CH205306A - Switching device for automatic compressor systems, in particular for compression cooling systems. - Google Patents

Switching device for automatic compressor systems, in particular for compression cooling systems.

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CH205306A
CH205306A CH205306DA CH205306A CH 205306 A CH205306 A CH 205306A CH 205306D A CH205306D A CH 205306DA CH 205306 A CH205306 A CH 205306A
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CH
Switzerland
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pressure
compressor
switching device
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liquid
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
Original Assignee
Sulzer Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022Compressor control arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

  

  Schaltvorrichtung für automatische     Verdichteranlagen,    insbesondere  für     Kompressionskühlanlagen.       Bei vollautomatischen     Verdichteranlagen     und insbesondere bei Kompressionskühlan  lagen sind     Einrichtungen    erforderlich, die die  sonst bei nicht automatischen Anlagen manuell  betätigten Bedienungsoperationen     selbsttätig     ausführen. Wir denken dabei an die selbst  tätigen     Absperr-    oder Drosselorgane für das  gasförmige oder flüssige     Verdichtermedium     oder für     Hilfsstoffe,    z.

   B. an die     selbsttätig     wirkenden     Kühlwasserventile,    oder auch an  automatisch arbeitende Umlaufventile zwi  schen der Druck- und der Saugseite zum er  leichterten Anfahren des     Verdichers        etc.,    die  alle jeweils beim Anlaufen,     bezw.    beim Ab  stellen des Verdichters in Funktion treten  müssen.  



  Diese Organe wurden bisher entweder  durch das     Verdichtermedium    selbst     betrieben,     oder sie wurden als Magnetventile oder mo  torangetriebene Ventile     ausgebildet.    Es haftet  allen diesen Organen aber der     Nachteil    an,  dass der Operationsvorgang unmittelbar mit  Anlassen des Verdichters vor sich geht, und    die     Ventile    zum Beispiel schon voll geöffnet       bezw.    geschlossen sind, bevor der     Verdichter     auch nur seine normale Drehzahl erreicht hat.  Dies hat zu     Unannehmlichkeiten    geführt, in  dem das sofortige Öffnen der Absperrventile,  z.

   B. für das flüssige Kältemedium, bei  Kühlanlagen zu Überfüllungen der Verdamp  fer und daher zum     Nassarbeiten    der Verdich  ter     Anlass    gegeben hat. Bei nicht automati  schen Anlagen waren diese Nachteile weni  ger vorhanden,     indem    die verschiedenen Ope  rationen in der Regel durch einen Mann in  einer ganz bestimmten Reihenfolge nachein  ander ausgeführt wurden, wobei verschiedene       Minuten    verstreichen konnten, bis nach dem  Anlauf des Verdichters     ein        bestimmter    Hahn  geöffnet wurde.  



  Zur Abhilfe dieses Übelstandes wurde  von anderer Seite der Vorschlag gemacht, so  genannte Verzögerungsrelais in die Anlage  einzubauen, die mit Hilfe einer Zeituhr oder  eines     stromgeheizten        Bimetallstabes    eine ein  stellbare Verzögerung im     Einschalten,    d. h.      Öffnen     bezw.    Schliessen dieser Organe ver  wirklichen lassen, so dass also das Öffnen       bezw.    Schliessen des oder der Ventile erst  nach einer     bestimmten    einstellbaren Zeit, vom  Moment der Inbetriebnahme des Verdichters  an gemessen, erfolgen kann. Diese Verzöge  rungsrelais komplizieren aber die Anlage und  verteuern sie stark.  



  Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrich  tung zur Inbetriebnahme und zur Still  setzung von automatischen     Verdichteranlagen,     speziell von Kompressionskühlanlagen, die  mindestens ein Schaltorgan aufweist, das durch  eine von einer Flüssigkeitspumpe gelieferte  Druckflüssigkeit betätigt wird, deren Antrieb  vom Verdichter aus erfolgt und besteht  darin, dass mindestens ein durch Druckflüs  sigkeit     bewegtes    Organ vorgesehen ist, wel  ches einen toten Hub aufweist, zum Zweck,  ein     Abschlussorgan    erst nach einer gewissen  ab Anlauf des Verdichters gerechneten Zeit,  d. b. mit Verzögerung, zu öffnen oder zu  schliessen.     Fenn    mehrere Schaltorgane vor  gesehen sind.

   so kann jedes Schaltorgan ein  eigenes durch Druckflüssigkeit     bewegtes    Or  gan besitzen, oder es können sämtliche Schalt  organe durch ein gemeinsames, durch Druck  flüssigkeit     bewegtes    Organ     betätigt    werden.  Die Druckflüssigkeit kann einem ausserhalb  des Verdichters liegenden und unter     Atmo-          spbäreiidruelk    stehenden Reservoir oder wenn  der     Verd:ehter    aus einem Kolbenverdichter  besteht, aus dem Kurbelgehäuse des Verdich  ters, das unter dem im Saugstutzen des Ver  dichters herrschenden Druck steht, entnom  men werden.

