inlet Valve of This Type and Method for Operating a Compressor Comprising a Gas Inlet Valve of This Type
CN109098971A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 入口阀及配备有入口阀的压缩机和压缩机元件

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013010780A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 GEA AWP GmbH Rückschlagventil-Filter-Baugruppe
JP6253278B2 (ja) * 2013-07-03 2017-12-27 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 冷凍サイクル
ITBO20130351A1 (it) * 2013-07-05 2015-01-06 Gardner Denver S R L Valvola di avviamento di una macchina operatrice a fluido funzionante in un impianto sottovuoto
DE102014010534A1 (de) * 2014-07-19 2016-01-21 Gea Refrigeration Germany Gmbh Schraubenverdichter
BE1023111B1 (nl) * 2015-01-15 2016-11-23 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Inlaatklep en vacuümpomp voorzien van een dergelijke inlaatklep.
US10619637B2 (en) 2015-01-15 2020-04-14 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Inlet valve and vacuum pump provided with such an inlet valve
US11313370B2 (en) * 2017-12-08 2022-04-26 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Liquid-injected screw compressor
CN108433747A (zh) * 2018-04-11 2018-08-24 中山大学中山眼科中心 负压式液态标本的采集装置
CN108757449B (zh) * 2018-07-24 2024-06-07 凤阳汇通压缩机制造股份有限公司 一种曲线旋转活塞泵
US11123505B2 (en) 2018-12-05 2021-09-21 Aires Medical LLC Breathing apparatus with breath detection software
US11400250B2 (en) 2018-12-05 2022-08-02 Aires Medical LLC Mechanical ventilator with non-invasive option
US11135392B2 (en) 2018-12-05 2021-10-05 Aires Medical LLC Mechanical ventilator
US11229763B2 (en) * 2018-12-05 2022-01-25 Aires Medical LLC Mechanical ventilator with oxygen concentrator
CN113175431A (zh) * 2021-04-19 2021-07-27 南通贝科真空机械有限公司 一种气阀可调节的螺杆真空泵
WO2023198315A1 (en) * 2022-04-15 2023-10-19 Eaton Intelligent Power Limited Forced air-cooling of air compressor using suction of compressor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB385801A (en) 1931-04-18 1933-01-05 Swiss Locomotive & Machine Works Improvements in and relating to air or gas compressors
DE68904263T2 (de) 1988-08-19 1993-05-06 Kobe Steel Ltd Vakuumpumpe der schraubenbauart.
US6431210B1 (en) 2001-03-27 2002-08-13 Ingersoll-Rand Company Inlet unloader valve
DE60210088T2 (de) 2001-07-17 2006-09-07 Atlas Copco Airpower N.V. Schraubenverdichter
DE60307662T2 (de) 2002-08-22 2007-08-23 Atlas Copco Airpower N.V. Kompressor mit leistungsregelung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT402542B (de) * 1992-06-02 1997-06-25 Hoerbiger Ventilwerke Ag Ansaugregelventil
JP3745427B2 (ja) * 1995-11-14 2006-02-15 Ｓｍｃ株式会社 真空圧制御用スロー排気バルブ
DE102008031024A1 (de) * 2008-06-30 2009-12-31 Wabco Gmbh Ventil
US8469333B2 (en) * 2010-03-13 2013-06-25 Synapse Engineering, Inc. Counter-biased valve and actuator assembly
DE102011084811B3 (de) * 2011-10-19 2012-12-27 Kaeser Kompressoren Ag Gaseinlassventil für einen Kompressor, Kompressor mit einem derartigen Gaseinlassventil sowie Verfahren zum Betreiben eines Kompressors mit einem derartigen Gaseinlassventil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB385801A (en) 1931-04-18 1933-01-05 Swiss Locomotive & Machine Works Improvements in and relating to air or gas compressors
DE68904263T2 (de) 1988-08-19 1993-05-06 Kobe Steel Ltd Vakuumpumpe der schraubenbauart.
US6431210B1 (en) 2001-03-27 2002-08-13 Ingersoll-Rand Company Inlet unloader valve
DE60210088T2 (de) 2001-07-17 2006-09-07 Atlas Copco Airpower N.V. Schraubenverdichter
DE60307662T2 (de) 2002-08-22 2007-08-23 Atlas Copco Airpower N.V. Kompressor mit leistungsregelung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130136638A1 (en) * 2011-10-19 2013-05-30 Kaeser Kompressoren Gmbh Gas Inlet Valve for a Compressor, Compressor Comprising a Gas Inlet Valve of This Type and Method for Operating a Compressor Comprising a Gas Inlet Valve of This Type
US9651048B2 (en) * 2011-10-19 2017-05-16 Kaeser Kompressoren Se Gas inlet valve for a compressor, compressor comprising a gas inlet valve of this type and method for operating a compressor comprising a gas inlet valve of this type
CN109098971A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 入口阀及配备有入口阀的压缩机和压缩机元件

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