DE219419C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Ja 219419 KLASSE 27b. GRUPPE

INGERSOLL-RAND COMPANY in NEW-YORK.

Entlastungsvorrichtung für Verbundkompressoren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. September 1908 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrich-' tung zum Entlasten von Verbundkompressoren mit selbsttätiger Ent-, und Belastung. Sie besteht im wesentlichen in der Anordnung der bekannten Zusatzbehälter in Verbindung mit Regelvorrichtungen, welche von dem Drucke im Hauptbehälter abhängig sind, so daß durch das Spiel der Regelvorrichtung Zusatzbehälter ein- und ausgeschaltet werden können. Auf

ίο diese Weise wird das Ansaugevolumen des Kompressors und damit seine Leistung beeinflußt.

Die Innenräume der mit den Ventilen zusammenwirkenden Zusatzbehälter an dem Hochdruckzylinder stehen dabei zu den Innenräumen der Zusatzbehälter am Niederdruckzylinder in einem derartigen Verhältnis, daß der Druck im Kühler der Kompressoranlage annähernd konstant bleibt.

Es ist nicht ausgeschlossen, die Entlastungsvorrichtung nach der Erfindung statt an dem Hoch- und Niederdruckzylinder anzubringen, . dieselbe nur am Niederdruckzylinder eines Verbundkompressors anzuordnen.

Fig. ι zeigt die Stirnansicht eines Verbundkompressors mit der Entlastungsvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht und Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Niederdruckzylinder.

Fig. 4 zeigt schaubildlich die Vorrichtung zum Ent- und Belasten einzig und allein des Niederdruckzylinders des Verbundkompressors und Fig. 5 eine Draufsicht einer abgeänderten Ausführungsform der Entlastungsvorrichtung, bei welcher an Stelle der bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendeten vier Regler nur zwei durch das Druckmittel eingestellte Regler zur Entlastung und Belastung des Hoch- und des Niederdruckzylinders angeordnet sind.

Der Verbundkompressor (Fig. 1, 2 und 3) besteht aus dem Niederdruckzylinder 1, dem Hochdruckzylinder 2 und dem zwischen denselben aufgestellten Kühler 3, von dem ein» Rohr 4 nach dem Niederdruckzylinder 1 und ein Rohr 5 nach dem Hochdruckzylinder 2 führt. Von letzterem geht nach dem (nicht gezeichneten) Hauptbehälter ein Rohr 6 ab. Am Niederdruckzylinder sitzen die Hauptauslaßventile 7 und am Hochdruckzylinder die Hauptauslaßventile 8 (Fig. 1). Der Kornpressor erhält von einer geeigneten Kraftquelle Antrieb.

Am Niederdruckzylinder 1 befinden sich die Zusatzbehälter 9 und am Hochdruckzylinder 2 die Zusatzbehälter 10. Die Ventile 11 stellen die Verbindung zwischen dem Niederdruckzylinder ι und den Zusatzbehältern 9, die Ventile 12 dagegen die Verbindung zwischen dem Hochdruckzylinder 2 und den Zusatzbehältern 10 her und heben dieselbe auf.

Es können vier Zusatzbehälter 9 mit Ventilen an den Kopfenden des Niederdruckzylinders ι und ebenso vier Zusatzbehälter 10 am Hochdruckzylinder 2 vorgesehen sein. Der Druck im. Räume hinter den Ventilen an den Zusatzbehältern wird durch Regelungsvorrichtungen, die vom Druckmittel gesteuert werden, beeinflußt.

Aus dem Hauptbehälter führt ein Rohr 28 nach dem neben dem Niederdruckzylinder angeordneten Regler, der aus einem Doppelkolbenhauptschieber und einem seitlich von letzterem

45

5°

55

6ο

65

70

angeordneten Schieber besteht, derart, daß der vom Doppelkolben umschlossene Raum und das Gehäuse für ersteren unter dem Druck im Hauptbehälter stehen. Kanäle an diesem Schieber stellen die Verbindung des Raumes hinter den Ventilen für die Zusatzbehälter an den Hoch- und Niederdruckzylindern entsprechend mit der Außenluft oder mit dem Hauptbehälter und dem Kühler, und zwar entsprechend der jeweiligen Stellung des Schiebers her. In der einen Stellung des Hauptschiebers sind die Ventile in den Zusatzbehältern des Hochdruckbehälters belastet, indem der Raum hinter ihnen durch das Innere des Doppelkolbengehäuses und das Rohr 28 mit dem Hauptbehälter in Verbindung steht, während die Ventile der Zusatzbehälter am Niederdruckzylinder dadurch belastet sind, daß auf ihre Rückseiten der Druck im Kühler wirkt. In der anderen Stellung des Hauptschiebers sind die Ventile für die Zusatzbehälter am Hochdruckzylinder entlastet, da auf ihre Rückseiten der Druck der Außenluft wirkt, wohingegen die Ventile der Zusatzbehälter am Niederdruckzylinder durch den Druck der Außenluft auf ihre hinteren Flächen entlastet sind.