   Das Verhältnis vom Hubvolu  men des oder der durch Druckflüssigkeit be  wegten Organe zum sekundlichen     Förder-          volumen    der Flüssigkeitspumpe kann inner  halb der Grenzen 120 bis 1/600 und der  Druck der Flüssigkeitspumpe kann zwischen  den Grenzen 2 bis 500 kg/cm' liegen.  



  In der     Zeichnung    sind Ausführungsbei  spiele des Erfindungsgegenstandes und eine  Variante dargestellt. Die     Fig.    1 bis 3 zeigen  je ein Beispiel und     Fig.    4 zeigt die Variante.  



  Die Flüssigkeitspumpe 4     (Fig.    1) kommt,  da. sie mit der     Verdichterwelle    entweder un-    mittelbar gekuppelt ist oder durch ein Ket  tenrad, Riemen oder     dergl.        voll    derselben     all-          getrieben    wird, gleichzeitig mit diesem in Be  trieb oder zum Stillstand. Sie beginnt daher  mit der Flüssigkeitsförderung sofort mit der       Ingangnahme    des Verdichters     unrl    beendet  sie 'mit dessen Stillstand. Die     hriiel@fliissig-          keit,    z.

   B. Öl, wird aus dem Reservoir 1  durch den Filter 2 und durch die Saugleitung  3 angezogen, dann durch die Druckleitung 5  in den Verteilerkollektor 6     gedriiekt,        voll    wo  sie durch Verbindungskanäle 7 unter die in  den Arbeitszylindern 8 eingesetzten Arbeits  kolben 9 strömen kann.     Diese        Arbeitskolben     9 bewegen sich, nachdem der Flüssigkeits  druck die hei allen Ventilen I,     1I    und     III     durch je eine Feder 11. verursachte     Federvor-          spannung    überwunden hat, hoch.

   Der Kolben  9, der dem Ventil I zugeordnet ist, bewegt  sich, bis der Hubbolzen 10 des Ventils I     b#,,-          rührt        wird,    und überwindet. damit zunächst  den toten Hub H. Dieser Bolzen verhindert  vorläufig die weitere Bewegung des Kolbens  9, da dieser durch den im Ventilgehäuse 12  herrschenden und auf die Membrane 14 wir  kenden     Kältemitteldruck,    der in der Regel  über dem Atmosphärendruck stellt,     naeli    ab  wärts belastet wird.

   Dieser Arbeitskolben 9  bleibt also stehen, während die andern durch  den fortwährenden Flüssigkeitszustrom wei  ter gehoben werden, bis infolge der zuneh  menden Federspannung über diesen     beiden     andern Kolben 9 der     Flüssigkeitsdruck    so  weit gestiegen ist, dass er auch die auf den  Kolben 9 des Ventils I     bezw.    auf dessen       Hubbolzen    10 wirkende Belastung zu     über-          winden    vermag und sich nun auch der Ar  beitskolben 9 des Ventils I wieder weiter  nach     oben    bewegt.

   Jedes der drei Schalt  organe besteht aus einem Arbeitszylinder 8  und einem Arbeitskolben 9 und jedes Schalt  organ besitzt ein eigenes, durch den Kolben  9 gebildetes, von der Druckflüssigkeit be  wegtes Organ.  



  Das Ventil 1 hat zum. Beispiel die Auf  gabe des Umlaufventils.     Sobald    also der  Hubbolzen 40 des Ventils I und damit die  Membrane 14 durch den unter dem Ventil-           kolben    9 wachsenden Flüssigkeitsdruck ge  hoben wird, so wird der Ventilkörper 13 des  Ventils I nach oben gedrückt und kommt  mit dem Ventilgehäuse 12 zum Schluss. Der  freie Durchgang zwischen der Druck- und  der Saugseite des Verdichters wird dadurch  versperrt, der Verdichter     beginnt    mit der ord  nungsgemässen Förderung.  



  Mit dem Schluss dieses Umlaufventils ist  der Hub seines Arbeitskolbens 9 beendet. Der       Oldruck    unter diesem Kolben wird zwar noch  weiter ansteigen, so dass ein kräftiger Druck  des Ventilkörpers 13 auf dem Ventilgehäuse  12 entsteht, der einen absolut sicheren und  dichten Abschluss     bewirkt.     



  Trotz des nun stillstehenden Kolbens 9  des Umlaufventils bewegen sich die beiden  andern Kolben 9 infolge der immer neu zu  fliessenden Druckflüssigkeit     bezw.    des ge  steigerten Flüssigkeitsdruckes weiter nach  oben,     bis    der Kolben 9 des Ventils     IH    den  toten Hub H     überwunden    hat und     in.    Be  rührung kommt mit dem Hubbolzen 10 und  sich dasselbe Spiel,     wie        vorbeschrieben,    wie  derholt. Das Ventil     III    ist hier als Kühl  wasserventil zum Kondensator gedacht, das  also kurze Zeit nach dem     Schliessen    des Um  laufventils I öffnen soll.

   Das Ventil     II    stellt  ein     Abschlussorgan    für das flüssige Kälte  medium dar, das wiederum einige Zeit nach  dem     gühlwasserventil    öffnen soll.  



