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Entlastungsvorrichtung zum drucklosen Anlaufen von Verdichtern Die
Erfindung betrifft eine Entlastungsvorrichtung zum drucklosen Anlaufen von Verdichtern
mit einem in der Druckleitung, vorzugsweise am Kühler angeordneten Entlastungsventil,
das von dem im Verdichter erzeugten Luftdruck gesteuert wird, wobei das Entlastungsventil
mit einem als Kolben oder Membran ausgebildeten Betätigungsorgan verbunden ist.
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Bei intermittierend arbeitenden Verdichtern muß bekanntlich der in
üblicher Weise zwischen Verdichter und Rückschlagventil des Kessels vorgesehene
Kühler entlastet werden, damit der Verdichter ohne Gegendruck anlaufen kann. Hierzu
ist es üblich, am Kühler ein Entlastungsventil vorzusehen, das bei kleinen Verdichtern
meist an den Druckschalter angebaut und von diesem mechanisch betätigt ist. Eine
derartige Anordnung ist jedoch bei Hochdruckverdichtern sowie bei Nieder- und Mitteldruckverdichtern
mit größeren Leistungen deshalb nicht mehr brauchbar, weil die Druckschalter nicht
mit so hohen Kräften belastet werden können, wie sie infolge der größeren Ventilquerschnitte
erforderlich sind. Es ist aus diesem Grunde bereits vorgeschlagen worden, die Entlastungsventile
solcher Verdichter elektromagnetisch zu betätigen. Derartige Einrichtungen sind
aber teuer und haben darüber hinaus den Mangel, daß sie nicht immer zuverlässig
arbeiten.
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Bei einer bekannten Entlastungsvorrichtung wird das in Form eines
Kolbenventils ausgebildete Entlastungsventil einerseits von dem in der Druckleitung
herrschenden Luftdruck und andererseits von dem Windkesseldruck gesteuert. Hierbei
tritt nur dann eine Entlastung der Druckleitung während des Anlaufens ein, wenn
der Druck im Windkessel zwischen dem maximalen und minimalen Wert liegt.
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Es ist außerdem bei einer anderen Entlastungsvorrichtung bekannt,
das Entlastungsventil in die Druckleitung zwischen dem Verdichter und dem Windkessel
einzuschalten und mit dessen Rückschlagv entil zu vereinigen. Hierbei wird das Entlastungsventil
geöffnet, wenn das Rückschlagventil sich schließt. Eine derartige Vorrichtung kann
nur für eine bestimmte Verdichterleistung eingestellt werden. Sobald die Verdichterleistung
sich verändert, kann ein Flattern des Rückschlagventils eintreten, so daß während
des Betriebes das Entlastungsventil sich wiederholend unbeabsichtigt öffnet und
schließt und damit Druckverluste herbeiführt.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Betätigungsorgan über
eine Leitung, in der ein vorzugsweise durch einen elektrischen Druckschalter gesteuertes
Entlastungsventil angeordnet ist, mit dem Druckstutzen des Verdichters derart in
Verbindung steht, daß das Betätigungsorgan im vom Druckmittel unbelasteten Zustand
das Entlastungsventil öffnet. Eine derartige Vorrichtung bietet den Vorteil, daß
ein entlasteter Anlauf des Verdichters auch in den Fällen ermöglicht wird, in denen
der minimale Druck im Druckluftbehälter unterschritten wird.
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Bei mehrstufigen Verdichtern kann die das Entlüftungsventil aufweisende
Leitung von der Verbindungsleitung zwischen der Niederdruckstufe und Hochdruckstufe
abgezweigt sein. Diese Vorrichtung bildet dann eine Sicherheitseinrichtung gegen
Überlastung bei Ausfall der Niederdruckstufe. Auch kann diese Vorrichtung bei bestimmter
Dimensionierung des Entlastungsventils und des Betätigungsorgans als Sicherheitsventil
für die Endstufe wirken.
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Die Entlastungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird an Hand von zwei
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In den Zeichnungen
zeigt Abb. 1 schematisch den Aufbau der Entlastungseinrichtung an einem einstufigen
Verdichter, Abb.2 schematisch den Aufbau der Entlastungseinrichtung an einem zweistufigen
Verdichter mit Zwischenkühler.