Über dem Schieber zur Verstellung des Doppelkolbenhauptschiebers ist ein mit ersterem verbundener Kolben angeordnet, der durch einen mit Gewichten 37 besetzten Arm 36 so lange seine Stellung beibehält, bis ein vorher festgesetzter Hochdruck erreicht ist. Die Gewichte 37 können so eingestellt sein, daß die Rückseite der Ventile am Zusatzbehälter entlastet ist durch die Bewegung des Hauptschiebers, die durch den Schieber erfolgt, wenn ein vorher bestimmter hoher Druck erreicht ist. Jeder der vier durch das Druckmittel selbst gesteuerten Regler regelt das Entlasten je eines der Ventile am Zusatzbehälter 9 an dem einen Ende des Niederdruckzylinders und je eines der Ventile eines Zusatzbehälters 10 am anderen Ende des Hochdruckzylinders.

In der Ausführung nach Fig. 5 sind nur zwei durch das Druckmittel gesteuerte Regler dargestellt, von denen ein jeder den Druck auf den Rückseiten der Ventile für die beiden Zusatzbehälter an den voneinander abgelegenen Enden des Niederdruckzylinders und den Druck auf den Rückseiten der Ventile für die beiden Zusatzbehälter an den voneinander abgelegenen Enden des Hochdruckzylinders regelt. Bei der Anlage nach Fig. 4 ist nur der Niederdruckzylinder ι mit Zusatzbehältern und Reglern für ihre Ventile ausgestattet.

Aus den dargestellten Ausführungsformen geht hervor, daß jede beliebige Anzahl von Zusatzbehältern und von Reglern verwendet werden kann, um den verschiedensten Anforderungen zu genügen.

Die Wirkung und^; Betriebsweise der einfachsten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes würde folgende sein:

Ein Zusatzbehälter von bestimmter Größe wird an dem Niederdruckzylinder angebracht, und ein durch den Druck des Druckmittels gesteuerter Regler ist für das Ventil des Zusatzbehälters vorgesehen. Beim Anlassen des Kompressors steigt der Druck im Zusatzbehälter entsprechend der Erhöhung des Druckes in der Kompressoranlage. Hat der Druck die für einen regelmäßigen Betrieb geeignete Höhe erreicht, so sucht das Ventil des Zusatzbehälters infolge des gegen die Rückseite des Ventils wirkenden Druckes aus dem Hauptbehälter geschlossen zu bleiben. Wenn aber der Druck auf eine vorher bestimmte Höhe gestiegen ist, so wird der unter der Einwirkung des Behälterdruckes eingestellte Regler die Rückseite des Ventils für den Zusatzbehälter durch Verbindung derselben mit der Außenluft entlasten, wodurch beim Vorwärtsgang des Kolbens das unter Druck stehende Mittel aus dem Zylinder in den Zusatzbehälter gedrückt und beim Rückwärtsgang des Kolbens aus dem Zusatzbehälter in den Zylinder zurückgeführt wird, wobei das : nicht entlastete Ventil so lange offen bleibt, bis die Kraft der an sich sehr leichten Ventilfeder kleiner ist als der Druck des Druckmittels im Zylinder auf das Ventil. Auf diese Weise wird die Antriebskraft des Kompressors auf einen vorher bestimmten Grad selbsttätig herabgesetzt, der bestimmt ist durch das Verhältnis des Raumes im Kompressorzylinder zu demjenigen im Zusatzbehälter. Sinkt der Druck im Hauptbehälter, so belastet der Regler das Ventil des Zusatzbehälters selbsttätig dadurch, daß der Raum hinter diesem Ventil mit dem Druck im Hauptbehälter in Verbindung tritt, wodurch das Ventil geschlossen wird und der Kompressor wieder unter voller Kraft in Betrieb treten kann.