  Während beim Umlaufventil I der Hub  des Kolbens 9 durch den Ventilsitz selbst be  grenzt ist, sind beim     Kühlwasserventil    und  beim     Absperrorgan    des flüssigen Kälte  mediums die Kolbenhübe durch Anschläge  limitiert, weil im Gegensatz zu Ventil I diese  zwei Absperrorgane im Betrieb öffnen  müssen.  



  Der     Druckflüssigkeitsverteilkollektor    6 ist  durch ein feines     Na.delregulierventil    17 mit  der     Retourleitung    20 und dem Reservoir 1       verbunden.    Dieses Nadelventil 17 ist so ein  gestellt, dass es beständig etwas Druckflüs  sigkeit nach dem Reservoir abströmen lässt,  und zwar ist dieses Abströmen umso grösser,  je höher der Flüssigkeitsdruck im     Verteil-          kollektor    6     und    damit unter den Arbeits-         kolben    9 ist. Er wird schliesslich bei einem  bestimmten Druckverhältnis so gross sein,  dass der Abfluss gleich dem Fördervolumen  der Pumpe wird.  



  Der unter den     Arbeitskolben    9 herr  schende Flüssigkeitsdruck muss genügen, um  mit Sicherheit die daran angeschlossenen  Ventilkörper 13 geöffnet     bezw.    geschlossen  zu halten.     Statt    des verstellbaren     Nadelven-          tils    17 kann auch eine Drosselscheibe (Blende)  oder ein sonstiges Drosselorgan     eingesetzt     werden. Auch kann der Spielraum zwischen  Arbeitskolben 9 und Arbeitszylinder 8 so ge  wählt werden, dass eine dauernde Zirkulation  und im Stillstand     ein.    Entleeren der Druck  flüssigkeit durch diesen Ringspalt möglich  ist.     Ein    besonderes Drosselorgan kann damit  erspart werden.  



  Aus Sicherheitsgründen ist noch ein Si  cherheitsventil 18 vorgesehen, das bei Über  schreiten eines maximalen Flüssigkeits  druckes die-     Druckflüssigkeit    nach der Re  tourleitung 20 und damit nach dem Reser  voir 1 abbläst. Es ist noch ein Manometer 19  installiert, das eine dauernde Kontrolle des  Flüssigkeitsdruckes ermöglicht.  



  Zwischen den     Arbeitskolben    9 und den  Gehäusen 8 wird während des     Betriebes    ein       gewisser        Leckverlust    an Druckflüssigkeit  eintreten. Diese Verlustflüssigkeiten werden  durch die Leitungen 21 und die Leitung 20  ins Reservoir 1     zurückgeführt,    so dass im  Raum über dem Arbeitskolben 9, d. h. unter  der Membrane 14     immer    der über dem Flüs  sigkeitsspiegel des Reservoirs 1 herrschende  Druck     konstatiert    wird.  



  Beim Abstellen des Verdichters kommt  die direkt mit ihm gekuppelte oder von ihm  indirekt angetriebene Flüssigkeitspumpe 4  zum Stillstand. Die     Druckflüssigkeitsförde-          rung    hört also     unverzüglich    auf. Da nun aber  das Drosselorgan 17 geöffnet bleibt, so wird  langsam die Flüssigkeit aus dem System ent  weichen und sich durch die Leitung 20 ins  Reservoir 1 entleeren. Dieses Hinausschieben  der Druckflüssigkeit     wird    gefördert durch  die kräftigen Federn 11, die die Arbeitskol  ben 9 mit starker Kraft     nach,        abwärts         drücken.

   Da nun der     Arbeitshub    der     beschrie-          benen    Ventile 13 sehr gering ist, so wird  dieses     Arbeitspiel    sehr rasch ablaufen und  die Ventile werden in kürzester Zeit nach  dem Stillstand des Kompressors ihre Ruhe  position einnehmen. Die     Arbeitskolben    9  legen nachher infolge ihrer Belastung durch  die Federn 11 noch den toten Hub H zurück,  bis sie auf dem Grunde der Gehäuse 8 auf  liegen.  



  Mit der     vorbeschriebenen        Vorrichtung     wird also eine verzögerte     Betätigung    der  Ventile I. 11 und<B>111</B> beim Anlauf und eine  fast unmittelbare     Betätigung    derselben beim  Stillstand des Verdichters erzielt, was für  den einwandfreien     Betrieb    von vollautomati  schen Kühlanlagen von grossem Vorteil ist.  



  Die mit der beschriebenen Vorrichtung  gemäss     Fig.    1 zu bezweckenden Verzöge  rungszeiten sind in erster Linie eine Funk  tion des sekundlichen     Pumpenfördervolumens     und des totalen Hubvolumens sämtlicher  durch die Pumpe zu     beaufschlagenden    Ar  beitskolben 9, sowie des durch das Drossel  organ 17 erzeugten Drosselverlustes.

