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Verfahren zur Regelung von Drehkolbenmaschinen. Die vorliegende Erfindung
hat den Zweck, bei Drebkolbenverdichtejn, die mit konstanter Eröffnung der Druckkanäle
arbeiten, eine einfache und wirtschaftliche Leitungsregelung zu erzielen. Ein solcher
Verdichter ist in Fig. x der Zeichnung dargestellt.
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In dem Gehäuse x ist exzentrisch der Drehkolben 2 mit den zellenbildenden
verschiebbaren Platten 3 gelagert. Bei normalem Arbeit-gange wird nun die Kante
¢ des Druckkanals so festgelegt, daß sie etwa dem Punkte a in -dem Diagramm (Fig.
2) entspricht. Durch Festlegung der Kante 4 ist auch die Höhe der Verdichtung in
den Zellen festgelegt, und zwar ändert sich beim Betriebe der Druck in den Zellen
nicht, auch wenn am Druckstutzen kein Gegendruck vorhanden ist. Dies hat nun den
Nachteil, daß die üblichen Aussetzerregelungen in der Saug- und Druckleitung unwirtschaftlich
arbeiten bzw. Zustände schaffen, die ein betriebssicheres Arbeiten unmöglich machen.
Schaltet man. bei einem solchen Verdichter eine normale Aussetzerregelüng in die
Druckleitung ein, d. h. verbindet man den Druckraum selbsttätig mit der äußeren
Luft, sobald ein gewisser Enddruck überschritten wird, so wird zwar der Druck hinter
der Austrittskante 4 bzw. am Punkte a (Fig. 2) auf die Spannung der Außenluft sinken,
der Verdichter wird aber stets die eigentliche Verdichtungsarbeit leisten müssen,
au(h wenn er auf Leerlauf geschaltet ist. Das Arbeitsdiagramm würde .dann die in
Fig. 3 dargestellte Form erhalten; es ergäbe sich die im Diagramm schräg gestrichelte
Fläche als Verlust. Der Arbeitswert für diese. Fläche ergibt sich wie folgt: Für
die gesamte Arbeit - Verdichtungs- und Gleichdruckarbe.t -gilt die bekannte Beziehung
Die Gleichdruckarbeit beträgt (pl-@a) - v1 und die reine Verdichtungsarbeit
Bei 6 Atm. Überdruck z. B. und: isothermische Kompression vorausgesetzt, beträgt
die reine Verdichtungsarbeit etwa 19500 - o,=43 - 6 # =04 = iogoo mkg/m3, d. h.
bei gewöl-nlicher Aussetzerregelung in der Druckleitung würde etwa die Hälfte der
Gesairitarbeit _ als _Leerlaufarbeit verbraucht werden.
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Verwendet man nun die bekannte Aussetzerregelung in der Saugleitung,
d. h. sctließt man die Saugleitung bei Überschreitung eines gewissen Enddruckes,
so würde sich besonders bei normalen Bergwerksverdichtern ein ungewöhnlich hohes
Druckverhältnis einstellen. Dies hätte zur Folge, daß der Kraftverbrauch relativ
wenig s;nkt ; außerdem wird durch das hohe Druckverhältnis die Betriebssicherheit
der Maschine unmöglich gemacht. Schließt man nämlich bei einem Gegendi uck von 7
Atm. abs. die Saugleitung, so stellt sich durch Rückströmen
der
Luft etwa ein absoluter Druck von o,= Atm. abs. hinter der Regelung ein, d. h. das
Druckverhältnis würde
betragen. Berechnet man h-erfür den Arbeitsverlust in dem oben angedeuteten Sinne,
so beträgt er für das Kubikmeter etwa 4250 mkg. Hierzu kommt noch der bereits erwähnte
Übelstand, daß die Luft in einem nach der Saug- und Druckseite hin geschlossenen
Raum umhergewirbelt wird und sich wegen des sehr großen Druckverhältnisses sehr
stark erwärmt, wodurch ein längeres Arbeiten in diesem Zustande unmöglich gemacht
wird.
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Durch die vorliegende Erfindung sollen nun diese Übelstände vermieden
werden.
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Wie bereits eingangs erwähnt, stellt in Fig. x z das Gehäuse eines
Drehkolbenverdichters dar, in welchem der Drehkolben 2 mit den Platten 3 exzentrisch
gelagert ist. Die Luft tritt bei E ein, bei A aus und wird dann in_ den Druckluftbehälter
5 geleitet. In die Druckleitung ist die Rückschlagklappe 6 sowie das Druckentlastungsventil
(Schieber) 7, in die Saugleitung die Drosselklappe 8 (Drosselschieber oder Ventil)
eingeschaltet. Drosselklappe und Druckentlastungsventil werden durch je einen Hilfsmotor
_g bzw. io bewegt. Die Steuerung erfolgt durch ein gemeinschaftliches Relais ix.
Die Steuerung kamt natürlich ebenfalls mit einem besonderen Relais für Drosselklappe
und Druckentlastungsventil geschehen.
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Die Arbeitsweise ist nun folgende: Steigt der Druck im Windkessel
über eine gewisse Höhe, so läßt das Relais Druckluft hinter die Kolben der Hilfsmotoren.
Hierdurch wird die Drosselklappe geschlossen und das Druckentlastungsventil geöffnet.
Der Verdichter läuft nunmehr als Vakuumpumpe, und da die Druckseite gegen die Atmosphäre
geöffnet wird, tritt das oben angedeutete hohe Druckverhältnis nicht ein. Durch
besondere Öffnungen i2 in der Drosselklappe läßt sich außerdem die Höhe des Vakuums
in solchen Grenzen halten, daß die Leerlaufarbeit klein ist, zudem doch genügend
kalte Spülluft zutritt, um ein gefahrvolles Heißlaufen zu vermeiden.
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Da nunmehr der hohe Gegendruck fortfällt, so werden die Rückströmmengen
sehr klein. Die Maschine würde bei vollkommen geschlossenem Schieber ein sehr hohes
Vakuum, etwa 98 bis 9g Prozent'. erzielen und hierdurch die erforderliche
Leerläufarbeit auf einen minimalen Bet:-ag heruntergedrückt werden. Läßt man zur
Erhöhung der Betriebssicherheit durch die Öffnung 12 der Drosselklappe Luft eintreten,
und zwar so, daß sich ein Vakuum von 92 Prozent hinter der Saugklappe . einstellt,
so würde auch dann noch immer im Vergleich zu den bestehenden Anordnungen nur eine
kleine Leerlaufarbeit, etwa 2ooo mkg, d. h. ungefähr l@io der Gesamtarbeit; erforderlich
sein.
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Da die bei der vorliegenden Erfindung zum Spülen erforderliche-Luft
relativ-sehr klein ist, so kann das Entlastungsventil sehr klein bemessen und so
mit der Drosselklappe in der Saugleitung vereinigt werden, daß ein Hilfsmotor beide
Ventile betätigen kann. Drosselklappe und Hilfsmotor können dann ferner konstruktiv
so- durchgebildet werden, daß sie in einem Gehäuse liegen, etwa auch so, daß die
eine Seite des Kolbens als Hilfsmotor dient, die andere Seite die Drosselkante des
Drosselventils bildet.
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In der Zeichnung ist ein einstufrgex Vor< dichter dargestellt.
Die Erfindung -kann natürlich sinngemäß auch für .zweistufige Verdichter zur Anwendung
gelangen.