DE1163863B

DE1163863B - Device for the automatic relieved start-up of refrigeration compressors

Info

Publication number: DE1163863B
Application number: DEG31094A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul Heimbach; Helmut Saur
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1960-12-06
Filing date: 1960-12-06
Publication date: 1964-02-27

Description

Einrichtung zum automatischen entlasteten Anfahren von Kälteverdichtern Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen entlasteten Anfahren von Kälteverdichtern, wobei Saug- und Druckleitung des Verdichters durch ein nur beim Anlauf des Verdichters geöffnetes Nebenschlußventil überbrückt sind.Device for the automatic relieved start-up of refrigeration compressors The invention relates to a device for automatically relieved starting of Refrigeration compressors, with suction and pressure lines of the compressor through one only when When the compressor starts up, the bypass valve that is open are bridged.

Es sind bereits Einrichtungen der erwähnten Art bekannt, bei denen die Ventilplatten der Saugventile des Verdichters durch geeignete Vorrichtungen abgehoben werden. Der Nachteil derartiger Ausführungen liegt in erster Linie in ihrem bei automatischem Betrieb nicht funktionssicheren Arbeiten. Das gilt vor allem für die beim Anfahren vorliegenden kleinen Druckverhältnisse.There are already devices of the type mentioned are known in which the valve plates of the suction valves of the compressor by suitable devices be lifted off. The disadvantage of such designs is primarily in their work which is not functionally reliable in automatic operation. This is especially true for the small pressure ratios present when starting up.

Es sind auch pneumatische und hydraulische Regelungen bekannt, welche einen steuerungsmäßig komplizierten und damit teuren Aufbau erfordern, weil die Steuerungsorgane vom Anlauf des Verdichters selbst abhängig sind.There are also pneumatic and hydraulic controls known which require a complex and therefore expensive structure in terms of control, because the Control organs are dependent on the start of the compressor itself.

Schließlich ist ferner die Verwendung von Magnetventilen zur Steuerung eines entlasteten Anlaufs des Kälteverdichters bekannt. Da jedoch gerade bei Magnetventilen Undichtigkeit und Rückströmungen auch bei Normalbetrieb auftreten können, läßt die Betriebssicherheit einer derartigen Anlage zu wünschen übrig.Finally, there is also the use of solenoid valves for control a relieved start-up of the refrigeration compressor is known. However, especially with solenoid valves Leakage and backflows can occur even during normal operation, leaves the The operational reliability of such a system leaves something to be desired.

Neben den erwähnten ungünstigen Eigenschaften kommt bei einem großen Teil der bisher bekannten Konstruktionen hinzu, daß diese für Großverdichter nicht anwendbar sind.In addition to the aforementioned unfavorable properties, there is also a large one Part of the previously known constructions add that they are not for large compressors are applicable.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum automatischen entlasteten Anfahren von Kälteverdichtern, welche relativ einfach im Aufbau, zuverlässig im automatischen Betrieb und besonders für Großverdichter geeignet ist.The object of the invention is to create a device for automatic Relieved start-up of refrigeration compressors, which are relatively simple in construction, reliable in automatic operation and particularly suitable for large compressors.

