SE503852C2 - Roterande skruvkompressor med avlastningsanordning - Google Patents

Description

15 20 25 30 505 852 Genom avlastning medelst lyfiventiler kan en högre grad av effektbesparing uppnås än genom strypning av inloppet emedan endast en liten del av luften komprimeras och detta med en låg tryckhöjning. Genom pneumatisk påverkan av lyfiventilema med luften från avloppskanalen som trycklufiskälla uppnås en mycket enkel reglering av ventilerna och dessa kommer att stängas och öppnas automatiskt i beroende av lufttrycket i avloppskanalen.

Enligt uppfinningen är en i omgivande lufi mymiande grenledning ansluten till avloppskanalen och försedd med en ventil. Genom styrning av denna ventil i beroende av trycket i leveransledningen kan avlastning av kompressom åstadkommas automatiskt vid reducerad eller avbruten leverans av komprimerad lufi.

Fördelama med uppfinningen blir av särskild betydelse vid tillämpning på en flerstegs- kompressor.

Andra fördelaktiga utforingsforrner av uppfinningen är angivna i beroendekraven.

Uppfinningen kommer att förklaras genom följande detaljerade beskrivning av en föredragen utforingsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritning, som schematiskt visar en tvåstegskompressor enligt uppfinningen.

Den visade kompressoms har ett forsta steg 10 och ett andra steg eller slutsteg 20. Det forsta steget 10 har en inloppskanal 12 for luft och en avloppskanal 13 ansluten till inloppskanalen 22 hos slutsteget 20. Luften avgår från slutsteget 20 genom avloppskanalen 23, som är ansluten till en leveransledning 37 via en backventil 35.

I varje steg komprimeras luften av ett par samverkande skruvrotorer av vilka endast en ll, 21 är synlig i varje steg. Rotorema ll, 2l har skruvlinjeforrnigt fórlöpande lober och mellan- liggande spår genom vilka de är i ingrepp med varandra bildande vinkelformade arbetskamrar.

En arbetskammare begränsas av en främre och en bakre tätningslinje, som vardera består av delar bildade mellan rotorerna och mellan varje rotor och arbetsrummets 10 15 20 30 3 so: 852 väggar. På ritningen markerar en frärnre tätningslinje 19a, 29a och en bakre tätningslinje 19b, 29b en arbetskammare i ett läge omedelbart innan den kommer i förbindelse med avloppet.

Varje kammare kommunicerar till en början under lyllningsfasen med inloppet varefier den under en kompressionsfas bildar ett slutet rum med avtagande volym medan kammaren rör sig mot avloppet och slutligen under en avloppsfas kommunicerar med avloppet. Förhållandet mellan arbetskammarens volym omedelbart efler kommunikationen med inloppet har avskurits och arbetskamrnarens volym omedelbart innan den bringats i kommunikation med avloppet definieras som det inre volymförhållandet, Vi.

Det första steget är försett med en lyfiventil 14 i kompressionsrummets cylindriska vägg, genom vilken Vi och kapaciteten kan reduceras i detta steg. I stängt läge sammanfaller ventilen 14 med den cylindriska väggen och tätar mot lobtopparna hos rotorn 11, varigenom firll Vi = 2,2 emås. I öppet läge är lyfiventilen 14 upplyflad från rotom 11 och öppnar en förbindelse mellan annars slutna arbetskamrat och inloppskanalen genom en returkanal 16. Lyftventilen 14 sträcker sig axiellt tillräckligt långt åt vänster i figuren för att täcka även arbetskamrar som fortfarande befinner sig i fyllningsfas. Därigenom åstadkommes ett återflöde även över rotor- lobtopparna från kamrar i kompressionsfas till kamrar i fyllningsfas. Kompressionsgraden vid öppen lyftventil bestäms av vinkelavståndet Aon, vilket är den distans en bakre tätningslinje rör sig från det läge vid vilket det lämnar ventilöppningen till läget vid vilket den tillhörande främre tätningslinjen når avloppet. Det första stegets 10 V; är cirka 1,2 när lyflventilen är öppen.

Den ovanstående beskrivningen av första steget 10 gäller i stor utsträckning även slutsteget 20.

Slutstegets 20 returkanal 26 myrmar emellertid inte i inloppskanalen 22 hos detta steg utan i inloppskanalen 12 hos det första steget 10. När lyfiventilen 24 är öppen börjar således komp- ressionen i slutsteget 20 vid en trycknivå lika med trycket i första stegets inloppskanal 12.

Ventilens 24 ventilöppning, liksom ventilens 14 ventilöppning, befinner sig även mitt för arbetskamrar som fortfarande befinner sig i fyllningsfas. Därför kommer trycket hos det första stegets inloppskanal 12 även att råda i slutstegets inloppskanal 22 på grund av kommunika- tionen genom returkanalen 26 när ventilen 24 är öppen.

UI 10 15 20 30 503 852 Ändamålet med lyftventilema 14, 24 är att avlasta kompressom vid start och vid perioder när behovet av komprimerad luft är reducerat eller avbrutet. Med öppna ventiler kommer endast en liten mängd lufl att komprimeras emedan en arbetskarnmares volym när kompressionen igång- sättes är avsevärt reducerad och komprimeringsgraden är låg. I princip kan V; vara så lågt som nära 1,0 men det är önskvärt att ha en något högre V; för att upprätthålla ett visst niinirrtitryck på lagren hos rotorema även när kompressom arbetar obelastad. Den effektbesparing som kan uppnås genom reducering av V; under 1,3 är i praktiken försumbar.

Enligt uppfinningen är ett automatiskt styrt påverkningssystem anordnat för att hålla ventilema 14, 24 öppna när avlastning är erforderlig men i övrigt stängda. Detta system skall beskrivas med hänvisning till första stegets 10 lyñventil 14 men gäller likaväl för slutstegets lyfiventil.

