SE432465B - Ventilarrangemang for kapacitetsreglering av skruvkompressorer - Google Patents

Description

15 20 30 35 40 8004091-8 i ventiler är kontinuerlig kapacitetsreglering, stort reglerings- område samt att vid konstant tryckförhâllande över kompressorn genom lämplig dimensionering av den axiella avloppsporten möjlighet finns att åstadkomma tämligen konstant inbyggt tryckförhållande under större delen av regleringsområdet, vilket är positivt för dellastverkningsgraden. Nackdelarna är huvudsakligen att denna slidventiltyp är mycket dyrbar i tillverkning eftersom snäva tolerander och noggranna centreringar krävs samt att reglersystemet är dyrbart, vanligen användes ett hydrauliskt manöversystem. Trots dessa nackdelar har denna ventiltyp använts kommersiellt på skruvkompressorer under ett flertal år, främst inom kyl- och luftkonditioneringsområdet.

En annan lösning användande vrid- eller kolvventiler visas t.ex. i US patentskrufterna 3 088 658 och 4 042 310.

Utmärkande för dessa ventiltyper är att dessas cylindriska ventillopp ej bildar någon gemensam del med rotorloppen utan står i förbindelse med dessa genom slitsar genom vilka gaser avtappas vid dellast. Fördelar med dessa ventilarrangemang är att de blir billigare i tillverkning. Nackdelar är att regleringen inte blir lika kontinuerlig som vid slidventil- arrangemanget, att det inbyggda tryckförhållandet sjunker med sjunkande last samt att manöversystemet för ventilen _ blir komplicerat och dyrbart. Dessutom erhålles, speciellt vid större dellaster och vid fullast, ett läckage över slit- sarna vilket allvarligt försämrar verkningsgraden (vid fullast upp till ca 10% för en enstegskompressor). Även dessa ventil- typer har använts kommersiellt på skruvkompressorer, men inte i samma utsträckning_som den ovan nämnda slidventil- typen.

Ytterligare en annan lösning är användande av slid- eller lyftventiler vilka är axiellt eller radiellt rörliga i kompressorns inlopps- eller avloppsändplan, se t.ex. US patentskrifterna 3 108 739 och 3 108 740. Inget av dessa olika arrangemang har av olika orsaker visat sig vara praktiskt utförbart och har således ej kommit till kommersiell användning.

Avsikten med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett mindre kostsamt regleringsarrangemang, inte bara av själva ventílsystemet i kompressorn utan även av manövreríngs- organen. Dessutom är avsikten att undvika de verkningsgrads- 10 15 20 25 30 UI U! 40 80951091-8 3 förluster som speciellt de ovan nämnda vrid- eller kolv- ventilerna är behäftade med vid högre belastningar och i synnerhet vid fullast. Regleringsarrangemanget enligt upp- finningen är inte avsedd att ge någon kontinuerlig reglering av kompressorkapaciteten utan en stegvis reglering erhålles genom att ventilerna arbetar enbart i helt stängt eller helt öppet läge.

Nämnda regleríngsarrangemang åstadkommes genom att upp- finningen erhållit de i patentkraven angivna kännetecknen.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i form av ett exempel under hänvisning till ritningarna, där fig. 1 visar ett schematiskt tvärsnitt av en skruvkompressor försedd med ett ventílarrangemang enligt uppfinningen, och där snittet är taget genom huvudrotorns centrum, fig. 2 visar i större skala ett snitt genom en ventil enligt uppfinningen, och fig. 3 visar ett schematiskt tvärsnitt genom kompressorn längs linjen 3~3 i fig. 1.

Skruvkompressorn 10 har ett hus 11 med en lågtrycks- inloppsöppning 12 och en högtrycksutloppsöppning 13. I huset finns två varandra skärande borrningar bildande två rotorlopp i vilka är lagrade två i varandra ingripande rotorer. I fig. 1 visas den ena rotorn, huvudrotorn 14 med dess borrning 15.

Huvudrotorn 14 är vid sina båda ändar lagrad i huset 11 medelst rullníngslager 16,17.

