NL8200765A - Capaciteitsregelklep voor een compressor. - Google Patents

Description

i- NO 30781 ' - '

Titel: Capaciteitsregelklep voor een compressor.

De uitvinding heeft betrekking op een capaciteitsregelklep voor een compressor voorzien van een zuigkamer en een perskamer met daartussen een door een klep afsluitbare verbinding, welke perskamer met een persleiding is gekoppeld . Een dergelijke regeling is algemeen bekend en wordt 5 toegepast in door Aanvraagster in de handel gebrachte zuigercom-pressoren.

Zuigercompressoren worden dikwijls in een koelinstallatie gebruikt voor het comprimeren van een koudemiddel, in het bijzonder gas of damp. Indien de compressor of deel van de compressor in comprimerende toestand 10 is, wordt door een of een stel zuiger(s) het gas uit de zuigkamer naar de perskamer gebracht en vandaar af via de persleiding afgevoerd. Is daarentegen de compressor of deel van de compressor buiten bedrijf, dan wordt de klep bediend om de verbinding tussen perskamer en zuigkamer te openen. In deze zogenaamde recirculatietoestand wordt het koudemiddel door de zuigers 15 in recirculatie gebracht van de zuigkamer naar de perskamer en vandaar af weer naar de zuigkamer. In deze recirculatietoestand moet echter de perskamer van de persleiding zijn gescheiden om een terugstromen van het koudemiddel uit de persleiding te voorkomen. Deze scheiding wordt op bekende wijze uitgevoerd door een terugslagklep die in de koudemiddelweg van pers-20 kamer naar persleiding is opgenomen.

De bekende regeling heeft dus het nadeel dat een terugslagklep moet-worden toegepast die in de comprimerende toestand een smoorplaats vormt, die gepaard gaat met een ongewenste drukval.

De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een capaciteitsregelklep 25 van de in de aanhef genoemde soort, waarbij het hierboven genoemde nadeel wordt vermeden.

Dit doel wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat de regel-klep bestaat uit een schuif die axiaal verschuifbaar in een afgesloten klepkamer is ondergebracht, dat de wand van de klepkamer in een hoofdzake-30 lijk loodrecht op de verschuivingsrichting van de schuif verlopend vlak is voorzien van een aantal poorten voor de verbinding tussen de inwendige ruimte van de klepkamer en de perskamer en dat de ruimten van de klepkamer aan weerszijden van het aantal poorten een aansluiting hebben voor verbindingen met de zuigkamer respectievelijk persleiding, waarbij in de beide 35 eindstanden van de schuif, een tegen de klepkamerwand aanliggend afsluit-deel daarvan het aantal poorten ten minste gedeeltelijk vrijgeeft.

Door toepassing van deze capaciteitsregelklep is geen terugslagklep tussen perskamer en persleiding meer nodig, doordat in de recirculatie— 8200765 - 2 - toestand van de compressor deze regelklep automatisch de verbinding tussen de persleiding en de perskamer onderbreekt.

Bij voorkeur is in de schuifrichting gezien het afsluitdeel van de schuif kleiner dan de afmeting van de poorten.

5 Hierbij wordt het voordeel bereikt dat bij een eventuele blokkering van de schuif in een middenstand, het aantal poorten nooit volledig wordt afgesloten, zodat in de perskamer geen te hoge druk zou kunnen worden opgebouwd waardoor de perskamer anders zou worden opgeblazen.

Bij een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm heeft de schuif een 10 tweede tegen de klepkamerwand aanliggend afsluitvlak, dat aan het eerstgenoemde afsluitvlak is verbonden.Een ruimte tussen de afsluitvlakken staat steeds in verbinding met de zuigkamer, zodat de druk op de naar elkaar toe gerichte vlakken gelijk is. Daar de ruimte voor de schuif in verbinding

N

staat met de ruiipte achter de schuif, is de druk op de van elkaar af gerichte 15 vlakken gelijk.

Bij deze uitvoeringsvorm is de regelklep volledig gebalanceerd, zodat de schuif met een klein vermogen kan worden bediend.

Bij een uitvoeringsvorm is aan het eindvlak van de schuif dat van de met de persleiding verbonden klepkamerruimte is af gekeerd, een magnetiseer-20 baar anker coaxiaal bevestigd, dat samenwerkt met een coaxiaal opgestelde elektrische spoel.

