DE807975C - Device for the automatic and stepless regulation of a compressor - Google Patents

Description

Vorrichtung zur selbsttätigen und stufenlosen Regelung eines Kompressors l»ei einem Konil>ressorenaggregat, das von einem elektrischen Antrieb oder einer \Värmekraft- maschine angetrieben wird und seine Fördermenge tnit konstantem Druck abgeben soll und das mit einem 1>ruck gespeist wird, der innerhalb mehr oder \\-eniger weiter Grenzen schwanken kann, ist es hin- sichtlich seiner Wirtschaftlichkeit sehr erwünscht den Verdichtungsvorgang ini Kompressor derart zu regeln, daß die zu leistende Arbeit nahezu konstant bleibt. Dann ist auch die voni Antriebsmotor zu liefernde Leistung praktisch konstant. Die Erfindung bezweckt. eine selbsttätige Regel- vorrichtung zu schatten, mit der das genannte Ziel unter besonders einfachen und befriedigenden Be- dingungen erreicht «-ird. hie neue Vorrichtung ist zunächst dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlastungsventil, das auf dem einzigen Zylinder des Kompressors, wenn dieser einstufig arbeitet, oder auf den ersten Zylinder des Kompressors, wenn dieser mehrstufig arbeitet, angeordnet ist, und das in an sich bekannter Weise das Verdichtungsverhältnis in diesem Zylinder regelt, indem es während eines Teils oder während der ganzen Datier des Kompressionshubes geöffnet bleibt und auf diese Weise den Augenblick des Beginns der effektiven Verdichtung verzögert, finit einer regelbaren Einspritzpumpe an sich bekannter Bauart mit schräger Kolbenstirnfläche kombiniert ist, deren von einem auf der Kurbelwelle sitzenden Nocken abgetriebener Kopien bei jeder Kompression den Druck liefert, der das Öffnen dieses Entlastungsventils steuert.Device for the automatic and stepless regulation of a compressor l »a Konil> ressorenaggregat from a electric drive or a \ thermal power machine is driven and its delivery rate tn should deliver with constant pressure and that with a 1> jerk that occurs within more or \\ - less further limits can fluctuate, it is obviously very desirable because of its economic efficiency the compression process ini compressor in such a way regulate that the work to be done is almost constant remain. Then the voni drive motor is also closed delivering performance practically constant. The invention aims. an automatic rule device to shadow with said aim under particularly simple and satisfactory conditions achieved «- is. hie new device is initially characterized in that a relief valve, which is arranged on the single cylinder of the compressor if this works in one stage, or on the first cylinder of the compressor if it works in multiple stages, and the compression ratio in a manner known per se in this cylinder regulates by remaining open during part or during the entire date of the compression stroke and in this way delays the moment of the start of effective compression, finitely a controllable injection pump of known design with an inclined piston face, which is combined by one The crankshaft seated cams of driven copies at each compression provide the pressure that controls the opening of this relief valve.

Die neue Vorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung der vorgenannten Pumpe ein Servomotor verwendet wird, der ein bewegliches Organ aufweist, dessen Bewegungen nach Maßgabe der Veränderungen des Ansaugedruckes die Winkeleinstellung des Einspritzpumpenkolbens steuern und so selbsttätig, abhängig von den Veränderungen dieses Druckes, die Dauer der Förderstöße dieser Pumpe und dementsprechend die Dauer der periodischen öffnungen des Entlastungsvecitils bestimmen.The new device is further characterized in that for the Regulating the aforementioned pump a servomotor is used, which is a movable Organ has whose movements in accordance with the changes in the suction pressure control the angle setting of the injection pump piston and thus automatically, dependent of the changes in this pressure, the duration of the strokes of this pump and determine the duration of the periodic openings of the relief valve accordingly.

Es ist leicht verständlich, daß diese Vorrichtung, die., je nachdem ob der Ansaugedruck zu- oder abnimmt, den 'Zeitpunkt des effektiven Beginns der Verdichtung verzögert oder beschleunigt, praktisch oder genau konstante Werte der geleisteten Arbeit und demzufolge auch der vom Antriebsmotor zu liefernden Leistung erzielen läßt.It is easy to understand that this device, the., Depending whether the suction pressure increases or decreases, the 'time of the effective start of the Compression retards or accelerates, practically or precisely constant values of the work performed and consequently also the power to be delivered by the drive motor can achieve.

