DE1116792B

DE1116792B - Electromagnetic vibratory drive for compressor

Info

Publication number: DE1116792B
Application number: DEL28235A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Schmidt; Dipl-Ing Ewald Wittmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-08-01
Filing date: 1957-08-01
Publication date: 1961-11-09

Description

Elektromagnetischer Schwingantrieb für Verdichter Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen, über einen Einweggleichrichter aus dem Wechselstrom gespeisten Schwingantrieb für Verdichter, der einen derartigen Aufbau des aus einem Weicheisenanker und einem Ständer mit ausgeprägten Polen bestehenden Magnetsystem aufweist, daß der mittels Federn auf die halbe Netzfrequenz abgestimmte Anker bei der einen Halbwelle in die eine Endlage und bei der anderen Halbwelle in die andere durch die Pole des Magnetsystems sich ergebende Endlage gezogen wird und bei dem der Anker beim Anlaufen zunächst Schwingungen kleiner Amplitude mit Netzfrequenz ausführt und dann bei einem bestimmten Gegendruck im Verdichter in Schwingungen größerer Amplitude mit halber Netzfrequenz übergeht. Um ein solches Umschwingen zu erreichen, befinden sich die Polflächen des Ankers in der Ruhelage zwischen zwei benachbarten Ständerpolen ein wenig aus der Symmetrielage heraus verschoben, und zwar zu dem dem Zylinder des Kompressors benachbarten Pol hin versetzt. Der Schwinganker wird daher bei noch fehlendem Gegendruck vom Kompressor her nur im Bereich dieses Pols mit kleiner Amplitude und Netzfrequenz anschwingen und dann durch den steigenden Gegendruck auf den mit dem Anker verbundenen Kolben so weit zurückgedrückt, daß er von einem bestimmten Gegendruck an in Schwingungen großer Amplitude zwischen beiden Polen, und zwar dann mit halber Netzfrequenz, übergeht.Electromagnetic vibratory drive for compressors The invention relates on an electromagnetic, via a half-wave rectifier from the alternating current powered vibratory drive for compressor, which has such a structure of one Soft iron armature and a stand with pronounced poles existing magnet system has that the armature tuned to half the network frequency by means of springs one half-wave in one end position and with the other half-wave in the other through the poles of the magnet system resulting end position is pulled and in which the armature initially starts to oscillate with a small amplitude at a mains frequency executes and then vibrates at a certain back pressure in the compressor larger amplitude passes over at half the network frequency. To such a swing To reach, the pole faces of the armature are in the rest position between two neighboring stator poles shifted a little out of the symmetry position, and offset to the pole adjacent to the cylinder of the compressor. The swing armature is therefore only in the area of this when there is still no back pressure from the compressor Poles start to oscillate with a small amplitude and network frequency and then through the rising Counterpressure on the piston connected to the armature is pushed back so far that from a certain counter pressure on in oscillations of great amplitude between at both poles, then at half the network frequency.

Es hat sich gezeigt, daß dieses Umschwingen meist nicht plötzlich eintritt, sondern daß der Verdichter in diesem Druckbereich vorübergehend »stottert«, d. h. unregelmäßig einmal mit großer Amplitude durch beide Pole mit halber Netzfrequenz und dann wieder kurzzeitig mit kleiner Amplitude und Netzfrequenz im Bereich des einen Poles schwingt. Diese Erscheinung ist nicht nur geräuschmäßig, sondern auch leistungsmäßig unvorteilhaft.It has been shown that this reversal usually does not occur suddenly occurs, but that the compressor temporarily "stutters" in this pressure range, d. H. irregular once with a large amplitude through both poles with half the network frequency and then again briefly with a small amplitude and network frequency in the range of the swinging a pole. This phenomenon is not only noisy, but also disadvantageous in terms of performance.

Es wurde nun gefunden, daß der Schwinganker eines solchen Schwingantriebs für Verdichter besser umschwingt, wenn die Induktion einen bestimmten Wert unterschreitet. Andererseits fällt jedoch mit kleiner Induktion des Magnetkreises die Leistung des Verdichters; dies wirkt sich besonders nachteilig nach dem Umschwingen aus, da der Verdichter dann gegen einen steigenden Gegendruck arbeiten muß.It has now been found that the oscillating armature of such an oscillating drive for compressor swings better when the induction falls below a certain value. On the other hand, however, as the induction of the magnetic circuit becomes small, the output of the Compressor; this has a particularly disadvantageous effect after the swing around, since the Compressor then has to work against an increasing back pressure.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Umschwingen des Schwingkolbens zu verbessern, ohne hierbei jedoch die Leistung des Verdichters zu verschlechtern.The object of the invention is to prevent the oscillating piston from swinging around improve without, however, impairing the performance of the compressor.