   Bedeutet  zum Beispiel:       V1        das        Pumpenfördervolumen        in     I' das totale Hubvolumen der Arbeits  kolben in cm' und       T'..    die Drosselverluste in     cm'/sek.,     dann ist die zu erreichende Verzögerung:  
EMI0004.0020     
    Das für einen Ausführungsfall fest  stehende Verhältnis     #    ist gleich der klein  sten erreichbaren Verzögerungszeitspanne.  Durch Veränderung des Drosselverlustes     V;z     kann dann diese Verzögerungszeitspanne be  liebig verlängert werden, bis sie zum Beispiel  bei     T7#    =     V1    unendlich würde.  



  Die Abstufungen der Verzögerungszeit  spannen der verschiedenen von derselben  Flüssigkeitspumpe mittelst Druckflüssigkeit       beaufschlagten    Organe sind durch geeignete       'N#@Tahl    der     Hubbolzenlängen,    d. h. der toten  Hübe H erreichbar. de grösser dieser tote Hub    gewählt wird, umso später wird das betref  fende     Abschlussorgan    betätigt.     Auch    durch  den Einbau verschieden starker Federn 11  sind Verschiebungen der     Operationsmomente     der einzelnen     Abschlussorgane    erreichbar.

    Ferner     beeinflusst    der in den     Ventilgebäuen     12, d. h. auf den Membranen 14 lastende und  der Bewegung der Hubbolzen 10 entgegen  wirkende     Systemsdruck    noch die Verzöge  rungszeiten der einzelnen Ventile. Dieser  letzte Umstand lässt sich allerdings     teil#,@-eise     eliminieren dadurch, dass das Reservoir 1 ge  schlossen ausgeführt und der über der Pum  penflüssigkeit im Reservoir 1 herrschende  Druck gleich dem in den Ventilgehäusen 12       bezw.    gleich dem in der     Grösstzahl    der in  stallierten Ventile beobachteten     SysIerns-          druck    gewählt wird.

   Dadurch wird bei     diesen     Ventilen Druckausgleich auf     beiden    Seiten  der Membrane 14 erreicht. Bei Ventilen     finit     geringerem     Systemsdruck    im Gehäuse 12  kann ein Ausgleich durch entsprechende  Wahl der Federn 16 erzielt werden.  



  Ein anderes Ausführungsbeispiel der vor  liegenden Erfindung, bei dem der in den  Ventilgehäusen 12 herrschende Druck ohne  Einfluss ist auf die Verzögerungszeit, zeigt       Fig.    2.     Statt    für jedes Ventil 1. 11 und 111  je einen separaten Arbeitszylinder 8 mit Ar  beitskolben 9 vorzusehen, ist ein einziger,  sämtlichen Ventilen gemeinsamer Arbeits  zylinder 8 mit Kolben 9 installiert. Der Hub  bolzen 10 ist fest mit dem     Arbeitskolben    9,  der hier das durch Druckflüssigkeit bewegte  Organ bildet, verbunden und trägt für jedes  Ventil ein verschiebbares Schaltorgan 27, das  den zugehörigen     Ventilkörper    13 im geeigne  ten Moment hebt     bezw.    senkt, und dadurch  die Ventile öffnet oder schliesst.

   Durch ent  sprechende Ausbildung der Schaltorgane 27  und Einstellung derselben mittelst der Stell  muttern 28 kann genau die gewünschte Ope  rationsreihenfolge und Verzögerung erreicht  werden. Der erwähnte tote Hub des Organes  9 entspricht hier dem Hub, den der Arbeits  kolben 9 ausführen muss, bis die einzelnen  Schaltorgane 27 mit den Ventilspindeln der  Ventile<B>13</B> in Berührung     kommen.    Die Ven-           tile    I,     II    und     III    in     Fig.    2     haben    beispiels  weise die gleiche Aufgabe wie die Ventile I,       1I    und     III    der     Fig.    1.

   Beim Abstellen der       Maschine    wird der Kolben 9 von der Feder  11 auf die Seite des     Druckflüssigkeitsein-          tritts    7 bewegt. Im Stillstand der Maschine  ist also das Ventil I geöffnet, während die  Ventile     II    und     III    geschlossen sind. Hier    werden die Schaltorgane     2'l    durch     ein.        gA-          meinsames,    durch Druckflüssigkeit betätigtes  Organ 9 bewegt.  



  Wie bereits erwähnt, ist die Verzöge  rungszeit in der Hauptsache, d. h. abgesehen  an einem Drosselverlust     P3',    eine Funktion  des für jede Anlage, feststehenden Verhält  nisses:    Für alle praktischen Fälle wird die ge  samte Verzögerung innerhalb der Grenze von  20 Sekunden bis 10 Minuten vollständig aus  reichend sein, so dass das praktische Verhält  nis     v1    sich zwischen den Werten 1/20 bis  l/600 bewegt. Die Flüssigkeitspumpe wird  zweckmässig für Drücke zwischen den Gren  zen von 2 bis 500 kg/cm'     ausgebildet.     



