DE2239788A1

DE2239788A1 - Einrichtung zum entlasteten anfahren und zur leistungsregelung zweistufiger im verbund arbeitender kaeltemittelverdichter

Info

Publication number: DE2239788A1
Application number: DE19722239788
Authority: DE
Inventors: Harald Felgentraeger; Werner Mai
Original assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Current assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Priority date: 1972-02-16
Filing date: 1972-08-12
Publication date: 1973-08-23
Also published as: FR2172738A5; DK131799C; DK131799B; CS163555B1; NL7300277A; DD98341A1

Description

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Einrichtung zum ,-entlasteten Anfahren und zur Leistungsregelung zweistufiger, im Verbund arbeitender Kältemittelverdichter

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum entlasteten Anfahren und zur Leistungsregelung zweistufiger, im Verbund arbeitender Kältemittelverdichter, deren Saugventile durch mittels ledern und Ölhydraulik bewegter Abhebestifte offen gehalten werden können, wobei eine ölpumpe auf einen für die Betätigung der Abhebeeinrichtung der zweiten Stufe notwendigen Druck fördert und an der Öldruckleitung Druckregelventile für weitere Verbraucher angeschlossen sind.

Um eine Überlastung des Antriebsmotors zu vermeiden, ist es bei Kolbenverdichtern bekannt, die Saugventile während- des Anfahrens durch Abheben der Saugventilplatten offen zu halten und erst nach Erreichen der ITenndrehzahl arbeiten zu lassen.

Die gleiche Einrichtung läßt sich auch zur Leistungsregelung durch Abheben der Saugventilplatten einzelner Zylinder verwenden.

Bei einigen bekannten Ausführungen werden die Saugventilplatten durch federbelastete ,Stifte in Offenstellung gehalten.. Mit dem Triebwerk ist die Ölpumpe für die Triebwerksschmierung gekoppelt, die nach Erreichen der ÜTenndrehzahl einen Öldruck erzeugt, der auf Hydraulikkolben einwirkt und die Abhebestifte zurückzieht, so daß die Ventile ihre normale Arbeit aufnehmen.

Auch umgekehrt wirkende Konstruktionen sind bekannt, bei der Federn die Abhebestifte zurückziehen und Öldruck diese in Offenstellung bringen. Dazu ist allerdings eine separat angetriebene Schmierölpumpe notwendig, die vor dem Einschalten des Verdichters fördern muß, um Öldruck für das Abheben der Saugventilplatten zwecks entlasteten Anfahrens zu erzeugen.

Beide Ausführungen haben sich vorzugsweise im Kältemittel-Verdichterbau seit vielen Jahren bewährt. Eine Anwendung in zweistufiger, im Verbund arbeitender.Kältemittelverdichter mit zentraler Ölversorgung ist jedoch nicht ohne wei-

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teres möglich, weil der Saugdruck der zweiten Stufe etwa dem Enddruck der ersten Stufe entspricht· Die Abhebeeinrichtungen für die Saugventilplatten sind damit unterschiedlichen, als Gegendruck wirkenden Gasdrücken ausgesetzt·

Während des Anfahrens bringt der allmählich steigende Öldruck zunächst die Saugventile der ersten Stufe in Arbeitsstellung, dann erst mit weiterem Druckanstieg die Saugventile der zweiten Stufe· Das führt zu einer überlastung des Verdichters, weil dessen erste Stufe gegen die sonst zweistufige Druckdifferenz arbeiten muß, so daß Schaden am Verdichter bzw· der Anlage entstehen· Nachteilig ist weiterhin, daß der gesamte Schmierkreislauf einem erhöhten, für die Betätigung der Abhebeeinrichtung in der zweiten Stufe jedoch notwendigen Druck ausgesetzt ist, was eine größere ölpumpe mit erhöhter Antriebsleistung erforderlich macht und unwirtschaftlich ist·

Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bei zweistufigen Kolbenverdichtern mit separater ölpumpe bekannt, in der Öldruckleitung ein Druckregelventil und einen Umschalthahn derart anzubringen, daß die ölpumpe nur während der Anfahrphase auf einen für das Abheben der Saugventilplatten höheren Druck fördert, während der Schmierkreislauf am Druckrege!ventil angeschlossen unverändert auf normalen niedrigeren Druck gehalten wird.