Die vorgeschlagene Einrichtung kann ohne jegliche Änderung am Verdichter selbst für alle in Frage kommenden Hubkolbenverdichter verwendet werden. Ebenso ist ein nachträglicher Einbau in Kälteanlagen möglich. Da die Arbeitsgeschwindigkeiten der Motorventile weitgehend dem Verwendungszweck angepaßt werden können, ist es auch bei vollautomatischem Betrieb möglich, den Verdichter vor stoßartigen Belastungen und dem damit häufig verbundenen Ansaugen nassen Dampfes zu schützen. Das gilt vor allem für Kälteanlagen mit überfluteten Verdampfern und kurzen Ansaugleitungen. Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß die Steuerung des Nebenschlußventils sowie eines weiteren, in der Saugleitung vor der Abzweigung des Nebenanschlusses angeordneten Ventils durch mit diesen Ventilen gekuppelte Stellmotoren erfolgt, wobei sich das letztgenannte Ventil erst nach dem Anlaufen des Verdichters öffnet. Nach einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Nebensehlußventil durch einen in der Druckleitung angebrachten Überdruckschalter beeinflußt, welcher bei Vorliegen eines Überdruckes auf der Verdichterdruckseite eine Schließung dieses Ventils verhindert. Dadurch ergibt sich als zusätzlicher Vorteil; daß ein besonderes Sicherheitsventil für den Verdichter nicht erforderlich ist.The proposed device can be used without any changes to the compressor can even be used for all reciprocating compressors in question. as well retrofitting in refrigeration systems is possible. As the working speeds the engine valves can be largely adapted to the intended use, it is also possible with fully automatic operation to protect the compressor from sudden loads and the often associated suction of wet steam. That applies before especially for refrigeration systems with flooded evaporators and short suction lines. This is achieved according to the invention in that the control of the bypass valve as well as another one in the suction line before the branch of the auxiliary connection arranged valve is carried out by servomotors coupled with these valves, the latter valve only opening after the compressor has started. According to a particular embodiment of the invention, the bypass valve influenced by an overpressure switch mounted in the pressure line, which if there is overpressure on the compressor pressure side, this closes Valve prevented. This has an additional benefit; that a special one Safety valve for the compressor is not required.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung als Blockschaltbild dargestellt, wobei die Schaltkontakte in einer Stellung unmittelbar nach dem Anlaufen des Verdichters gezeigt sind, F i g. 2 ein Kontaktsteuerungsschema der Einrichtung von F i g. 1.Further details of the invention are in connection with the drawing described. It shows F i g. 1 shows an embodiment of the device according to the invention shown as a block diagram, the switching contacts in one position directly shown after the compressor has started up, FIG. 2 a contact control scheme the establishment of F i g. 1.

In F i g. 1 ist die Saug- und Druckleitung eines Verdichters K mittels eines durch einen Motor M3 gesteuerten Ventils V 3 überbrückt. Vor der Abzweigung des Nebenschlusses in der Saugleitung ist ein durch einen Motor M 2 gesteuertes Ventil V 2 angeordnet. Ein den Verdichter K antreibender Motor M 1 ist über einen Anlaßwiderstand A sowie einen Relaiskontakt RK I mit einer Stromquelle U verbunden. Jeder der beiden Motoren M2 bzw. M3 ist als Reversiermotor ausgebildet, dessen Reversierwicklungen über Relaiskontakte RK 2 a und RK 2 b bzw. RK3a und RK3b mit der Stromquelle U verbunden sind. Die Betätigung dieser Relaiskontakte erfolgt über Relaiswicklungen R 2 a und R 2 b bzw. R 3 a und R 3 b. Die Betätigung der Relaiskontakte erfolgt durch eine Relaiswicklung R l. Die Relaiswicklung R 2 a ist über einen Schalter S 1, einen SehalterS2al und einen SchalterS2a2, die Relaiswicklung R 2 b -über einen Schalter S 2 b 1 und einen Schalter S 2 b 2, die Relaiswicklung R 3 a über den Schalter S 2 b 1 sowie Schalter S 3 a 1 und S 3 a 2, die Relaiswicklung R 3 b über Schalter S 3 b 1 und S 3 b 2 mit der Stromquelle U verbunden. Die Schalter S2 a2, S 2 b 2 sowie S 3 a 2 werden von dem Motor M 2, die Schalter S 2 a 1, S 3 a 1 sowie S 3 b 1 von dem Motor M3 betätigt. In ähnlicher Weise sind die Schalter S 2 b 1 und S 1 miteinander und mit einem Thermofühler Th gekuppelt.In Fig. 1, the suction and pressure lines of a compressor K are bridged by means of a valve V 3 controlled by a motor M3. A valve V 2 controlled by a motor M 2 is arranged upstream of the branching off of the shunt in the suction line. A motor M 1 driving the compressor K is connected to a current source U via a starting resistor A and a relay contact RK I. Each of the two motors M2 and M3 is designed as a reversing motor, the reversing windings of which are connected to the power source U via relay contacts RK 2 a and RK 2 b or RK3a and RK3b. These relay contacts are operated via relay windings R 2 a and R 2 b or R 3 a and R 3 b. The relay contacts are actuated by a relay winding R l. The relay winding R 2 a is via a switch S 1, a SehalterS2al and a switch S2a2, the relay winding R 2 b via a switch S 2 b 1 and a switch S 2 b 2, the relay winding R 3 a via the switch S 2 b 1 and switches S 3 a 1 and S 3 a 2, the relay winding R 3 b connected to the power source U via switches S 3 b 1 and S 3 b 2. The switches S2 a2, S 2 b 2 and S 3 a 2 are actuated by the motor M 2, the switches S 2 a 1, S 3 a 1 and S 3 b 1 by the motor M3. Similarly, the switches S 2 b 1 and S 1 are coupled to each other and to a thermal sensor Th.