Bij voorkeur is een voorspanveer aanwezig, die de schuif voorspant in de richting van de met de persleiding verbonden klepkamerruimte af. De ruimte waarin de elektrische spoel is ondergebracht, grenst aan de pers-25 kamer.

Bij deze uitvoeringsvorm is in de recirculatietoestand van de compressor de regelklep bekrachtigd. Hierbij wordt het voordeel bereikt dat in de bekrachtigde toestand van de spoel, deze wordt gekoeld door het koudemiddel dat zich in de perskamer bevindt en tijdens de recirculatie een relatief 30 lage temperatuur heeft.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van de uitvinding is getoond.

In de tekening is een zuigercompressor afgebeeld, echter is het duide- 35 lijk dat de capaciteitsregelklep volgens de uitvinding ook bij andere typen compressoren kan worden toegepast. Dergelijke zuigercompressoren worden veelvuldig in koelinstallaties gebruikt, waarbij als koudemiddel freon— of ammoniakgas wordt toegepast. De capaciteitsregelklep volgens de uitvinding » blijkt ook geschikt te zijn voor andere toepassingen. 1 8200765

De compressor bestaat uit een zuigkamer 1 en een perskamer 2 in de kop - 3 - * van de compressor. De regelklep is op de kop gemonteerd en grenst direkt aan de perskamer 2. Deze regelklep bestaat uit een cilindrische klepkamer 3, 4, 5 en 6 en een daarin axiaal verschuifbare schuif 7. De rechterzijde 3 van de klepkamer staat in verbinding met de ruimte 8 waarop een in de 5 tekening niet getoonde persleiding kan worden aangesloten.

In de klepkamèrwand zijn een aantal poorten 9 aanwezig dat de klepkamer met de perskamer 2 verbindt. Het gedeelte van de klepkamer waarin de poorten 9 zijn aangebracht, wordt gevormd door een in de klepkamer geperste cilinderbus 10, in de wand waarvan gaten zijn geboord. De poorten 9 worden 10 omgeven door een ringvormige ruimte 11 die als een uitloper van de perskamer 2 is te beschouwen. Door toepassing van de losse cilinderbus 10 kunnen de poorten 9 op een eenvoudige wijze worden aangebracht.

De cilindrische schuif 7 heeft twee ringvormige afsluitvlakken 12, 13. Het eerste afsluitvlak 12 ligt tegen de binnenwand van de cilinderbus 10 15 aan, terwijl het tweede afsluitvlak 13 tegen een cilindrische wand van het klepkamerdeel 4 aanligt. Voor de effektieve afsluiting kan elk bekend afsluitend orgaan worden toegepast. ·

De schuif 7 is uit de getekende stand links van de poorten verschuifbaar naar rechts en omgekeerd.

20 Tussen de genoemde afsluitvlakken 12, 13 is een uitsparing 14 aanwezig, waarbij een ruimte 4 door het uitsparingsvlak en de klepkamerwand wordt afgesloten. Op deze ruimte is een verbindingsleiding 15 aangesloten, op een zodanige plaats dat in elke stand van de schuif 7 de verbindingsleiding 15 steeds uitmondt in de door de uitsparing 14 gevormde ruimte 4; Deze ver-25 bindings leiding 15 loopt naar de zuigkamer 1. De verbinding tussen de genoemde ruimte 4 en de zuigkamer 1 kan ook via doortochten in de kop en het compressorhuis tot stand worden gebracht.

De regelklep is in de comprimerende toestand getekend. De zuigers 16 en 17 zuigen koudemiddel uit de zuigkamer 1 en transporteren dit naar de 30 perskamer 2. Zuigercompressoren zijn algemeen bekend, zodat het hier niet nodig is om daarop verder in te gaan. Het koudemiddel wordt uit de perskamer 2 via de poorten 9 en de ruimte 8 naar de in de tekening niet afge-beelde persleiding geperst.

Wanneer de compressor door bediening van de regelklep in de recircu-35 latietoestand gebracht wordt, wordt de schuif 7 van links naar rechts verschoven, totdat het eerste afsluitvlak 12 voorbij de poorten 9 ligt. In deze recirculatietoestand is een koudemiddelweg tot stand gebracht, die van de zuigkamer 1 af via de perskamer 2, de poorten 9, de door de uitsparing 14 begrensde ruimte 4, de verbindings leiding 15 en weer naar de zuigkamer ver-40 loopt. In deze toestand wordt het koudemiddel door de zuigers 16, 17 in re- 8200765 -4- circulatie gebracht, terwijl geen koudemiddel naar de ruimte 8 meer wordt getransporteerd.

