Elektromagnetisch angetriebener Verdichter Die Erfindung betrifft
einen elektromagnetisch angetriebenen Verdichter, bei dem das magnetische Wechselfeld
einen frei schwingenden Anker und den damit verbundenen Verdichterkolben oder die
damit verbundene Membran mit Stromfrequenz hin und her bewegt, wobei zur Vermeidung
von Schäden durch Überschreiten des maximalen Ausschlages die Schwingmasse und die
Federkonstante derart gewählt sind, daß die Eigenfrequenz knapp über der Erregerfrequenz
liegt.Electromagnetically Driven Compressor The invention relates to
an electromagnetically driven compressor, in which the magnetic alternating field
a freely oscillating armature and the associated compressor piston or the
associated membrane moved back and forth at current frequency, whereby to avoid
damage caused by exceeding the maximum deflection, the oscillating mass and the
Spring constants are chosen such that the natural frequency is just above the excitation frequency
lies.
Um nun bei derartigen Verdichtern Energieverluste bei allzu hohen
Beschleunigungswerten zu vermeiden, ist es notwendig, die Zugkraft dem Gegendruck
des Verdichters anzupassen. Sinkt z. B. bei Kühlanlagen die Außentemperatur, so
sinkt auch der Kondensationsdruck, und die Zugkraft muß verkleinert werden, um der
Summe aus dem verkleinerten Gegendruck und der zu begrenzenden Massenkraft gleich
zu werden. Bekannt ist die Regelung der Zugkraft durch Änderung der Spannung des
magnetisierenden Stromes, z. B. durch regelbare Vorschaltwiderstände oder Drosseln.
Diese bringen aber Verluste. Die Erfindung geht deshalb unter Vermeidung derartiger
Verluste einen anderen Weg und paßt die Magnetleistung dem Kraftbedarf des Verdichters
an, indem die Stromaufnahme durch Änderung der Windungszahl der Erregerspule dem
veränderten Gasdruck angepaßt wird. Das heißt also, die Windungszahl der Magnetwicklung
wird derart verändert, daß dem größten Verdichter-Enddruck die kleinste Windungszahl
und damit de kleinste Selbstinduktion (daher größte Stromaufnahme) zugeordnet wird.
Hierdurch werden Überbeanspruchungen und Stöße vermieden.In order to get too high energy losses in such compressors
To avoid acceleration values, it is necessary to add the tractive force to the counter pressure
of the compressor. Z. B. in cooling systems, the outside temperature, so
the condensation pressure also falls, and the tensile force must be reduced by the
The sum of the reduced counter pressure and the inertia force to be limited is the same
to become. The regulation of the tensile force by changing the tension of the is known
magnetizing current, e.g. B. by adjustable series resistors or chokes.
But these bring losses. The invention therefore works by avoiding such
Losses take a different path and the solenoid power matches the power requirement of the compressor
by changing the current consumption by changing the number of turns of the excitation coil
changed gas pressure is adapted. That means the number of turns of the magnet winding
is changed in such a way that the greatest final pressure of the compressor has the smallest number of turns
and thus de smallest self-induction (therefore largest current consumption) is assigned.
This avoids overstressing and impacts.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention.
Fig. 1 stellt den Verdichter im Schnitt, Fig. 2 im Grundriß dar; Fig.
3 zeigt beispielsweise die Regelung der Stromaufnahme durch Änderung der Windungszahl.Fig. 1 shows the compressor in section, Fig. 2 in plan; Fig.
3 shows, for example, the regulation of the power consumption by changing the number of turns.