Dies wird erreicht, wenn man erfindungsgemäß die Erregung des Eisenkreises des elektromagnetischen Systems während der Anlaufzeit kleiner macht als die für den Betrieb nach dem Umschwingen benötigte Erregung, wobei die Erhöhung der Erregung nach dem Umschwingen selbsttätig erfolgt. Diese Wirkung kann durch zusätzliche Windungen der Magnetspulen erreicht werden, welche nach erfolgtem Umschwingen abgeschaltet werden, so daß dann nur die normale, die geforderte Verdichterleistung gewährleistende Windungszahl der Spulen vom Erregerstrom durchflossen wird.This is achieved if, according to the invention, the excitation of the iron circuit of the electromagnetic system during the start-up time is smaller than that for the operation after the swing required excitation, increasing the excitation takes place automatically after the swing. This effect can be achieved by additional turns the solenoid coils can be reached, which are switched off after the swing has occurred so that then only the normal, the required compressor performance guarantee Number of turns of the coils is traversed by the excitation current.

Es ist zwar bereits bekannt, bei elektromagnetischen Schwingantrieben für Verdichter die Erregung des Magnetsystems durch Änderung der Induktion zu regeln. Es soll dort verhindert werden, daß sich beim Anlaufen die Schwingungen infolge des fehlenden Gegendruckes zu rasch über ein zulässiges Maß aufschaukeln. Zu diesem Zweck erhält der Erregermagnet beim Anlaufen im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung zunächst seine volle Erregung, die erst dann, wenn die Ankerschwingungen zu groß werden, durch Einschalten eines Vorschaltwiderstandes in den Erregerkreis verändert wird. Bei dieser bekannten Regelanordnung handelt es sich also um eine ganz andere Aufgabe. Eine solche Maßnahme ist dagegen bei einem Schwingverdichter für Kompressoren der bei der Erfindung vorausgesetzten Art durch die besondere Ausbildung des Schwingsystems, die beim Anlaufen von vornherein nur kleine Amplituden zuläßt, überflüssig.It is already known in electromagnetic vibratory drives for compressors to regulate the excitation of the magnet system by changing the induction. It should be prevented there that the vibrations as a result of starting due to the lack of counterpressure, rock too quickly beyond a permissible level. To this The purpose of the exciter magnet is when it starts up, in contrast to the present invention initially its full excitement, which only when the armature vibrations are too great are changed by switching on a series resistor in the excitation circuit will. This known control arrangement is therefore a completely different one Task. Such a measure, however, is in the case of a vibration compressor for compressors of the type required for the invention due to the special design of the oscillation system, which allows only small amplitudes when starting up from the start, superfluous.

Das Abschalten der zusätzlichen Windungen erfolgt vorteilhaft selbsttätig nach der zum Umschwingen des Schwingkolbens erforderlichen Anlaufzeit, beispielsweise durch einen im Erregerstromkreis liegenden Bimetallschalter, über den beim Anlaufen des Verdichters sämtliche Windungen der Spulen gespeist werden und der nach einer kürzen, vorbestimmten Anlaufzeit; nach welcher-der Anker umschwingt, infolge seiner Eigenerwärmung die zusätzlichen Windungen abschaltet.The additional turns are advantageously switched off automatically after the swing around required starting time of the oscillating piston, for example by a bimetal switch located in the excitation circuit all windings of the coils are fed when the compressor starts up and after a short, predetermined start-up time; according to which the anchor swings, switches off the additional windings due to its self-heating.

