DE3706583A1 - Verteilung der schmier- und kuehlfluessigkeit in schraubenverdichtern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine lastabhängige Verteilung der Schmier- und Kühlflüssigkeit in Schraubenverdichtern mit pumpenloser Flüssigkeitseinspritzung, bestehend aus einem Gehäuse, das einen Arbeitsraum mit je einem einander gegenüberliegenden saug- bzw. druckseitigen Bereich umschließt und einem Verschließmittel, das den Durchgang der Schmier- und Kühlflüssigkeit in einer durch das Gehäuse geführten und in den Arbeitsraum mündenden Einspritzleitung steuert.

Die Zufuhr der Schmier- und Kühlflüssigkeit bei Schraubenverdichteranlagen mit pumpenlosen Kreisläufen erfolgt in sehr einfacher Weise dadurch, daß der im Abscheider sich aufbauende Druck die im Sumpf des Abscheiders sich sammelnde Schmier- und Kühlflüssigkeit über eine vom Abscheider zum Verdichter führende Leitung zurückdrückt. Überlegungen und Versuche haben ergeben, daß die Leistungsaufnahme des Verdichters u. a. auch davon abhängig ist, an welcher Stelle des Arbeitsraumes die Einspritzleitung mündet. Unter der Annahme, daß der Verdichtungsdruck annähernd linear in axialer Richtung von der Saug- auf die Druckseite ansteigt, werden im Hinblick auf eine Minimierung der Verluste, feste Einspritzbohrungen, die von der zentralen Einspritzleitung abzweigen, im Bereich des mittleren Druckes angebracht. Von Nachteil bei pumpenlosen Kreisläufen ist das verzögerte allmähliche Einsetzen der Förderung der Schmier- und Kühlflüssigkeit beim Anfahren des kalten Verdichters. Infolge ungenügender Kühlölmenge steigt kurzzeitig beim Anfahren solcher kalter Verdichter die Temperatur am Druckstutzen stark an (150 bis 200°C), wobei im Falle von Öl-Luft-Gemischen die Gefahr der Selbstzündung besteht.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist aus der DE-OS 30 01 185 bekannt, die Verbindung von der durch das Gehäuse geführten Einspritzleitung zu der in den Verdichterarbeitsraum mündenden Einspritzbohrung über einen beweglichen Kolben zu steuern. Diese Absperreinrichtung soll sicherstellen, daß beim Abschalten des Verdichters die noch unter Druck stehende Kühlflüssigkeit nicht in den Arbeitsraum gelangen kann. Weiterhin soll sie nach Anlauf des Verdichters die Kühlflüssigkeitszufuhr freigeben, um ein Anreiben der Rotorteile im Verdichtergehäuse zu verhindern.

Nachteilig bei dieser Lösung ist neben dem konstruktiven Aufwand für den Kolbenschieber und dessen Anordnung im Verdichter, die zeitliche Verzögerung der Freigabe der Zufuhr der Kühlflüssigkeit in den Verdichterarbeitsraum nach Anlauf des Verdichters, da erst ein ausreichender Druck aufgebaut werden muß, um den mit einer Feder belasteten Kolben zu verschieben. Außerdem muß die Federkraft des zusätzlich in der Druckleitung angeordneten Rückschlagventils überwunden werden, ehe über den Abscheider Kühlflüssigkeit in die Einspritzleitung gedrückt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache Steuereinrichtung zu schaffen, die sicherstellt, daß möglichst verlustfrei sofort nach Anlaufen des Verdichters ausreichend Schmier­ und Kühlflüssigkeit dem Arbeitsraum des Verdichters zugeführt wird. Diese Aufgabe wird mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Es wurde bereits ausgeführt, daß aus Gründen der Leistungsoptimierung die festangeordnete Einspritzbohrung im Bereich des mittleren Druckes des Verdichterarbeitsraumes mündet, so daß erst nach Übersteigen dieses Druckniveaus die Schmier- und Kühlflüssigkeit vom Abscheider in den Verdichter zurückströmen kann. Bringt man nun eine weitere von der zentralen Einspritzleitung sich abzweigende Einspritzbohrung im Saugbereich des Verdichterarbeitsraumes an, dann kann sofort nach Anlauf des Verdichters die Zufuhr der Schmier- und Kühlflüssigkeit einsetzen, da kein Kammerdruck überwunden werden muß. Würde man diese zusätzliche Einspritzbohrung auch nach Erreichen des Vollastbetriebes offenhalten, dann müßten die bereits geschilderten Leistungsverluste in Kauf genommen werden. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise vorgeschlagen, in der zusätzlichen Einspritzbohrung ein mit einem Steuerungsmittel verbundenes Ventil anzuordnen. Dieses Ventil hat die Aufgabe, nach Erreichen eines bestimmten Druckes oder nach Ablauf einer bestimmten Zeit, die Einspritzbohrung wieder zu schließen, so daß bei Erreichen des Vollastbetriebes die Schmier- und Kühlflüssigkeit nur an der optimalen Stelle des Verdichterarbeitsraumes zugeführt wird. In Weiterbildung der Erfindung kann das mit dem Ventil verbundene Steuerungsmittel eine selbsttätig wirkende auf Druck vorgespannte Feder sein oder ein fremdbetätigtes Relais mit elektrischer, hydraulischer oder mechanischer Wirkungsweise. Im Falle der auf Druck vorgespannten Feder steht der Innenraum des zylindrischen Stützkörpers unter äußerem Atmosphärendruck, während der geschlossene Boden des Stützkörpers mit dem in der Einspritzleitung herrschenden Druck beaufschlagt wird. Übersteigt nun die Kraft, die eine Resultierende aus dem auf den Boden wirkenden Druck der Einspritzleitung ist, die vorgespannte Federkraft, dann schließt das Ventil selbsttätig die offenstehende Einspritzbohrung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsansicht eines Schraubenverdichters mit einem Aufbruch und schematischer Darstellung der Steuereinrich­ tung,