       Fig.    3 zeigt ein im wesentlichen gemäss       Fig.    1 ausgebildetes Beispiel des Erfindungs  gegenstandes in Verbindung mit einer     Kälte-          erzeugungsanlage.    Es .sind hier insgesamt  vier Steuerventile I,<B>11, 111,</B> IV eingezeich  net, wobei das Ventil I als Umlaufventil für  das erleichterte Anfahren des Verdichters  dient. Ventil     II    stellt das     Kühlwasserventil     dar, das jeweils beim Anlaufen des Verdich  ters die Wasserzufuhr nach dem Kondensa  tor 22 öffnet     bezw.    diese wieder schliesst,  nachdem der Verdichter zum Stillstand ge  kommen ist.

   Die Ventile     III    und     IV    sind Ab  sperrorgane für das flüssige Kältemedium,  und zwar steuert Ventil     III    die     Hilfsein-          spritzung    in den     Zwischendruckbehälter    24,  zur Abkühlung der Gase hinter der ersten       Verdiclhterstufe,    und     Ventil    IV beherrscht  die Zuführung der Flüssigkeit zu der Lei  tung, die zum Verdampfer 23 führt, der als  eigentliches Regulierorgan noch ein Schwim  merventil 25 besitzt.  



  In     Fig.    3 ist das     Ölreservoir    1, wie in       Fig.    1, ebenfalls ausserhalb des Verdichters  angeordnet. Dieses Reservoir und damit auch  die     Rückleitung    20, ferner die Kammern  unterhalb der Membranen 14 stehen somit  
EMI0005.0040     
  
    <U>Hubvolumen <SEP> des <SEP> oder <SEP> der <SEP> Arbeitskolben <SEP> in <SEP> cm3</U>
<tb>  Fördervolumen <SEP> der <SEP> Flüssigkeitspumpe <SEP> in <SEP> cm'/sek.       unter Atmosphärendruck.

   Das     Ölreservoir    1  kann auch, wie. in     Fig.    4 beispielsweise dar  gestellt ist, in das     Kurbelgehäuse    des     Ver=          dichters    verlegt ,sein, wodurch das ganze Sy  stem bei Stillstand unter dem im Kurbel  gehäuse herrschenden Druck steht. Das Kur  belgehäuse steht im Betrieb unter dem im  Saugstutzen des Verdichters herrschenden  Druck.  



  In der Regel sind die Verdichter bereits  mit separaten externen oder     internen    Pumpen       ausgerüstet,    zur Versorgung der     beweglichen     Teile mit Schmiermittel. Diese Pumpen kön  nen, sofern sie über den nötigen Flüssigkeits  druck verfügen, ohne weiteres zur - Be  schickung der vorerwähnten Vorrichtung  verwendet werden, indem z. B. der Anschluss  direkt an der vorhandenen Druckleitung er  folgt. Besteht diese Pumpe aus Einzelelemen  ten, von denen jedes zur Speisung einer  Schmierstelle dient, so wird zweckmässig ein  weiteres Element für die     Beschickung    der  erläuterten Vorrichtung dazu geschaltet.

    Statt der in     Fig.    1 dargestellten Kolben  pumpe kann selbstverständlich auch eine       Zahnradpumpe    oder     eine    sonst zur Förderung  von Flüssigkeit und Druckerzeugung geeig  nete Einrichtung     verwendet    werden. An  Stelle der Ventile können auch andere Ab  schlussorgane, beispielsweise     Schieber,    und  an Stelle der     Arbeitskolben    können auch  andere Arbeitsorgane, beispielsweise Mem  branen, zur Anwendung gelangen.  



  Die Betriebssicherheit einer automati  schen     Verdichteranlage    wird dadurch we  sentlich erhöht.



  Switching device for automatic compressor systems, in particular for compression cooling systems. In fully automatic compressor systems and especially in Kompressionskühlan facilities are required that automatically carry out the operating operations that are otherwise manually operated in non-automatic systems. We are thinking of the self-acting shut-off or throttling devices for the gaseous or liquid compressor medium or for auxiliary materials, e.g.

   B. to the automatically acting cooling water valves, or to automatically working circulation valves between tween the pressure and the suction side to make it easier to start the compressor, etc., all of which when starting, respectively. have to come into operation when turning off the compressor.



  These organs were previously either operated by the compression medium itself, or they were designed as solenoid valves or motor-driven valves. However, all of these organs have the disadvantage that the operation process takes place immediately when the compressor is started, and the valves, for example, are already fully open or are closed before the compressor has even reached normal speed. This has resulted in inconvenience in that the immediate opening of the shut-off valves, e.g.

   B. for the liquid cooling medium, in cooling systems to overfill the evaporator fer and therefore for wet work the Verdich ter has given cause. These disadvantages were less present in non-automatic systems, as the various operations were usually carried out one after the other by one man in a very specific order, with different minutes elapsing until a certain tap was opened after the compressor started up .



  To remedy this inconvenience, the suggestion was made by other parties to install so-called delay relays in the system, which, with the help of a timer or an electrically heated bimetal rod, create an adjustable delay in switching on, ie. H. Open resp. Realize the closure of these organs, so that the opening respectively. Closing of the valve or valves can only take place after a certain adjustable time, measured from the moment the compressor is started up. These delay relays complicate the system and make it much more expensive.