Im Normalbetrieb wird über den Umschalthahn das Druckregelventil überbrückt, die ölzufuhr zu den Saugventilen unterbrochen und nur der Schmierkreislauf versorgt· Diese Anordnung gestattet nur das entlastete Anlaufen und die Leerlaufschaltung der 1· Stufe im Betrieb des Verdichters·

Für zweistufige, im Verbund arbeitende Kältemittelverdichter, die gegebenenfalls mit vom Triebwerk gekoppelter ölpumpe versehen sind, ist diese Einrichtung nicht geeignet, da das Druckregelventil auf eine feste Druckdifferenz eingestellt ist· Bei Änderung des Druckverhältnisses zwischen

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den Stufen durch wechselnde Belastung der Kälteanlage sowie w&rend" der Anfahrphsise ist nicht gewährleistet* daß immer erst die Säugventile der zweiten "Stufe in Arbeitsstellung gehen und dann die der ersten Stufe» ferner muß die Ölpumpe döririefewerksschmierung für einen Fordör* ^v druck bemessen werdenι der mit Sicherheit eine Betätigung der Abhebeeinrichtung der zweiten Stufe ermöglicht· * Gleichzeitig fließt der weitaus grÖßte^: Teil des Förderstromes zur Triebwerksschmierung erst über das tiruckre·* gelventü und wird dort entspannt« Das erfordert einen hohen Aufwand an Energie· ' - ^: Weiterhin ist mit dieser Einrichtung der Einsatz des Verdichters wahlweise im einstufigen oder zweistufigen Be- ■ trieb innerhalb einer Kälteanlage mit mehreren Verctieh- ■'■' tern nicht möglich| weil bei einstufigem Betrieb mit fest eingestelltem Druckregelventil die Abhebeeinrichtungen ^; wegen der in allen Zylindern gleichen Gasdrücke nicht"ordnungsgemäß arbeiten können und die Ölpumpe einen unnötigen Energieverbrauch hat«

Zweck der Erfindung ist es, an zweistufig arbeitenden Kältemittelverdichtern wahrend der Anfahrphase und bei Betätigung der Leistungsregelung Schäden durch Überlastung der Mederdruckstufe zu vermeiden, den Energieverbrauch der Ölpumpe zu Verringern und die·Betätigung der Saugventilabhebeeinrichtung so zu gestalten, daß ohne Veränderung an der Einrichtung wahlweise aUch ein einstufiger Betrieb möglich ist·

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, welche den Öldruck an den durch Federn und ölhydraulik bewegten Abhebestiften der Saugventile nach dem entlasteten Anfahren so steuert, daß die Saugventilplatten der ersten Stufe immer erst nach denen der zweiten Stufe die Arbeitsstellung einnehmen und bei Einschalten der Leistungsregelung umgekehrt immer erst die Saugventilplatten der ersten Stufe offen gehalten werden und dann die der zweiten Stufe·

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Betätigung der Ventilabhebeeinrichtungen der ersten Stufe und der zweiten Stufe Je ein gesondertes, vom Saugdruck der jeweiligen Stufe beeinflußbares Druckregalventil an der Öldruckleitung angebracht ist. Damit steuert der Saugdruck jeder Stufe den Öldruck an der zugeordneten Ventilabhebeeinrichtung, der damit den jeweils herrschenden Betriebsverhältnissen angepaßt wird· Durch eine entsprechende Voreinstellung der Druckregelventile erhalten die Ventilabhebeeinrichtungen der ersten Stufe gegenüber denen der zweiten Stufe unter Einbeziehung des jeweils herrschenden Druckverhältnisses einen Öldruck, der stets zuerst die Saugventile der zweiten Stufe in Arbeitsstellung bringt und dann die der ersten Stufe. Soll der Kältemittelverdichter innerhalb einer größeren Anlage wahlweise einstufig betrieben werden, sieht die Erfindung vor, das Druckregelventil der zweiten Stufe bei Druckausgleich zwischen beiden Stufen mit einer vom Saugdruck der ersten und zweiten Stufe beeinflußten überbrückung zu versehen. Dadurch v/erden die durch das Druckregelventil bedingten Druckunterschiede in den Ölleitungen der ersten und zweiten Stufe ausgeglichen, so daß alle Abhebeeinrichtungen mit gleichem Druck gesteuert werden· Wird der Verdichter auf zweistufigen Betrieb umgeschaltet, bewirkt die sofort entstehende Gasdruckdifferenz ein Schließen der überbrückung, so daß das Druckrege lventil der zweiten Stufe erfindungsgemäß arbeiten kann·

Um besonders bei großen Druckverhältnissen den Energieverbrauch der ölpumpe zu verringern, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, für die Betätigung der Ventilabhebeeinrichtung eine gesonderte ölpumpe anzuordnen·

Da das erforderliche Fördervolumen für die Ventilabhebeeinrichtung gegenüber dem der Triebwerksschmierung sehr gering ist, kann die gesonderte ölpumpe relativ klein

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mit geringem Energieverbrauch ausgeführt werden. Das öl der Triebwerksschmierung braucht nicht erst auf hohen Druck gepumpt und dann über Druckregelventile wieder entspannt werden·

Nachstehend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert v/erden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: das Schaltschema mit separat angetriebener ölpumpe; ·

Fig. 2: das Schaltschema mit vom Triebwerk des Verdichters angetriebener ölpumpe

Nach Fig. 1 wird das öl aus dem Kurbelgehäuse über ein Filter 1 durch die ölpumpe 2 angesaugt und über die Öldruckleitung 3 zum Druckregelventil 4 geleitet· In die Öldruckleitung 3 ist die Steuerleitung 5 der zweiten Stufe mit dem Rückschlagventil 6» dem Wechselventil 7t welches von nicht dargestellten Impulsgebern betätigt wird» mit ölrücklaufleitung 9 zum Kurbelgehäuse eingebunden und führt zu den oder dem Arbeitsventil 3 der zweiten Stufe. " .