Fig. 2 die Einzelheiten der Steuereinrichtung.

In Fig. 1 ist in Längsansicht ein Schraubenverdichter 1 mit pumpenloser Flüssigkeitseinspritzung dargestellt, der aus einem Gehäuse 2 besteht, das einen Arbeitsraum 3 mit je einem saugseitigen 4 und einem druckseitigen 5 Bereich umschließt. über eine hier nicht dargestellte vom Abscheider zum Schraubenverdichter 1 führende Rücklaufleitung wird die Schmier- und Kühlflüssigkeit der durch das Gehäuse 2 geführten zentralen Einspritzleitung 6 zugeführt. Von dieser zweigen Einspritzbohrungen 7, 8 ab, die im Arbeitsraum 3 des Schraubenverdichters 1 münden. Diese zentrale Einspritzleitung 6 versorgt auch über von ihr abgehenden Kanälen 9 die hier nicht dargestellten Lager und das Getriebe mit Schmierflüssigkeit. In der im saugseitigen Bereich 4 des Arbeitsraumes 3 angebrachten Einspritzbohrung 7 ist eine Steuereinrichtung 10 (hier nur schematisch dargestellt) angeordnet.

In Fig. 2 sind die Einzelheiten der Steuereinrichtung 10 dargestellt. Sie besteht aus einem Ventilkörper 11 und einem daran befestigten zylindrischen Schaft 12, der mit seinem ein Gewinde tragenden Zapfen dicht am Boden 13 des Stützkörpers 17 verschraubt ist. Die auf Druck vorgespannte Feder 14 stützt sich mit einem Ende auf der Innenseite des Stützkörpers 17 ab und mit dem anderen Ende auf eine am Gehäuse 2 angebrachte Scheibe 15. Diese Scheibe 15 weist eine Bohrung 16 auf, so daß der Innenraum des Stützkörpers 17 mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung steht. Der Stützkörper 17 ist gegenüber der Innenwand 18 der im Gehäuse 2 angebrachten Führungsbüchse 19 mit einem O-Ring 20 abgedichtet.

Bei stillstehendem Schraubenverdichter 1 und in der ersten Phase des Anlaufes drückt die vorgespannte Feder 14 über den Boden 13 des Stützkörpers 17 den Ventilkörper in die Offen-Position 21 (gestrichelt dargestellt). Die über eine hier nicht dargestellte Rücklaufleitung der zentralen Einspritzleitung 6 zugeführte Schmier­ und Kühlflüssigkeit strömt über in der Führungsbüchse 19 angebrachte Durchgangsbohrungen 21, 22 in die Einspritzbohrung 7 und von dort in den Arbeitsraum 3 des Schraubenverdichters 1. Übersteigt nun der mit dem Hochfahren des Schraubenverdichters 1 ansteigende Druck in der Einspritzleitung 6 einen Wert, der bezogen auf die Wirkfläche des Bodens 13 eine Kraft ergibt, die größer ist als die Druckkraft der Feder 14, dann schließt sich der Ventilkörper 11 selbsttätig und die über die zentrale Einspritzleitung 6 zugeführte Schmier- und Kühlflüssigkeit kann nur noch über die weiterhin offenen Einspritzbohrungen in den Arbeitsraum 3 des Schraubenverdichters 1 abströmen.

Claims (3)

1. Steuereinrichtung für eine lastabhängige Verteilung der Schmier- und Kühlflüssigkeit in Schraubenverdichtern mit pumpenloser Flüssigkeitseinspritzung, bestehend aus einem Gehäuse, das einen Arbeitsraum mit je einem einander gegenüberliegenden saug- bzw. druckseitigen Bereich umschließt und einem Verschließmittel, das den Durchgang der Schmier- und Kühlflüssigkeit in einer durch das Gehäuse geführten und in den Arbeitsraum mündenden Einspritzleitung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließmittel ein mit einem Steuerungsmittel verbundenes Ventil (10) ist, das mindestens in einer von der Einspritzleitung (6) sich abzweigenden und in den saugseitigen (4) Bereich des Arbeitsraumes (3) mündenden Einspritzbohrung (7) angeordnet ist und nach Erreichen des Vollastbetriebes die Einspritzbohrung (7) geschlossen hält.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (10) eine selbsttätig wirkende auf Druck vorgespannte Feder (14) ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel (10) ein in Abhängigkeit von dem in der Einspritzleitung (6) herrschenden Druck oder von der Zeit gesteuertes elektrisch oder hydraulisch oder mechanisch wirkendes Relais ist.