  The invention relates to a switching device for starting and stopping automatic compressor systems, especially compression cooling systems, which has at least one switching element that is actuated by a pressure fluid supplied by a liquid pump, which is driven by the compressor and consists in that at least one Organ moved by Druckflüs fluid is provided, wel Ches has a dead stroke, for the purpose of a closing element only after a certain time calculated from the start of the compressor, d. b. with delay to open or close. Fenn several switching elements are seen before.

   so each switching member can have its own moving by hydraulic fluid Or gan, or all switching organs can be operated by a common, fluid by pressure moved organ. The hydraulic fluid can be taken from a reservoir located outside the compressor and under atmospheric pressure or, if the compressor consists of a piston compressor, from the crankcase of the compressor, which is under the pressure prevailing in the suction port of the compressor.

   The ratio of the stroke volume of the organs moved by hydraulic fluid to the secondary delivery volume of the fluid pump can be within the limits of 120 to 1/600 and the pressure of the fluid pump can be between the limits of 2 to 500 kg / cm '.



  In the drawing, Ausführungsbei are games of the subject invention and a variant. FIGS. 1 to 3 each show an example and FIG. 4 shows the variant.



  The liquid pump 4 (Fig. 1) comes because. it is either directly coupled to the compressor shaft or is all driven by a chain wheel, belt or the like, while it is in operation or at a standstill. It therefore begins with the liquid delivery immediately when the compressor is started and ends when it comes to a standstill. The hriiel @ liquid, z.

   B. oil is drawn from the reservoir 1 through the filter 2 and through the suction line 3, then pushed through the pressure line 5 into the manifold collector 6, full where they can flow through connecting channels 7 under the working piston 9 used in the working cylinders 8. These working pistons 9 move up after the liquid pressure has overcome the spring preload caused by a spring 11 each in all valves I, 11 and III.

   The piston 9, which is assigned to the valve I, moves until the lifting pin 10 of the valve I b # ,, - is stirred, and overcomes. thus initially the dead stroke H. This bolt temporarily prevents the further movement of the piston 9, as this is loaded by the prevailing in the valve housing 12 and on the membrane 14 we kenden refrigerant pressure, which is usually above atmospheric pressure, naeli downwards.

   This working piston 9 remains so while the others are raised by the continuous flow of liquid wei ter, until due to the increasing spring tension over these two other pistons 9, the liquid pressure has risen so far that it is on the piston 9 of the valve I respectively . is able to overcome the load acting on its lifting bolt 10 and the working piston 9 of the valve I now also moves further upwards again.

   Each of the three switching organs consists of a working cylinder 8 and a working piston 9 and each switching organ has its own, formed by the piston 9, be moved by the hydraulic fluid.



  The valve 1 has to. Example the task of the circulation valve. As soon as the lifting bolt 40 of the valve I and thus the membrane 14 is lifted by the liquid pressure increasing under the valve piston 9, the valve body 13 of the valve I is pushed upwards and comes to an end with the valve housing 12. The free passage between the pressure and the suction side of the compressor is blocked, the compressor begins with the ord-appropriate promotion.



  At the end of this circulation valve, the stroke of its working piston 9 is ended. The oil pressure under this piston will increase even further, so that a strong pressure of the valve body 13 arises on the valve housing 12, which causes an absolutely secure and tight seal.



  Despite the now stationary piston 9 of the circulation valve, the two other pistons 9 move respectively due to the pressure fluid that has to flow anew. the ge increased liquid pressure further up until the piston 9 of the valve IH has overcome the dead stroke H and in. Be contact comes with the lifting pin 10 and the same game, as described above, as repeated. The valve III is intended here as a cooling water valve for the condenser, which should open a short time after the closing of the flow valve I.

   The valve II represents a closing element for the liquid cold medium, which in turn should open some time after the gühlwasserventil.



  While the stroke of the piston 9 is limited by the valve seat itself in the circulation valve I, the piston strokes are limited by stops in the cooling water valve and the shut-off device of the liquid refrigeration medium, because, in contrast to valve I, these two shut-off devices have to open during operation.



  The hydraulic fluid distribution collector 6 is connected to the return line 20 and the reservoir 1 by a fine Na.delregulierventil 17. This needle valve 17 is set in such a way that it constantly allows some pressure fluid to flow out to the reservoir, and the higher the fluid pressure in the distribution collector 6 and thus under the working piston 9, the greater the flow. Ultimately, at a certain pressure ratio, it will be so large that the discharge will be equal to the delivery volume of the pump.



  The prevailing liquid pressure under the working piston 9 must be sufficient to open the valve body 13 connected thereto with certainty. keep closed. Instead of the adjustable needle valve 17, a throttle disc (orifice) or some other throttle element can also be used. The clearance between the working piston 9 and the working cylinder 8 can also be selected so that there is constant circulation and a standstill. The pressure fluid can be emptied through this annular gap. A special throttle device can thus be saved.



  For safety reasons, a safety valve 18 is also provided, which blows off the hydraulic fluid after the return line 20 and thus after the reservoir 1 when a maximum fluid pressure is exceeded. A manometer 19 is also installed, which enables constant control of the fluid pressure.