Ein in die Öldruckleitung 3 eingebundenes Sicherheitsventil 10 schützt die ölpumpe vor Überlastung· Durch die ölpumpe 2 wird ein durch das Druckregelventil 4 in Abhängigkeit vom Saugdruck p_Qy. der zweiten Stufe bestimmter Öldruck aufgebaut und zu den oder dem Arbeitsventil 8 der zweiten Stufe geleitet. Gleichzeitig wird durch das Druckregelventil 4 ein reduzierter Öldruck über die Ölleitung 11, die Steuerleitung 5¹» dem Kickschlagventil 6¹ und Wechselventil 7¹» welches ebenfalls von nicht dargestellten Impulsgebern betätigt wird, mit Rücklaufleitung 9¹ zum Arbeitsventil 8¹ der ersten Stufe geleitet. In die Ölleitung 11 ist ein vom Saugdruck ρ der ersten'Stufe beeinflußtes Druckregelventil 12 eingebunden und auf den für die Abhebeeinrichtung der Ventilplatten dieser Stufe erforderlichen Abhebedruck eingestellt. Bei den Betriebsbedingungen: Anfahren bei Druckausgleich

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im Verdichter und einstufiges Fahren ist das Druckregelventil 4 voll geöffnet, da die Saugdrücke P₀ u. P₀- der ersten und der zweiten Stufe annähernd gleich dem Kurbelgehäusedruck sind.

Um bei diesem Betriebszustand vollen Druckausgleich zwischen der Öldruckleitung 3 und der Ölleitung 11 zu erreichen, kann noch eine von den Saugdrücken p_Q und P₀₁ gesteuerte nicht dargestellte Überbrückung für das Druckregelventil 4 vorgesehen werden·

Das Druckregelventil 12 ist jedoch so eingestellt, daß der für die Abhebeeinrichtungen der ersten und der zweiten Stufe erforderliche Abhebedruck vorhanden ist·

Bei zv/eistufigen Betriebsbedingungen ist beim Anfahren und im Betrieb das Druckregelventil 4 durch den Saugdruck der zweiten Stufe bedingt so gedrosselt, daß zuerst der erforderliche Abhebedruck der zweiten Stufe in Anhängigkeit vom Saugdruck dieser Stufe anliegt, bevor der Abhebedruck der ersten Stufe erreicht wird.

Die in den Steuerleitungen 5 und 5* eingebundenen Wechselventile 7 und 7* v/erden durch entsprechende, nicht dargestellte Impulsgeber derart gesteuert, daß beim normalen Arbeiten die jeweils erforderlichen Abhebedrücke an den Ventilen 8 und 8¹ anstehen und beim Anfahren bzw.Leistungsregelung die ölrücklaufleitungen 9 und 9¹ zum Kurbelgehäuse geöffnet sind, damit das öl aus den Ventilen 8 und 8* entweichen kann, um die Arbeitsstellung der Saugventilplatten zu ermöglichen·

Fig. 2 enthält eine solche Schaltung, bei der eine gemeinsame ölpumpe 2 für den Steuerkreislauf und die Triebwerksschmierung vorgesehen ist·

Sie entspricht dem Aufbau und ihrer Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1.

Lediglich ei as Druckregelventil 12 ist. ein fix eingestelltes Drosselventil und wird nicht vom Saugdruck der ersten Stufe beeinflußt.
Die Steuerleitung 5* besitzt einen Abzweig 13 zum Triebwerk mit der Verbindung zu den Triebwerksschiriersteilen.

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Claims

• J- ■

. jEinrichtung zum entlasteten Anfahren und zur Leistungsregelung zweistufiger, im Verbund arbeitender Kältemittelverdiehter, deren Saugventile durch mittels Federn und ölhydraulik bewegter Abhebestifte offen gehalten v/erden können, wobei die ölpumpe auf einen für die Betätigung der Abhebeeinrichtung der zweiten Stufe notwendigen Druck fördert und an der Öldruckleitung Druckregelstifte für v/eitere Verbraucher angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betätigung der Ventilabhebeeinrichtung der ersten Stufe (8^f) und der zweiten Stufe (8) je ein gesondertes, vom Saugdruck der jeweiligen Stufe beeinflußbares Druckregelventil (4-; 12) an der Öldruckleitung (3) angebracht ist·

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (4) der zweiten Stufe bei Druckausgleich zwischen beiden Stufen mit einer vom Saugdruck der ersten und zweiten Stufe beeinflußten Überbrückung vorgesehen ist·

Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betätigung der Ventilabhebeeinrichtungen (8^f; 8) eine gesonderte Ölpumpe vorgesehen ist.

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