Das Anfahren der Einrichtung erfolgt gemäß F i g. 2 in drei Stufen I, A,111, wobei die geschlossene Stellung von Schaltern, Kontakten und Ventilen jeweils durch einen Punkt angedeutet ist. In Stufe I sind folgende Schalter bzw. Relaiskontakte geschlossen: S1, RK 1, S2 a2, S3 a2, S3 b1. Ventil V2 ist geschlossen, während Ventil V 3 geöffnet ist. Bei Betätigung des Schalters S 1 entweder von Hand oder durch den Thermofühler Th wird nunmehr der Stromkreis für den Motor Ml geschlossen. Danach bewegt sich der (zweckmäßig mit einer Rutschkupplung kombinierte) Anlaßwiderstand A von seiner Grundstellung bis zu einem Endanschlag.The device is started up as shown in FIG. 2 in three stages I, A, 111, the closed position of switches, contacts and valves being indicated by a point. In stage I, the following switches or relay contacts are closed: S1, RK 1, S2 a2, S3 a2, S3 b1. Valve V2 is closed while valve V 3 is open. When the switch S 1 is actuated either by hand or by the thermal sensor Th, the circuit for the motor Ml is now closed. Then the starting resistor A (expediently combined with a slip clutch) moves from its basic position to an end stop.

Nach Erreichen der vollen Drehzahl des Verdichters K wird in Programmstufe 11 durch den Anlasser A nach Erreichen von dessen Endanschlag der SchalterS3b2 geschlossen. Dadurch erfolgt über die Relaiswicklung R 3 6 eine Schließung des Relaiskontaktes RK3b und damit ein Anlaufen des Motors M3, welcher eine Schließung des Ventils V3 bewirkt. Unmittelbar nach dem Beginn des Schließvorgangs von Ventil V 3 wird der mit dem Motor M 3 gekuppelte Schalter S 3 a 1 geschlossen.After compressor K has reached its full speed, switch S3b2 is closed in program stage 11 by starter A after reaching its end stop. As a result, the relay contact RK3b closes via the relay winding R 3 6 and thus the motor M3 starts up, which causes the valve V3 to close. Immediately after the valve V 3 begins to close, the switch S 3 a 1 coupled to the motor M 3 is closed.

Nach völliger Schließung des Ventils V 3 (Schaltstufe III) wird durch den Motor M3 der Schalter S 3 b 1 und damit über die Relaiswicklung R 3 6 auch der Relaiskontakt RK3b geöffnet, wobei der Motor M3 stillgesetzt wird. Gleichzeitig mit der Öffnung des Schalters S 3 b 1 erfolgt eine Schließung des damit gekoppelten Schalters S2a1, wobei eine Schließung des Stromkreises durch die Relaiswicklung R 2 a, eine Schließung des Schalters RK 2 a und damit eine Inbetriebsetzung des Motors M2 erfolgt, welcher das Ventil V 2 zu öffnen beginnt. Unmittelbar nach Beginn des Öffnungsvorganges vom Ventil V2 wird durch den Motor M2 der Schalter S 2 b 2 geschlossen und der damit gekuppelte Schalter S 3 a 2 geöffnet.After the valve V 3 is completely closed (switching stage III), the switch S 3 b 1 and thus also the relay contact RK3b via the relay winding R 3 6 are opened by the motor M3, whereby the motor M3 is stopped. Simultaneously with the opening of the switch S 3 b 1 , the switch S2a1 coupled to it closes, the circuit being closed by the relay winding R 2 a, the switch RK 2 a being closed and the motor M2, which controls the valve, being switched on V 2 begins to open. Immediately after the valve V2 opens, the switch S 2 b 2 is closed by the motor M2 and the switch S 3 a 2 coupled to it is opened.