Vid den högst belägna linjen av huvudrotorns borrning 15, där i detta fall den inre kompressionen sker, är två likadana axiellt efter varandra belägna ventiler 18,19 anordnade. Ovanför borrningens 15 övre del är en för båda ventilerna 18,19 gemensam avtappningskanal 20 anordnad, och till vilken ventilerna 18,19 kan öppna. Avtappningskanalen 20 fortsätter sedan med en gavelkanal 21 som leder tillbaka till inloppsöppningen 12.

Ventílen 18 är väsentligen uppbyggd av ett på utsidan av avtappningskanalen fäst och i denna inskjutande ventilhus 22 i vilket en vid ena änden tillslutcn cylindrisk ventílkolv 23 är glidbart rörlig. Ventilkolvens tillslutna ände utgör själva vcntiltnllríken 24 som också utgör en del av borrningen 15. Invändigt är ventilhuset 22 och ventilkolven 23 försedda med en dragfjäder 25 vilken är spänd mellan ventilkolvens tillslutna ände 24 och ventílhusets överdel medelst en pinne 10 15 20 25 40 80Ûl+Û91-8 L? 59 så att den strävar att lyfta ventiltallriken 24 tills en på ventiltallrikens översida utskjutande ringformig klack 25 kommer till anliggning mot ventilhusets i avtappningskanalen 20 inskjutande nedre ringformiga ände 27. Detta läge är an- tytt med streckade linjer i fig. 2. Upptill är ventilhuset 22 försett med en plugg 28 i vilken är upptaget en anslutning 38 för tillförsel av ett medium, företrädesvis olja, för reglering av ventilkolven 23. Anslutningen 38 är förbunden med en enkel 3-vägsventil, icke visad, genom vilken oljan som har ett tryck ungefär lika med kompressorns avloppstryck kan tillföras för att föra ventiltallriken 24 mot sitt stängda läge så att förbindelsen mellan rotorloppet och avtappnings- kanalen bryts. 3-vägsventilen styrs på ett lämpligt sätt automatiskt av trycket i den tryckluftsbehållare som kompress- sorn förser med tryckluft. För tätning mellan ventilhusets 22 inneryta och ventilkolvens 23 ytteryta är i dennas ytteryta upptaget ett cirkulärt spår 29 i vilket en tätningsríng 30 är anordnad. Ett axiellt spår 31 är också upptaget i ventil- kolvens 23 ytteryta och i detta skjuter en i ventilhuset fäst tapp 32 in för att ventilkolven 23 icke skall kunna vridas i förhållande till ventilhuset 22.

Ventiltallriken 24 är utformad med en utskjutande fläns 33 vilken tätande ligger an mot en i rotorloppets 15 vägg 34 anordnad ansats 35. Ytterligare en ansats 36 är anordnad i väggen 34 så att en urtagning 37 bildas mellan ventiltallriken 24 och väggen 34. Genom denna urtagning 37 erhålles snabbt en förbindelse mellan rotorloppet och avtappningskanalen 20 då ventilkolven 23 börjar lyftas.

Då kompressorn arbetar med fullast är båda ventilerna 18,19 stängda varvid ventilkolvens utskjutande flänsar 33 tätandc ligger an mot ansatserna 35 i rotorloppets vägg 34 så att inget läckage sker ut i avtappningskanalen 20. Ventilerna hålls stängda genom att olja från kompressorns avloppstryck tillföres ventilernas inre genom de i pluggarna 28 anordnade anslutningarna 38. De till anslutningarna förbundna 3-vägs- iventilerna påverkas automatiskt av trycket i tryckluftsbe- 'hâllaren. Dâ trycket i behållaren överstiger ett visst tryck påverkas ena eller båda 3-vägsventilerna så att oljan släpps ut ur ventilen 18,19, och ventilkolven öppnas då automatiskt av dragfjädern 25 till sitt helt öppna läge varigenom en del LH TO 15 20 30 35 _ e0o4o91-s S av luften från kompressionsrummet leds tillbaka genom avtapp- ningskanalen 20 och gavelkanalen 21 till rotorinloppet 12.