Nachstehend wird an Hand der mehr oder weniger schematischen Zeichnung eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise beschrieben: In der Zeichnung ist i der erste Zylinder eines mehrstufigen Kompressors, in dem sich ein Kolben 2 bewegt. In seinem Oberteil ist der Zylinder i mit einem Entlastungsventil 3 versehen, das ihn mit einer mit der Ansaugleitung des Kompressors verbundenen Kammer 4 in Verbindung bringt. Das Ventil 3 wird durch eine Feder 5 in seine Schließstellung zurückgeführt.The following is based on the more or less schematic drawing an embodiment of the device according to the invention described for example: In the drawing, i is the first cylinder of a multistage compressor in which a piston 2 moves. In its upper part is the cylinder i with a relief valve 3 provided that it is connected to a suction line of the compressor Chamber 4 brings in connection. The valve 3 is in its closed position by a spring 5 returned.

Ein in einem Zylinder 7 geführter Kolben 6, der an seiner hinteren Stirnfläche dem Druck einer Flüssigkeit unterworfen ist, die aus einer mit dem Zylinder 7 über eine Rohrleitung 9 verbundenen Förderpumpe 8 herrührt, wirkt auf das Ventil 3 in seiner öffnungsrichtung. Die Pumpe 8 besitzt einen festen Pumpenkörper, in dem sich ein an seinem Oberteil mit einer abgeschrägten Steuerfläche 12 versehener Kolben ii bewegt. Ein Kanal io hält die jeweils über oder unter der Steuerfläche befindlichen Räume in ständiger Verbindung miteinander. Der Kolben i i kann über einen Teil des Kreisumfangs mittels zweier Stifte 14 verdreht werden, die in zwei in einem Zahnrad 13 angebrachten Schlitzen 15 gleiten, das in eine fest mit einem Kolben 17 verbundene Zahnstange 16 eingreift, der sich in einem Zylinder 18 bewegt. Dieser Kolben wird selbst einerseiis dem Druck einer aus einem über eine Rohrleitung 20 mit dem Zylinder. 18 verbundenen Behälter i9 stammenden Flüssigkeit und andererseits der Wirkung einer Feder 21 unterworfen, deren Spannung mittels eines in den Zylinder 18 eingeschraubten Stopfens 22 einstellbar ist. Der Oberteil des Behälters i9 ist über eine Rohrverbindung 23 mit der Ansaugleitung des Kompressors verbunden.A piston 6 guided in a cylinder 7, which is subjected at its rear end face to the pressure of a liquid from a feed pump 8 connected to the cylinder 7 via a pipe 9, acts on the valve 3 in its opening direction. The pump 8 has a fixed pump body in which a piston ii, provided on its upper part with a beveled control surface 12, moves. A channel io keeps the rooms located above or below the control surface in constant communication with one another. The piston ii can be rotated over part of the circumference by means of two pins 14, which slide in two slots 15 made in a gear wheel 13 , which engages in a toothed rack 16 which is fixedly connected to a piston 17 and which moves in a cylinder 18. This piston is itself one of the pressure one from one via a pipe 20 to the cylinder. 18 connected container i9 and on the other hand subjected to the action of a spring 21, the tension of which is adjustable by means of a plug 22 screwed into the cylinder 18. The upper part of the container 19 is connected to the suction line of the compressor via a pipe connection 23.

Der Innenraum der Pumpe 8 steht über eine Rohrleitung 24 mit einem Behälter 25 in Verbindung, der eine unter schwachem Druck stehende Flüssigkeit enthält.The interior of the pump 8 is via a pipe 24 with a Container 25 in communication, which contains a liquid under low pressure.

Bei jeder Umdrehung des Kompressors wird der Kolben i i der Pumpe 8 durch ein Stoßglied 26 angehoben, das mit einer Leitrolle 27 versehen ist, die durch einen mit der Kurbelwelle 29 des Kompressors fest verbundenen Nocken 28 gesteuert wird.With every revolution of the compressor, the piston i i becomes the pump 8 is raised by a push member 26 which is provided with a guide roller 27 which controlled by a cam 28 fixedly connected to the crankshaft 29 of the compressor will.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die in dem Behälter i9 enthaltene und dem Ansaugedruck unterworfene Flüssigkeit wirkt auf den Kolben 17, der dadurch eine für jeden Wert des Ansaugedruckes unterschiedliche Stellung einnimmt. Die Bewegungen des Kolbens 17 werden mittels der Zahnstange 16 auf das Zahnrad 13 übertragen, das eine entsprechende Verdrehung des Kolbens ii und demzufolge auch der Steuerfläche 12 bewirkt. Die Steuerfläche 12 nimmt also verschiedene Winkelstellungen ein, die sich in ihrem Zusammenwirken mit der Durchtrittsöffnung unterscheiden, durch welche die Einlaufleitung 24 der Flüssigkeit in den Innenraum der Pumpe 8 einmündet, und zwar in der Weise, daß die Leistung der Pumpe Null ist, wenn der Ansaugedruck seinen (absoluten) Mindestwert erreicht, und daß sie nach Maßgabe dieses Druckes zusammen mit diesem ansteigt.The device works as follows: The liquid contained in the container 19 and subjected to the suction pressure acts on the piston 17, which thereby assumes a different position for each value of the suction pressure. The movements of the piston 17 are transmitted by means of the toothed rack 16 to the gear wheel 13 , which causes a corresponding rotation of the piston ii and consequently also of the control surface 12. The control surface 12 thus assumes different angular positions which differ in their interaction with the passage opening through which the inlet line 24 of the liquid opens into the interior of the pump 8, in such a way that the power of the pump is zero when the Suction pressure reaches its (absolute) minimum value, and that it rises in accordance with this pressure together with this.