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In Abb. 1 ist der Verdichter mit 3 bezeichnet. An dem den Verdichter
3 und einen mit einem Rückschlagventil 4 versehenen Kessel 10 verbindenden Kühler
11 ist ein Entlastungsventil 2 vorgesehen. Das Entlastungsventil 2 wird von einem
aus Zylinder mit Kolben, Membran und Wehrohr od. dgl. bestehenden und in seiner
Gesamtheit mit 1 bezeichneten Betätigungsorgan betätigt. Dessen Zuleitung 5 ist
an einer vor dem Kühler 11 liegenden Stelle an die Druckleitung des Verdichters
3 angeschlossen. In der Zuleitung 5 befindet sich ein kleines Entlüftungsventil
6.
Die Wirkungsweise dieser einstufigen Anlage ist wie folgt: Sobald
der Verdichter 3 eingeschaltet wird und Druckluft liefert, wird das Entlastungsventil
2 wegen des Unterschieds in den Durchmessern der Kolben des Betätigungsorgans geschlossen.
Der Verdichter fördert demnach durch das offene Rückschlagv entil 4 in den Kessel
10. Beim Stillsetzen des Verdichters 3 wird das Entlüftungsventil 6 geöffnet. Infolgedessen
wird der größere Kolben des Betätigungsorgans 1 entlastet, und das Entlastungsvenitil
2 öffnet sich. Das Entlüftungsventil 6 kann, da zu seiner Wirkung nur geringe Kräfte
erforderlich sind, durch den Druckschalter oder eine andere Vorrichtung bekannter
Art betätigt werden.
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Grundsätzlich kann bei mehrstufigen Verdichtern die gleiche Anordnung
gewählt werden; dabei würde jedoch nachteilig sein, daß Kolben und Entlüftungsventile
durch hohen Druck beaufschlagt werden, was leicht zu Störungen Anlaß geben kann.
Dies gilt insbesondere für das kleine Entlüftungsventil selbst, während größere
Ventile entsprechend dimensioniert werden können.
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Eine zweistufige Anlage, in der dieser Nachteil vermieden ist, zeigt
Abb. 2. In dieser Anlage wird das Entlastungsventil 2 über das Betätigungsorgan
1 durch den in einem zwischen den beiden Verdichterstufen gelegenen Zwischenkühler
7 herrschenden Druck gesteuert. Dieser Druck ist geringer als der in der Endstufe
herrschende. Das Entlüftungsventil 6 wird, wie zu Abb. 1 erläutert, betätigt, so
daß der größere Kolben des Betätigungsorgans 1 entlastet wird und durch Öffnen des
Entlastungsventils 2 der Druck aus dem -hier als Endkühler wirkenden Kühler 11 entweicht.
Das Entlastungsventil kann den es belastenden Drücken entsprechend kräftig ausgeführt
werden.
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Die zweistufige Anlage gemäß der Erfindung hat darüber hinaus den
Vorteil, daß die Hochdruckstufe bei Ausfall der Niederdruckstufe vor einer Überbelastung
geschützt ist, so wie dies z. B. bei Ventildefekten eintreten kann. Sobald nämlich
die Niederdruckstufe, in die das Entlüftungsventil 6 eingebaut ist, keinen oder
nur geringen Druck liefert, öffnet sich das Entlastungsventil 2, und der Verdichter
3 läuft leer. Gleichzeitig bewirkt diese Anordnung, daß das Entlastungsventil 2
als Sicherheitsventil für die Endstufe wirkt. Der Druck in den Zwischenstufen ist
von dem Stufendruckverhältnis abhängig und nicht von dem tatsächlichen Enddruck.
Bei entsprechender Abstimmung von Ventil- zum Kolbenquerschnitt öffnet sich das
Ventil. sobald der Enddruck über den Druck steigt, für den das Ventil berechnet
ist. Der Einbau des Ventils ist natürlich auch möglich bei Verdichtern, die nicht
intermittierend, sondern im Leerlaufbetrieb arbeiten.