Genom att dragfjädrarna alltid öppnar ventilerna 18,19 när kompressorn stannar tillförsäkras alltid öppna ventiler och därmed reducerat startmoment när kompressorn åter skall startas. Tack vare att ventilkolvarna i stängt läge är tryckta mot ansatser 35 i rotorloppets vägg 34 garanteras att inget läckage sker ut i avtappningskanalen 20 vid fullast. Något större toleranskrav föreligger“därför icke heller vad beträffar ventilkolvens passning till ventilloppet i väggen 34 eftersom det spel man där erhåller inte ger något läckage utåt utan endast ett försumbart internt läckage mellan kompressíons- rummen. " För att kunna avlasta kompressorn helt kan ventilerna kompletteras med någon form av strypning av kompressorin- loppet.

Genom att ventilerna är belägna så att de cirkulära ventilloppens centrum sammanfaller med den högst belägna linjen av rotorloppet erhålles en lodrät borrning av dessa ventillopp, vilket är fördelaktigt ur tillverkningssynpunkt.

Genom att all bearbetning för ventílloppen i kompressorhuset kan göras i en uppsättning kan noggranna mått med låg maskin- bearbetningskostand erhållas. Även ventílhus och ventilkolv kan genom sin symmetriska form tillverkas billigt och med noggrann centrering.

Trots att exemplet enbart visar användandet av två axiellt efter varandra placerade ventiler kan även 1 eller fler än två ventiler användas.

Som torde framgå av ovanstående beskrivning har genom uppfinningen erhållits en betydande förenkling när det gäller kapacitetsregleríng av skruvkompressorer än tidigare kända _system. Kompressorhuset med inloppsgavel har härigenom också kunnat göras enklare och med mindre dimensioner och vikt vilket väsentligen bidrar till att det föreslagna arrange- manget blir billigare ur tíllverkningssynpunkt. Genom att ventilkolvarna enbart arbetar i sina tvâ ytterlägen, helt stängda eller helt öppna, har manövreríngsorganen kunnat förenklas avsevärt och därigenom blivit både billigare och givit ett mer tillförlitligt system.

Claims (7)

soo4091-a , _Patentkrav

1. Ventilarrangemang för kapacitetsreglering av olje- insprutade skruvkompressorer, där åtminstone en via en i kompressorhuset anordnad avtappningskanal (20) i förbindelse med kompressorns inloppsöppning (12) stående ventil (18, 19) är anordnad för anslutning till den cylindriska delen av kompressorhusets rotorborrning (15), som utgör kompressions- rummens avgränsning i kompressorhuset under inre kompressions- fasen, k ä n n e t e c k n a t av att ventilen (18, 19) innefattar en i huvudsak radiellt mot rotorborrníngen rörlig ventílkolv (23), som nedtill har en ventiltallrik (24) som i ventilens stängda läge ligger i linje med den cylindriska delen av rotorborrningen (15).

2. Ventilarrangemang enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a t av att två eller flera ventiler (18, 19) är anord- nade i kompressorhuset med en gemensam avtappningskanal (20).

3. Ventílarrangemang enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t av att ventilernas (18, 19) centrumlinjer ligger i ett plan genom rotorns centrum vinkelrätt mot det gemensamma centrumplanet för kompressorns båda rotorer.s

4. Ventilarrangemang enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att en ansats (35) är an- ordnad i rotorloppets vägg (34) och mot vilken en på vehtil- tallriken (24) utskjutande fläns (33) tätande anligger då ventilen är stängd.

5. Ventilarrangemang enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att ett ringformigt urtag (37) är anordnat i rotorloppets vägg (34), mellan väggen (34) och ventiltallriken (24) i ventilens stängda läge.

6. Ventilarrangemang enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att mellan ventilens ventilhus (22) och den cylindriska ventilkolven (23) är för lyftande av ventiltallriken (24) anordnat en dragfjäder (25) och att för stängning av ventilen är i ventilhuset (22) anordnat en an- slutning (38) för tillförsel av tryckolja.

7. Ventilarrangemang enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a t av att anslutningen (38) står i förbindelse med en 3-vägsventil medelst vilken åstadkommes att ventilkolven (23) regleras antingen till helt öppet eller helt stängt läge. -_-___----____-__-_..