De mogelijkheid bestaat echter, dat de schuif 7 op een of andere wijze geblokkeerd wordt en blijft hangen. Wanneer in de geblokkeerde toestand het 5 afsluitvlak 12 zich rechts van de poorten 9 bevindt, levert dit geen problemen op, omdat de compressor in zijn ongevaarlijke recirculatietoestand blijft.

Ook wanneer het afsluitvlak 12 aan de linkerzijde van de poorten 9 blijft hangen, zal er geen probleem rijzen, omdat een op de persleiding aangesloten, in de tekening niet getoond vat volgens voorschrift van een overdrukbeveili-10 ging moet worden voorzien. Een geblokkeerde middenstand levert echter een probleem op, omdat de poorten 9 door het afsluitvlak 12 volledig kunnen worden afgesloten. Wanneer de poorten 9 in de geblokkeerde middenstand door het eerste afsluitvlak zouden worden afgesloten, kan door de opgebouwde druk in de perskamer 2 de compressor warden opgeblazen. Aan deze problemen wordt 15 tegemoet gekomen, doordat de afmeting van het eerste afsluitvlak 12 in de schuifrichting kleiner is gekozen dan de afmeting van de poorten 9 gemeten in dezelfde richting. Hierdoor is geen enkele stand van de schuif 7 mogelijk-, waarin de poorten worden afgesloten. In de middenstand blijft dus steeds een doortocht open naar de zuigkamer 1, of de ruimte 8 of beide.

20 Opgemerkt wordt dat gebalanceerde kleppen op zichzelf bekend zijn. Door de uitvoeringsvorm van de schuif 7 met de genoemde uitsparing 14, terwijl de verbindingsleiding 15 steeds uitmondt in de door de uitsparing 14 gevormde ruimte 4, is de schuif reeds gebalanceerd ten aanzien van de druk die in de zuigkamer 1 heerst en via de verbindingsleiding 15 naar de schuif 7 wordt 25 overgebracht. De balancering van de schuif is optimaal wanneer de tegenover elkaar liggende vlakken 18, 19 van de uitsparing 14, die dwars op de hartlijn van de schuif 7 verlopen tot aan de afdichting 12 en 13, hetzelfde doorsnede oppervlak hebben binnen de afdichting.

De balancering ten aanzien van de persdruk in de ruimte 8, die op het 30 rechtervlak 20 van de schuif 7 werkt, wordt bereikt door een doorlopende doortocht die vanaf het rechter eindvlak 20 naar het linker eindvlak 21 van de schuif 7 verloopt. Deze doortocht wordt in de getekende uitvoering gevormd door de ruimte tussen de bedieningsstang 22 en de boring 23 van de schuif 7. Om deze balancering tot stand te brengen kan de bedieningsstang 22 35 ook hol zijn en van een dwarsgat ter plaatse van de ruimte 5 worden voorzien. Deze laatste oplossing is niet getekend omdat deze op zichzelf al voldoende duidelijk is. Door de genoemde doortocht is de druk op de linker en rechter eindvlakken 21 resp. 20 van de schuif 7 gelijk en door hun gelijke oppervlakken van de doorsnede binnen de afdichting is de schuif 7 ten aan-40 zien van de persdruk nagenoeg gebalanceerd. Een verstoring wordt veroorzaakt 8200765 * » .--5- r door het oppervlak van de doorsnede van de stang.

De verschuiving van de schuif 7 kan op elke wijze worden bestuurd, bijvoorbeeld pneumatisch. Bij voorkeur is in de getoonde uitvoeringsvorm de schuif elektromagnetisch bestuurd, hetgeen het voordeel biedt dat de schuif volledig gebalanceerd wordt, 5 De elektromagnetische besturingsinrichting bestaat uit een spoel 24 die via elektrische geleiders 25 kan worden bekrachtigd. Deze spoel 24 is in het linker gedeelte 6 van de regelklepkamer opgesteld en opgesloten tussen de bus 26 en de kap 27. Met behulp van 0-ringen 28 en bus 35 is de ruimte'van de spoel gescheiden van de ruimten 30, 36, 5. In de inwendige ruimte van de 10 elektrische spoel 24 is een anker 29 uit magnetiseerbaar materiaal gedeeltelijk opgenomen en daarin axiaal verschuifbaar. Het anker 29 is op de be- dieningsstang 22 van de schuif 7 geschroefd. Het anker 29 is verschuifbaar \ ondersteund als alternatief in de uitsparing 30 van de kap 27. De ondersteuning kan plaatsvinden t.p.v. boring 31. De verschuiving van het anker 29 15 wordt tot stand gebracht door bekrachtiging van de spoel 24.