  A certain leakage of pressure fluid will occur between the working piston 9 and the housings 8 during operation. These lost liquids are returned to the reservoir 1 through the lines 21 and the line 20, so that in the space above the working piston 9, i. H. under the membrane 14, the pressure prevailing above the liquid level of the reservoir 1 is always ascertained.



  When the compressor is switched off, the liquid pump 4, which is coupled directly to it or which is driven indirectly by it, comes to a standstill. The hydraulic fluid delivery therefore stops immediately. Since, however, the throttle member 17 remains open, the liquid will slowly soften from the system and drain through the line 20 into the reservoir 1. This pushing out of the hydraulic fluid is promoted by the strong springs 11, which push the working piston ben 9 with strong force downwards.

   Since the working stroke of the valves 13 described is very small, this working cycle will take place very quickly and the valves will assume their rest position in the shortest possible time after the compressor has come to a standstill. The working pistons 9 then, as a result of their loading by the springs 11, still cover the dead stroke H until they rest on the bottom of the housing 8.



  With the device described above, a delayed actuation of the valves I. 11 and 111 during start-up and an almost immediate actuation of the same when the compressor is at a standstill is achieved, which is of great advantage for the proper operation of fully automatic refrigeration systems .



  The delay times intended with the described device according to FIG. 1 are primarily a function of the secondary pump delivery volume and the total stroke volume of all the working piston 9 to be acted upon by the pump, as well as the throttle loss generated by the throttle body 17.

   If, for example, V1 means the pump delivery volume in I 'the total stroke volume of the working pistons in cm' and T '.. the throttle losses in cm' / sec., Then the delay to be achieved is:
EMI0004.0020
    The fixed ratio # for one embodiment is equal to the smallest achievable delay period. By changing the throttle loss V; z, this delay period can then be extended as required until it would be infinite, for example at T7 # = V1.



  The graduations of the delay time tension of the various organs acted upon by the same fluid pump by means of pressure fluid are determined by a suitable number of the lifting bolt lengths, i.e. H. of the dead strokes H. The larger this dead stroke is selected, the later the relevant closing element is actuated. Shifting the operating moments of the individual closing organs can also be achieved by installing springs 11 of different strengths.

    Furthermore, the in the valve buildings 12, i. H. on the diaphragms 14 and the movement of the lifting bolts 10 counteracting system pressure nor the delay times of the individual valves. This last circumstance can, however, be partly eliminated by the fact that the reservoir 1 is closed and the pressure prevailing over the pump fluid in the reservoir 1 is equal to that in the valve housings 12 and 12. equal to the system pressure observed in the largest number of installed valves.

   As a result, pressure equalization is achieved on both sides of the membrane 14 in these valves. In the case of valves with finitely lower system pressure in the housing 12, compensation can be achieved by selecting the springs 16 accordingly.



  Another embodiment of the present invention, in which the pressure prevailing in the valve housings 12 has no influence on the delay time, is shown in FIG. 2. Instead of each valve 11 and 111, a separate working cylinder 8 with working piston 9 is to be provided a single, all valves common working cylinder 8 with piston 9 installed. The hub pin 10 is firmly connected to the working piston 9, which forms the organ moved by pressure fluid here, and carries a sliding switching element 27 for each valve, which respectively lifts the associated valve body 13 in the appro priate moment. lowers, thereby opening or closing the valves.

   By appropriately training the switching elements 27 and setting the same by means of the adjusting nuts 28, exactly the desired order of operations and delay can be achieved. The aforementioned dead stroke of the organ 9 corresponds here to the stroke that the working piston 9 must perform until the individual switching elements 27 come into contact with the valve spindles of the valves 13. The valves I, II and III in FIG. 2 have, for example, the same task as the valves I, 1I and III in FIG.

   When the machine is switched off, the piston 9 is moved by the spring 11 to the side of the hydraulic fluid inlet 7. When the machine is at a standstill, valve I is open, while valves II and III are closed. Here the switching elements are 2'l by a. gA- common organ 9 actuated by pressure fluid is moved.



  As mentioned earlier, the main thing is the delay time, i. H. apart from a throttle loss P3 ', a function of the fixed ratio for each system: For all practical cases, the total delay within the limit of 20 seconds to 10 minutes will be completely sufficient, so that the practical ratio v1 is between the values 1/20 to l / 600 moved. The liquid pump is expediently designed for pressures between the limits of 2 to 500 kg / cm '.



       FIG. 3 shows an example of the subject of the invention, designed essentially according to FIG. 1, in connection with a refrigeration system. There are a total of four control valves I, 11, 111, IV drawn in here, with valve I serving as a circulation valve for easier start-up of the compressor. Valve II represents the cooling water valve that opens respectively when the compressor starts up the water supply to the condensator 22. this closes again after the compressor has come to a standstill.

   The valves III and IV are shut-off devices for the liquid cooling medium, namely valve III controls the auxiliary injection into the intermediate pressure vessel 24 to cool the gases behind the first Verdiclhterstufe, and valve IV controls the supply of the liquid to the line, the leads to the evaporator 23, which still has a floating valve 25 as the actual regulating element.