Nach völliger Öffnung des Ventils V 2 (Schaltstufe IV), d. h. nach Erreichen normaler Betriebsbedingungen, wird der Schalter S2a2 durch den Motor M2 geöffnet. Dadurch erfolgt eine Unterbrechung des Stromkreises der Relaiswicklung R 2 a, eine öffnung des Relaiskontaktes RK 2 a sowie eine Stillsetzung des Motors M2.After the valve V 2 is fully open (switching stage IV), i. H. after When normal operating conditions are reached, the switch S2a2 is activated by the motor M2 opened. This results in an interruption of the circuit of the relay winding R 2 a, an opening of the relay contact RK 2 a and a shutdown of the motor M2.

Beim Abschalten der Einrichtung (Schaltstufe V) wird der Schalter S 1 von Hand oder durch den Thermofühler Th geöffnet und der damit gekuppelte Schalter S 2 b 1 geschlossen. Dadurch wird der Stromkreis der Relaisspule R 1 unterbrochen, der Relaiskontakt RK 1 geöffnet, und der Motor M 1 außer Betrieb gesetzt. Durch die Schließung des Schalters S 2 b 1 wird der Stromkreis der Relaisspule R 2 b geschlossen, der Relaiskontakt RK 2 b geschlossen und der MotorM2 in umgekehrter Richtung in Betrieb gesetzt, wobei sich das Ventil V2 zu schließen beginnt. Unmittelbar mit der Inbetriebsetzung des Motors M2 schließt der mit diesem gekuppelte Schalter S 2 a 2. Nach völliger Schließung des Ventils V 2 (Schaltstufe V1) erfolgt durch den Motor M2 eine Öffnung des Schalters S 2 b 2 sowie eine Schließung des damit gekuppelten SchaltersS3a2. Durch die Öffnung des Schalters S2b2 wird der Stromkreis der Relaisspule R 2 b unterbrochen, der Relaiskontakt RK 2 b geöffnet und der Motor M2 außer Betrieb gesetzt. Durch Schließung des Schalters S 3 a 2 wird die Relaiswicklung R 3 a vom Strom durchflossen, der Relaiskontakt RK 3 a geschlossen und somit der Motor M3 mit umgekehrter Drehrichtung in Betrieb gesetzt, wobei eine Öffnung des Ventils V 3 erfolgt. Nach völliger Öffnung des Ventils V 3 wird durch den Motor M3 der Schalter S3 a1 geöffnet, der Stromkreis durch die Relaiswicklung R3a unterbrochen, der Relaiskontakt RK 3 a geöffnet und damit der Motor M3 stillgesetzt. Danach kann die Einrichtung nach der Schließung des Schalters S 1 wieder angefahren werden.When the device is switched off (switching stage V), the switch S 1 is opened manually or by the thermal sensor Th and the switch S 2 b 1 coupled to it is closed. As a result, the circuit of the relay coil R 1 is interrupted, the relay contact RK 1 is opened, and the motor M 1 is put out of operation. By closing the switch S 2 b 1 , the circuit of the relay coil R 2 b is closed, the relay contact RK 2 b is closed and the motor M2 is put into operation in the opposite direction, with the valve V2 starting to close. As soon as the motor M2 is put into operation, the switch S 2 a 2 connected to it closes. After the valve V 2 is completely closed (switching stage V1), the motor M2 opens the switch S 2 b 2 and closes the switch S3a2 connected to it. By opening the switch S2b2, the circuit of the relay coil R 2 b is interrupted, the relay contact RK 2 b is opened and the motor M2 is put out of operation. By closing the switch S 3 a 2, the relay winding R 3 a flows through the current, the relay contact RK 3 a is closed and thus the motor M3 is started in the opposite direction of rotation, opening the valve V 3. After the valve V 3 is fully open, the switch S3 a1 is opened by the motor M3, the circuit is interrupted by the relay winding R3a, the relay contact RK 3 a is opened and the motor M3 is stopped. The device can then be started again after the switch S 1 has closed.

Die Erfindung kann zahlreiche Ausgestaltungen und Abänderungen erfahren. So können sich beispielsweise durch geeignete Ausbildung der Steuerung die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile V 2 und V 3 teilweise überschneiden.The invention is susceptible of numerous configurations and modifications. For example, by suitably designing the control, the opening and closing times of valves V 2 and V 3 partially overlap.