Slechts een klein gedeelte 31 van de boring van bus 26 heeft een relatief kleine diameter. Het resterende gedeelte 32 van de boring van de bus 26 heeft een grotere diameter voor het opnemen van ëën einde van de voorspan-veer 33. Het andere eind van de veer 33 steunt af op het rechtervlak van het 20 anker 29. Ten behoeve van de balancering kan tussen het gedeelte 31 van de boring van de bus 26 en de bedieningsstang 22 een ruimte aanwezig zijn. Om de volledige balancering van het anker te bereiken is ook het anker met een kleine speling in zijn geleidingsuitsparing 30 opgenomen. D.w.z. in de ruimten 5, 8, 36 en 30 heerst gelijke druk zodat de schuif volledig geba-25 lanceerd is.

Zoals in de tekening is te zien, is de klepkamer aangrenzend aan de perskamer 2 geplaatst, terwijl de schuif 7 in de richting van zijn comprimerende stand wordt voorgespannen. Hierdoor wordt het voordeel bereikt dat wanneer de spoel 24 is bekrachtigd en dus wordt verwarmd, deze via de 30 wand 34 van de kop van de compressor door het koudemiddel in de perskamer 2 wordt gekoeld, welk koudemiddel een lagere temperatuur dan de spoel heeft, omdat de compressor bij bekrachtigde spoel zich in de recirculatietoestand bevindt. Door de perskamer 2 stroomt immers in deze toestand het relatief koud koudemiddel afkomstig van de zuigkamer I.

35 Hoewel de uitvinding aan de hand van een in de tekening weergegeven bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm is beschreven, is het duidelijk dat binnen het kader van de uitvinding diverse varianten mogelijk zijn.

8200765

Claims (5)

1. Capaciteitsregelklep voor een compressor voorzien van een zuig-kamer en een perskamer met daartussen een door de regelklep bestuurde verbinding, welke perskamer met een persleiding is gekoppeld, met het kenmerk, dat de regelklep bestaat uit een schuif die axiaal verschuif- 5 baar in een afgesloten klepkamer is ondergebracht, dat de wand van de klep-kamer in een hoofdzakelijk loodrecht op de verschuivingsrichting van de schuif verlopend vlak is voorzien van een aantal poorten voor de verbinding tussen de inwendige ruimte van de klepkamer en de perskamer en dat de ruimten van de klepkamer aan weerszijden van het aantal poorten een aansluiting 10 hebben voor verbindingen met de zuigkamer respectievelijk persleiding, waarbij in de beide eindstanden van de schuif, een tegen de klepkamerwand aanliggend afsluitdeel daarvan het aantal poorten ten minste gedeeltelijk vrijgeeft.

2. Capaciteitsregelklep volgens conclusie 1, met het ken- 15 merk, dat in de schuifrichting gezien de afmeting van het afsluitdeel van de schuif kleiner is dan de afmeting van de poorten.

3. Capaciteitsregelklep volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk , dat de schuif een tweede tegen de klepkamerwand aanliggend afsluitvlak heeft, dat met het eerstgenoemde afsluitvlak verbonden is met 20 een ruimte tussen de afsluitvlakken, die in elke stand van de schuif tegenover de aansluiting van de verbinding naar de zuigkamer ligt, waarbij de naar elkaar toegekeerde vlakken van de uitsparing hoofdzakelijk een gelijk oppervlak hebben, en dat tussen de eindvlakken van de schuif een doorlopende doortocht aanwezig is. 25

4. Capaciteitsregelklep volgens ëën van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat aan het eindvlak van de schuif dat van de met de persleiding verbonden klepkamerruimte is afgekeerd, een magnetiseerbaar anker coaxiaal is bevestigd, dat samenwerkt met een coaxiaal opgestelde elektrische spoel. 30

5. Capaciteitsregelklep volgens conclusie 4, met het ken merk, dat een voorspanveer aanwezig is, die de schuif voorspant in de richting van de met de persleiding verbonden klepkamerruimte af en dat dé ruimte waarin de elektrische spoel is ondergebracht, aan de perskamer grenst. 8200765