An Stelle des Bimetallschalters können selbstverständlich auch beliebige bekannte Zeitschalter verwendet werden. Es ist auch möglich, ::die Abschaltungen der Zusatzwindungen in Abhängigkeit vom Gegendruck in der Vorkammer des Verdichters oder im Verliüssiger mechanisch oder elektrisch zu steuern, beispielsweise über ein Balgelement, welches ein Kippspannwerk betätigt. Die Abschaltung eines Teiles der Windungen der Magnetspulen kann auch durch einen in der Vorkammer des Verdichters oder in dessen Druckleitung eingebauten Bimetallregler erfolgen, der infolge der Erwärmung des komprimierten Gases entsprechende Kontakte betätigt.Instead of the bimetal switch, of course, any known time switches are used. It is also possible: the shutdowns of the additional windings as a function of the back pressure in the antechamber of the compressor or to be controlled mechanically or electrically in the condenser, for example via a bellows element which actuates a tilting mechanism. The shutdown of a part the turns of the magnet coils can also be carried out by one in the antechamber of the compressor or in the pressure line built-in bimetallic regulator, which as a result of the The corresponding contacts are actuated when the compressed gas is heated.

Ein Ausführungsbeispiel wird an Hand der Zeichnung beschrieben.An exemplary embodiment is described with reference to the drawing.

Diese zeigt auf einem zwei Polzähne bildenden Magnetblech 1 eine Spule 2 mit den Abgriffen 3, 4 und 5. Der Abgriff 3 liegt unmittelbar an gleichgerichtetem Wechselstrom, während die Rückführung des Stromes mittels eines Bimetallschalters 6 über den Abgriff 4 oder 5 erfolgen kann. Im Anschwingzustand erfolgt die Rückführung über den Abgriff 5. Es werden also sämtliche Windungen der Spule durchflossen. Nach einer kurzen Anlaufzeit erwärmt sich der Bimetallschalter 6, unterbricht den Kontakt 7 des Abgriffes 5 und schließt den Kontakt 8 des Abgriffes 4. Die Windungen der Spule zwischen den Abgriffen 4 und 5 werden damit abgeschaltet.This shows a coil on a magnetic sheet 1 forming two pole teeth 2 with the taps 3, 4 and 5. The tap 3 is directly on the rectified Alternating current, while the return of the current by means of a bimetal switch 6 can be done via the tap 4 or 5. The feedback takes place in the oscillation state via the tap 5. All turns of the coil are therefore traversed. To After a short start-up time, the bimetal switch 6 heats up and breaks the contact 7 of the tap 5 and closes the contact 8 of the tap 4. The turns of the Coil between the taps 4 and 5 are thus switched off.

Die Pole mit den Magnetblechen 1 und der Spule 2 sind in einem Gehäuse 9 untergebracht. Der Anker 10, der in der Ruhelage außerhalb der Mitte zwischen den beiden Polen steht, ist mit einer Kolbenstange 11 verbunden, die in Lagern des Gehäuses 9 gleitet. Die Federn 12 und 13 sind so dimensioniert, daß der Anker 10 nach dem Anlaufen des Schwingsystems zwischen den Polen etwa in Resonanz mit 25 Hz schwingen kann.The poles with the magnetic sheets 1 and the coil 2 are accommodated in a housing 9. The armature 10, which in the rest position is outside the center between the two poles, is connected to a piston rod 11 which slides in bearings in the housing 9. The springs 12 and 13 are dimensioned so that the armature 10 can oscillate between the poles approximately in resonance at 25 Hz after the oscillation system has started.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electromagnetic, via a half-wave rectifier Oscillating drive for compressors with such a power supply from the AC network Structure of the one having a soft iron armature and a stand with pronounced poles Magnet system that the armature tuned to half the mains frequency by means of springs with one half-wave in one end position and with the next half-wave in that other end position resulting from the poles of the magnet system is drawn and in which the anchor in the rest position is asymmetrical between the poles, so that when it starts up, it initially executes small-amplitude oscillations at mains frequency and at a certain back pressure in the compressor in oscillations of greater amplitude passes with half the network frequency, characterized in that the excitation of the iron circuit of the electromagnetic system is smaller during the start-up time than after Swinging around to half the network frequency and that the increase in excitation after Swing around takes place automatically.

2. Electromagnetic vibrating compressor according to claim 1, characterized in that additional turns of the coils shortly after the swing of the oscillating piston are switched off.

3. Electromagnetic vibrating compressor according to claim 1 and 2, characterized in that the disconnection of the additional Windings is done by a timer, the delay on which to swing required time is coordinated.

4. Electromagnetic vibrating compressor according to claim 1 to 3, characterized in that the additional turns are switched off with a bimetal switch lying in the excitation circuit due to its self-heating. Considered publications: German Patent Nos. 596 890, 1043 355, 1038074.