Gemäß einer anderen Abänderung der Erfindung kann ein überdruckschalter P an der Druckleitung angebracht sein, welcher auf das Ventil V 3 einwirkt. Übersteigt der zulässige Druck des Verdichters einen vorgeschriebenen Wert, so verhindert überdruckschalter P eine Schließung des Ventils V 3. Dadurch erübrigt sich die Anbringung eines besonderen Sicherheitsventils an dem Verdichter K. Der überdruckschalter P kann auch noch mit einer akustischen oder sonstigen Warnanlage gekoppelt sein.According to another modification of the invention, a pressure relief switch P be attached to the pressure line, which acts on the valve V 3. Exceeds the allowable pressure of the compressor has a prescribed value, thus preventing overpressure switch P a closure of the valve V 3. This makes it unnecessary to attach a special one Safety valve on the compressor K. The overpressure switch P can also with be coupled to an acoustic or other warning system.

Die beschriebene Einrichtung kann auch für mehrstufige Verdichter verwendet werden. Bei einem zweistufigen Verdichter kann beispielsweise die Schaltung so ausgeführt sein, daß zunächst das Ventil V 3 der Hochdruckstufe schließt und dann das Ventil V 2 in der Hochdrucksaugleitung langsam öffnet. Nach erfolgter Öffnung dieses Ventils V2, eventuell auch schon während des Öffnungsvorganges, wird durch ein geeignetes Schaltelement, beispielsweise durch einen Nockenschalter, der Impuls zum Schließen des zur Niederdruckstufe gehörigen Ventils V 3 gegeben. Danach erfolgt, ebenso wie in der Hochdruckstufe, das öffnen des zur Niederdruckstufe gehörigen Ventils V2. Die Wiederherstellung des Anfahrzustandes beim Abschalten des Verdichters erfolgt zweckmäßig so, daß beide in den Saugleitungen der Hochdruck- bzw. Niederdruekstufe angeordneten Ventile V 2 gleichzeitig schließen und danach - ebenfalls gleichzeitig - beide Ventile V3 öffnen.The device described can also be used for multi-stage compressors be used. In the case of a two-stage compressor, for example, the circuit be designed so that first the valve V 3 of the high pressure stage closes and then the valve V 2 in the high pressure suction line slowly opens. After opening this valve V2, possibly even during the opening process, is through a suitable switching element, for example by a cam switch, the pulse to close the valve V 3 belonging to the low pressure stage. After that, just like in the high pressure stage, the opening of the part belonging to the low pressure stage Valve V2. The restoration of the start-up state when the compressor is switched off expediently takes place so that both in the suction lines of the high pressure or low pressure stage arranged valves V 2 close at the same time and then - also at the same time - Open both valves V3.

Claims

Claims: 1. Device for automatic relieved starting of refrigeration compressors, with suction and pressure lines of the compressor through one only when the compressor starts up, the bypass valve that is open are bridged, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the control of the bypass valve (V 3) and another one in the suction line before the branch of the shunt arranged valve (V2) by servomotors (M2, M3) coupled with these valves he follows, wherein the last-mentioned valve (V2) only after the compressor has started (K) opens.

2. Device according to claim 1, characterized in that when The compressor (K) is switched off first by the valve in the suction line (V2) closes and then the bypass valve (V3) opens.

3. Set up after Claims 1 and 2, characterized in that the opening and closing times of the two valves (V2, V3) partially overlap.

4. Device according to claim 1 to 3 for multi-stage compressors, characterized in that in each compression stage a valve (V2) arranged in the stage suction line and a stage bypass valve (V3) are provided, their actuation in the order of the individual compression stages he follows.

5. Device according to claim 4, characterized in that the two valves (V2, V3) of the high pressure stage are first actuated.

6. Establishment according to claim 3 to 5, characterized in that the opening time of the in the valve (V2) of the high pressure stage arranged in the stage suction line and the closing time of the stage bypass valve (V3) of the previous low-pressure stage partially overlap.

7. Device according to claim 4, characterized in that when the compressor is switched off, all arranged in the step suction lines first Close valves (V2) and then open all stage bypass valves (V3). B. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass valve (V3) can be influenced by an overpressure switch (P) installed in the pressure line is which, if there is overpressure on the compressor pressure side, a closure this valve (V3) prevents.