Der aus einem Dauermagnet bestehende Anker 1 (Schwingmasse) schwingt
im Feld des Elektromagnets 2 mit Erregerspule 3 und bildet mit den Federn4 und 5
ein Schwingsystem, dessen Eigenfrequenz etwas höher liegt als die Erregerfrequenz
des die Spule 3 .speisenden Stromes. Mit dem Anker 1, der entsprechend der Gabelung
des Magnetflusses aus zwei entgegengesetzt magnetisierten Stäben bestehen kann,
wird durch Distanzbolzen 6 eine Druckübertragungsplatte 7 verbunden, die sich an
die kugelige Membran 8 anfänglich nur tangierend anlegt, beim weiteren Verdichtungshub
eine immer größer werdende Kreisfläche einebnet, bis schließlich die volle Membranfläche
an der Gasverdrängung teilnimmt und so den Gasgegendruck nur allmählich wirksam
werden läßt. Selbstverständlich kann die Druckübertragungsfläche auch gekrümmt sein,
z. B. gegen unten konvex, so daß die Berührungsfläche noch langsamer ansteigt. Ebenso
kann das Gehäuse 9 der Membran entsprechend gekrümmt werden, wobei auf Saug- 10
und Druckventil 11 sowie schädlichen Raum Rücksicht zu nehmen ist. Die Ventile können
als Blattfedern oder elastische Bänder ausgebildet werden.The armature 1 (oscillating mass) consisting of a permanent magnet oscillates
in the field of electromagnet 2 with excitation coil 3 and forms with springs 4 and 5
a vibration system whose natural frequency is slightly higher than the excitation frequency
of the current feeding the coil 3. With the anchor 1, which corresponds to the fork
the magnetic flux can consist of two oppositely magnetized rods,
a pressure transmission plate 7 is connected by spacer bolts 6, which is attached to
the spherical membrane 8 initially only touches it, during the further compression stroke
flattens an ever-increasing circular area until finally the full membrane area
participates in the gas displacement and so the gas counter pressure only gradually becomes effective
can be. Of course, the pressure transfer surface can also be curved,
z. B. convex downwards, so that the contact surface rises even more slowly. as well
the housing 9 of the membrane can be curved accordingly, with suction 10
and pressure valve 11 and harmful space must be taken into account. The valves can
be designed as leaf springs or elastic bands.
In Fig. 3 erhält die Spule 3 einige Anzapfungen, denen ein Kontakthebel
12 den Strom isoliert zuführt, wobei am anderen Hebelarm von 12 ein Federbalg 13
angreift, der unter Verdichterdruck steht. Diesem wirkt eine einstellbare Feder
14 entgegen. Steigt der Verdichterdruck, so dehnt sich der Balg, und der rechte
Hebelarm 12 vermittelt die Stromzufuhr zu tieferen Anzapfungen, so daß die Windungszahl
der Spule 3 sinkt und die Stromaufnahme entsprechend der höheren Verdichterleistung
steigt.In Fig. 3, the coil 3 receives some taps, which a contact lever
12 supplies the current in an isolated manner, with a bellows 13 on the other lever arm of FIG
attacks, which is under compressor pressure. An adjustable spring acts on this
14 opposite. If the compressor pressure increases, the bellows expands and the one on the right
Lever arm 12 provides the power supply to deeper taps, so that the number of turns
the coil 3 drops and the power consumption corresponding to the higher compressor output
increases.
Wahlweise kann der Druckbalg 13 in üblicher Art ein Expansionsventil
öffnen oder schließen und damit den eingestellten Verdichterdruck konstant halten.
Zur Anpassung- an den erforderlichen Verdichterdruck (z. B. entsprechend der Raumtemperatur
bei Kühlanlagen) dient die übliche Einstellschraube für die Federbelastung des -Balges.
In diesem Fall wird die Verstellung des Kontakthebels 12 von Hand stufenweise vorgenommen
und gleichzeitig der Druck im Federbalg auf die gewünschte Höhe eingestellt. Die
Distanzbolzen der Fig. 1 und 2 zwischen Anker und Membranpumpe ermöglichen ein genaues
Einstellen der Druckfläche für die Membran- parallel zum Gehäuse und auf den gewünschten
Raum.Optionally, the pressure bellows 13 can be an expansion valve in the usual way
open or close and thus keep the set compressor pressure constant.
To adapt to the required compressor pressure (e.g. according to the room temperature
with cooling systems) the usual adjusting screw is used for the spring loading of the bellows.
In this case, the adjustment of the contact lever 12 is made by hand in stages
and at the same time the pressure in the bellows is set to the desired level. the
Spacer bolts of FIGS. 1 and 2 between the armature and the diaphragm pump enable an accurate one
Adjust the pressure area for the membrane - parallel to the housing and to the desired one
Space.