  In FIG. 3, as in FIG. 1, the oil reservoir 1 is also arranged outside the compressor. This reservoir and thus also the return line 20, and also the chambers below the membranes 14, are thus located
EMI0005.0040
  
    <U> Stroke volume <SEP> of the <SEP> or <SEP> of the <SEP> working piston <SEP> in <SEP> cm3 </U>
<tb> Delivery volume <SEP> of the <SEP> liquid pump <SEP> in <SEP> cm '/ sec. under atmospheric pressure.

   The oil reservoir 1 can also, as. In Fig. 4, for example, is provided, in the crankcase of the Ver = poet relocated, whereby the whole system is at standstill under the pressure prevailing in the crankcase. During operation, the cure housing is under the pressure prevailing in the suction port of the compressor.



  As a rule, the compressors are already equipped with separate external or internal pumps to supply the moving parts with lubricant. These pumps can, provided they have the necessary liquid pressure, easily used for - Be sent the aforementioned device by z. B. the connection directly to the existing pressure line he follows. If this pump consists of individual elements, each of which is used to feed a lubrication point, a further element for charging the device explained is expediently connected.

    Instead of the piston pump shown in Fig. 1, a gear pump or any other device suitable for pumping liquid and pressure generation can of course also be used. Instead of the valves, other closing organs, such as slides, and instead of the working piston, other working organs, such as Mem branes, can be used.



  This significantly increases the operational safety of an automatic compressor system.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Schaltvorrichtung zur Inbetriebnahme und zur Stillsetzung von automatischen Verdich- teranlagen. speziell von Kompressionskühl anlagen, die mindestens ein Schaltorgan auf weist, das durch eine von einer Flüssigkeits pumpe gelieferte 1)riickfliissigkeit betätigt wird, deren Antrieb vom Verdieliter aus er folgt. PATENT CLAIM: Switching device for starting and stopping automatic compressor systems. especially of compression cooling systems, which have at least one switching element which is actuated by a return liquid supplied by a liquid pump, which is driven by the condenser. dadurch gekennzeichnet, ilass minde stens ein durch Druckflüssigkeit bewegtes Organ vorgesehen ist, welches einen toten Muli aufweist, zum Zweck, ein Abschluss- organ erst nach einer gewissen ab Anlauf des Verdichters gerechneten Zeit, d. h. mit Ver zögerung, zu öffnen oder zu schliessen. UNTERANSPRüCHE: 1. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch, mit mehreren Schaltorganen, dadurch ge kennzeichnet, dass jedes Schaltorgan ein eigenes durch Druckflüssigkeit bewegtes Organ besitzt. ?. characterized in that at least one member is provided which is moved by pressure fluid and which has a dead Muli, for the purpose of providing a closing member only after a certain time calculated from the start-up of the compressor, d. H. with a delay to open or close. SUBClaims: 1. Switching device according to claim, with several switching elements, characterized in that each switching element has its own element moved by hydraulic fluid. ?. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch, mit mehreren Schaltorganen, dadurch ge kennzeichnet, dass sämtliche Schaltorgane durch ein gemeinsames, durehDruckflüs- sigkeit bewegtes Organ betätigt werden. 3. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck flüssigkeit einem ausserhalb des Verdich ters liegenden und unter Atmosphären druck stehenden Reservoir entnommen wird (Fig. 3). 4. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch. Switching device according to patent claim, with several switching elements, characterized in that all switching elements are actuated by a common element which is moved by pressure fluid. 3. Switching device according to claim, characterized in that the pressure liquid is taken from an outside of the compressor age and under atmospheric pressure reservoir (Fig. 3). 4. Switching device according to claim. dadurch gekennzeichnet, dass die T)ruck- flüssigkeit aus dem Kurbelgehäuse des Verdichters entnommen wird, das unter dem im Saugstutzen des Verdichters herrschenden Druck steht (Fig. 4). 5. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ver hältnis vom Hubvolumen des oder der durch Druckflüssigkeit bewegten Organe zum sekundlichen Fördervolumen der Flüssigkeitspumpe innerhalb der Gren zen 1/20 bis 1/600 liegt. 6. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Flüssigkeitspumpe zwischen den Grenzen 2 bis 500 kg/cm' liegt. characterized in that the T) jerk liquid is taken from the crankcase of the compressor, which is under the pressure prevailing in the suction port of the compressor (Fig. 4). 5. Switching device according to claim, characterized in that the ratio of the stroke volume of the or the organs moved by pressure fluid to the secondary delivery volume of the fluid pump is within the limits 1/20 to 1/600. 6. Switching device according to claim, characterized in that the pressure of the liquid pump is between the limits 2 to 500 kg / cm '.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2656970A (en) * 1949-09-16 1953-10-27 Quincy Compressor Company Compressor starting pressure relieving attachment

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US2656970A (en) * 1949-09-16 1953-10-27 Quincy Compressor Company Compressor starting pressure relieving attachment

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