Bei jeder Umdrehung des Kompressors wird der Kolben i i durch den Nocken 28 angehoben. Wenn die Steuerfläche 12 die der Nulleistung der Pumpe entsprechende'Winkelstellung einnimmt, wird keine Flüssigkeit zum Zylinder 7 gefördert, und das Entlastungsventil 3 bleibt geschlossen. Dann arbeitet der Kolben 2 im Zylinder i des Kompressors während seines ganzen Hubes auf Kompression.With each revolution of the compressor, the piston i i is pushed by the Cam 28 raised. When the control surface 12 is in the angular position corresponding to the zero output of the pump occupies, no liquid is delivered to the cylinder 7, and the relief valve 3 remains closed. Then the piston 2 works in the cylinder i of the compressor during its entire stroke on compression.

Andererseits fördert der Pumpenkolben i i bei allen übrigen Winkelstellungen der Steuerfläche 12 die über ihm befindliche Flüssigkeit und bewirkt das Offnen des Entlastungsventils 3, das bis zu dem Zeitpunkt geöffnet bleibt, in dem die Steuerfläche 12 die obengenannte Durchtrittsöffnung freigibt und hierdurch den Rücklauf der Flüssigkeit zum Behälter 25 und das Schließen des Entlastungsventils 3 unter der Wirkung der Feder 5 zuläßt.On the other hand, the pump piston delivers i i in all other angular positions the control surface 12, the liquid located above it and causes the opening of the relief valve 3, which remains open until the point in time in which the control surface 12 releases the above-mentioned passage opening and thereby the return of the liquid to the container 25 and the closing of the relief valve 3 under the action of Spring 5 allows.

Die Verlängerung oder Verkürzung der Dauer der periodischen Öffnungen des Entlastungsventils 3 bewirken eine Verzögerung oder Vorverlegung des Zeitpunktes, in dein die Kompression im Zylinder i des Kompressors effektiv einsetzt, der somit unter praktisch oder genau konstantem Druck fördert und dadurch eine praktisch konstante Leistung verbraucht.The lengthening or shortening of the duration of the periodic openings of the relief valve 3 cause a delay or advance of the point in time, in which the compression in cylinder i of the compressor effectively begins, which thus conveys under practically or exactly constant pressure and thereby a practically constant Power consumed.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur selbsttätigen und stufenlosen Regelung eines Kompressors, dessen Ansaugedruck innerhalb mehr oder weniger weiter Grenzen schwankt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlastungsventil, das im Falle eines einstufigen Kompressors auf dem einzigen Zylinder oder im Falle eines mehrstufigen Kompressors auf dem ersten Zylinder angeordnet ist, mit einer ähnlich einer Einspritzpumpe. gebauten Pumpe kombiniert ist, deren von einem auf der Kurbelwelle des Kompressors sitzenden Nocken aus angetriebener Kolben bei jedem Kompressionshub den Druck liefert, der das Öffnen des genannten Entlastungsventils steuert. ?. Regelvorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Servomotor, der ein bewegliches Organ aufweist, dessen den Veränderungen des Ansaugedruckes unterworfene Bewegungen den Kolben dieser Pumpe um seine Achse verdrehen und auf diese Weise selbsttätig die Dauer der Förderstöße der Pumpe und demzufolge die Dauer der periodischen Öffnungen des Entlastungsventils bestimmen.PATENT CLAIMS: i. Device for automatic and stepless Regulation of a compressor whose suction pressure continues within more or less Limits fluctuates, characterized in that a relief valve, which in the event a single-stage compressor on the single cylinder or in the case of a multi-stage Compressor is arranged on the first cylinder, with a similar to an injection pump. built pump is combined with one on the crankshaft of the compressor seated cam from driven piston on each compression stroke supplies the pressure which controls the opening of said relief valve. ?. Control device according to claim i, characterized by a servomotor which is a movable member has, the movements of which are subject to the changes in the suction pressure Rotate the piston of this pump around its axis and in this way automatically the Duration of the delivery pulses of the pump and consequently the duration of the periodic openings of the relief valve.