Lyfiventilen 14 har formen av en kolv i en pneumatisk cylinder 18 och har en tryckyta 17 exponerad mot trycket i cylindern. En mekanisk dragfiäder är fästad i ventilen 14 och tenderar att lyfta ventilen fi-ån stängt läge. Vid start är lyftventilen 14 påverkad enbart av dragfiädem 15 och dragkraften är tillräcklig för att hålla ventilen öppen.

Slutstegets avloppskanal 23 är försedd med en grenledning 31, genom vilken avloppskanalen kan ventileras till omgivande lufi genom en avstängningsventil 33. Vid start är denna ventil stängd liksom backventilen 35, som förbinder avloppskanalen 23 med leveransledningen 37.

Vid start byggs därför ett övertryck upp i avloppskanalen. Detta tryck överförs till de pneuma- tiska cylindrarna 18 och 28 hos lyfiventilema 14 respektive 24. När trycket har nått en viss nivå blir kraften på tryckytoma 17, 27 hos lyltventilerna tillräckligt stor för att stänga ven- tilema mot verkan av tillhörande dragfiäder 15, 27, med det resultatet att kompressom startar med fiill kapacitet och högsta V¿ och tvingar backventilen 35 till öppet läge för leverans av luften till konsumenten.

Avstängningsventilen 33 i grenledningen 31 regleras till öppet eller stängt läge av en ventil- inställningsanordning 34, som kan vara av elektromagnetisk eller hydraulisk typ. Inställnings- anordningen är styrd av ett tryckavkännande organ 36, som avkänner trycket i leverans- ledningen 37. Inställningsanordningen 34 är anordnad att öppna ventilen 33 när 10 15 5 503 852 trycket i leveransledningen 37 överskrider ett visst värde och stänga den när trycket är under ett visst värde, som är något lägre.

Skulle en minskning eller ett upphörande av kravet på komprimerad luft inträffa, stiger trycket i leveransledningen 37 med resultatet att ventilen 33 öppnas i beroende av det ökade trycket, som avkännes av tryckavkännande organet 36. Avloppskanalen 23 kommer därigenom att ventileras till omgivande luft och backventilen att stängas beroende på tryckfallet på dess upp- strömssida. Det låga trycket i avloppskanalen 23 överförs genom ledningen 32 till tryckytoma 17, 27 hos lyfiventilerna 14 respektive 24, och dessa kommer att öppnas så, att kompressom börjar gå avlastad.

När full efterfrågan på komprimerad lufi åter inträffar faller trycket i leveransledningen 37 så att avstängningsventilen 33 stängs i beroende av det lägre avkända trycket av det tryckav- kännande organet 36. Strax därefier kommer lyñventilema 14, 24 att stängas beroende på det tryck, som byggts upp i avloppskanalen 23 när avstängningsventilen 33 är stängd, och kompressom kommer att avlämna komprimerad lufi igen.

Claims (5)

10 15 20 25 30 503 852 s Patentkrav:

1. Roterande skmvkompressor med åtminstone ett kompressorsteg och innefattande ett slutsteg (20) med en luftavloppskanal (23), varvid varje steg (10, 20) är försett med en avlast- ningslyftventil (14, 24) med ett öppet och ett stängt läge, i vilket öppna läge ifrågavarande stegs inbyggda volymsforhållande V; är reducerat och varje lyfiventil (14, 24) är försedd med fiäderorgan (15, 25) och påverkningsorgan ( 17, 27), vilka íjäderorgan (15, 25) påverkar tillhörande lyfiventil (14, 24) med en krafi i riktning mot ventilens öppningsläge och vilka påverkningsorgan (17, 27) påverkas av styrorgan för stängning av tillhörande lyffventil (14, 24) i beroende av nämnda styrorgan, k ä n n e t e c k n a d a v att närrmda styrorgan innefattar ledningsorgan (32) för åstadkommande av en förbindelse för luft mellan avloppskanalen (23) och vart och ett av nämnda påverkningsorgan (17, 27), och grenledningsorgan (31) i förbindelse med nänmda avloppskanal (23) och mynnande i omgivande luñ via en ventilanordning (33), varvid nämnda ventilanordning (33) är försedd med en inställningsanordning (34), varjämte nämnda avloppskanal (23) är ansluten till en leveransledning (37) via en backventil (35) och nämnda leveransledning (3 7) är försedd med ett tryckavkännande organ (36), som är anordnat att styra nämnda inställningsanordning (34).

2. Kompressor enligt krav 1 innefattande åtminstone två steg (10, 20).

3. Kompressor enligt krav 1 eller 2, varvid var och en av nämnda ljäderorgan ( 15, 25) utgörs av en mekanisk dragfiäder och vart och ett av nämnda påverkningsorgan (17, 27) utgörs av en pneumatisk kolv förbunden med tillhörande lyfiventil (14, 24) och har en tryckyta (17, 27) som är exponerad för luften i nämnda ledningsorgan (32)

4. Kompressor enligt krav 1 eller 2, varvid vart och ett av nämnda steg (10, 20), när dess lyflventil (14, 24) är i öppet läge har ett inbyggt volymsförhållande Vi i storleksordningen 1,0 < V; < 1,4.

5. Kompressor enligt något aav kraven 1-4, varvid nämnda ventilinställningsanordning(34) är anordnad att öppna nämnda ventilanordning (33) när trycket, som avkänns av det tryckavkännande organet (36) överstiger ett förut bestämt första värde och att stänga nämnda ventilanordning (33) när nämnda tryck faller under ett förut bestämt andra värde.