Bei nicht belastetem Niederdruckzylinder sinkt der Druck im Kühler im Verhältnis zum Raum im Zusatzbehälter, wobei der Hochdruckzylinder das Druckmittel weiter aus dem Kühler aufnimmt und dasselbe nach dem Hauptbehälter zu zusammendrückt. Wenn dies auch in manchen Fällen genügen würde, so ist es doch nicht sparsam; denn es würde nicht genügend Wärme durch den Kühler abgeführt werden können, was aus folgender. Erwägung sofort klar wird. Wenn die Zusatzbehälter am Niederdruckzylinder ihren Raum um ein Drittel verkleinern, so müssen die Zusatzbehälter für den Hochdruckzylinder von solcher Größe sein, daß sie den Raum im Hochdruckzylinder auch um ein Drittel verkleinern. Es werden daher Nieder- und Hochdruckzylinder zusammengenommen einen schädlichen Raum haben, der im Verhältnis steht zu den Räumen in den Zylindern. Durch diese Anordnung wird erzielt,

daß der Druck im Kühler infolge des in entsprechendem Verhältnis erfolgenden Be- und Entlastens des Hoch- und Niederdruckzylinders in der Hauptsache konstant bleibt.
Eine solche Anordnung ermöglicht das gleichmäßige Be- und Entlasten bei einem kleinstmöglichen Aufwand an Kraft. Wenn z. B. der Niederdruckzylinder in einem kleineren Verhältnis entlastet würde als der Hochdruckzylinder oder umgekehrt, so würde der Druck im Kühler sich entsprechend verändern und dadurch ein ungleichmäßiger Kraftverbrauch für die beiden Zylinder entstehen.

Für eine stufenweise Entlastung des Kompressors sind eine große Anzahl von Zusatzbehältern für jeden Hoch- und Niederdruckzylinder anzuordnen, und die Regler für die verschiedenen Ventile der Zusatzbehälter werden durch Veränderung ihrer Gewichte 37 derart eingestellt, daß sie die genannten Ventile in dem Maße entlasten, wie der Druckmitteldruck auf vorher bestimmte Höhe ansteigt, und die Ventile belasten, wie der Druck auf vorher bestimmte Höhe sinkt. Dadurch kann der Kompressor nach Maßgabe der Steigerung des Druckes allmählich entlastet und nach Maßgabe des Sinkens des Druckes belastet werden. Dies ist wesentlich für den Erfindungsgegenstand, insofern beim Belasten oder bei Aufhebung der Belastung alle Stöße auf die Maschine beseitigt werden.

Der eine Weg zur Erzielung dieses Ergebnisses unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Belastung beim Vor- und Rückwärtsgange der Maschine würde daher sein, zunächst gleichmäßig das Ventil für den einen Zusatzbehälter am vorderen Ende des Niederdruckzylinders und das Ventil für den einen Zusatzbehälter am hinteren Ende des Hochdruckzylinders und dann gleichzeitig das Ventil des Zusatzbehälters am hinteren Ende des Niederdruckzylinders sowie das Ventil am Zusatzbehälter am vorderen Ende des Hochdruckzylinders zu entlasten.

Nach Entlastung der Ventile für die Zusatzbehälter stehen sie so lange offen, bis der Druck des Druckmittels auf die Ventile die Kraft der Ventilfedern überwiegt. Daher wird die zur Füllung des Zusatzbehälters nötige Arbeit beim Rückgang der Maschine wieder an diese abgegeben, wenn die Menge des Druckmittels expandiert ist.

Wenn infolge der Verminderung des Druckes bis unter die Kraft der Ventilfedern die unbelasteten Ventile an dem von diesen abgelegenen Ende des Kolbenhubes sich schließen sollten, so werden dieselben sofort wieder geöffnet, wenn der Kolben sich nach ihnen hin bewegt. Diese Ventile bleiben offen stehen, bis der Druck in den Zusatzbehältern bis unter die Kraft der genannten Ventilfedern vermindert ist. .

Arbeitet die Maschine mit geschlossenen Zusatzbehälterventilen, so bleiben die Zusatzbehälter beim Höchstdruck mit Druckmittel gefüllt, da diese Ventile ein Zurückströmen von Druckmittel in dem Zylinder verhindern.

Als Regelungsvorrichtung können mechanische, elektrisch oder durch Flüssigkeit wirkende Vorrichtungen dienen.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Entlastungsvorrichtung für Verbundkompressoren, dadurch gekennzeichnet, ■ daß an dem einen oder an beiden Enden des Kompressors Zusatzbehälter in Verbindung mit Regelvorrichtungen angeordnet sind, welche durch den Druck im Hauptbehälter gesteuert werden. ·

2. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in den Zylinderräumen des Hochdruckzylinders durch die Zusatzbehälter im gleichen Verhältnis geregelt wird wie beim Niederdruckzylinder, so daß der Druck im Kühler der Kompressoranlage annähernd konstant bleibt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.