DE1728317B - Mehrstufiger Kolbenverdichter - Google Patents

Description

einfache Ausgestaltung des Saug- und Druckraumes in seine dargestellte obere Totpunktlage schließen den im unteren Bereich des den Stufenteil des Kolbens Ventilschlitzen 20 zugeordnete Ventillamellen 21 die umgebenden Zylinders, eine verbesserte, den gesam- Verbindung des Zylinderratimes der ersten Druckten Stufenteil erfassende Kühlung und eine insgesamt stufe zum Teilringraum 17, während sich unter dem in axialer Richtung gedrungene Bauweise. Ferner ver- S Druck der verdichteten Luft die Lamellen 22 von den einfacht sich die Ventilanbringung und ein Ventilaus- ebenfalls konzentrisch zur Achse 5 verlaufenden Ventausch, da Einschleifarbeiten entfallen. tilschlitzen 23 des dem Ringteilraum 18 zugeordneten

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Er- Teils des Lamellenventils 13 abheben. Dementspre-

findung ist in der Zeichnung dargestellt, es zeigt chend tritt die in der ersten Stufe verdichtete Luft über

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines drei- io die Ventilschlitze 23 in den Teilringraum 18 entsprestufigen Kolbenverdichters nach der Erfindung in chend Pfeil 24 über. Aus dem den Dnickraum für die

einem axialen, abgebrochenen Mittelschnitt, erste Verdichtungsstufe bildenden Teilringraum 18

F ig. 2 eine Draufsicht auf das Lamellenventil kann die verdichtete Luft über eine Auslaßbohrung 25

nach Fig. 1. austreten, an die in üblicher Weise eine zum Saug-

Der dargestellte Kolbenverdichter umfaßt zwei ko- 15 raum 26 für die zweite Verdichtungsstufe geführte axiale, in üblicher Weise zu Kühlzwecken gerippte Rohrleitung angeschlossen ist. Aus dem Saugraum 26 Zylinder 1 und 2, von denen der Zylinder 1 einen ab- für die zweite Verdichtungsstufe tritt die in erster gestuften, verringerten Zylinderraumquerschnitt be- Stufe verdichtete Luft entsprechend dem Pfeil 27 ungrenzt. Die Zylinderräume der Zylinder 1 und 2 ste- ter Passieren eines Rückschlagventils 28 in den Zylinhen untereinander in direkter Verbindung. Beiden Zy- 20 derraum 11 für die zweite Druckstufe über. Aus dem lindern 1,2 ist ein gemeinsamer, sowohl als Stufen-als Zylinderraum 11 für die zweite Verdichtungsstuf;. auch als Differenzkolben ausgebildeter Kolben 3 zu- wird die vorverdichtete Luft mittels des Kolbenteils 7 geordnet, welche von einem Pleuel 4 angetrieben eine unter Verdichtung in zweiter Stufe dem Druckraum Tangs der Verdichterachse 5 gegenläufige Hubbewe- 29 für die zweite Verdichtungsstufe entsprechend gung ausführt. Dem Zylinderraum des Zylinders 1 ist 25 Pfeil 30 zugeführt. Bei ihrem Austritt aus dem Zylinder abgesetzte Stufenteil 6 des Kolbens 3 zugeordnet. derraum 11 passiert die Luft dabei ein Rückschlag-Der Hauptteil des Kolbens 3 bildet einen Differenz- ventil 31. Der Druckraum 29 für die zweite Verdichkolben, dessen durchmessergrößerer Kolbenteil 7 mit tungsstufe ist über eine Rohrleitung an den Saugraum der Wandfläche 8 des Zylinders 2 zusammenwirkt. 32 im Zylinderkopf 16 angeschlossen. Entsprechend

An den Kolbenteil 7 schließt sich ein abgesetzter, 30 dem Pfeil 33 tritt daher die in zweiter Stufe verdichim Durchmesser verringerter Mantelteil 9 an, welcher tete Luft in den Zylinderraum für die dritte Verdichmit der entsprechend abgesetzten Wandfläche 10 des tungsstufe während des Saughubes des Kolbens 3 Zylinders 2 zusammenwirkt. Der Mantelteil 9 des über, wobei die Luft ein Rückschlagventil 34 passiert. Kolbens 3 begrenzt mit der Wand 8 des Zylinders 2 In dem Zylinderraum für die dritte Verdichtungsstufe einen Ringspalt 11, welcher den Zylinderraum für die 35 wird die Luft dann auf Enddruck verdichtet und tritt zweite Verdichtungsstufe bildet. Der Zylinderraum entsprechend Pfeil 35 unter Passieren eines Rückfür die erste Verdichtungsstufe wird von der ringför- schlagventils 36 in den Druckraum 37 für die Endmigen Stirnfläche 12 des Kolbenteils 7, der Zylinder- stufe, die dritte Verdichrungsstufe, über. Die Luftwand 8 des Zylinders 2 und einem ringförmigen La- übergänge von den jeweiligen Saugräumen in die Zymellenventil 13 begrenzt, auf das weiter unten noch 40 linderräume und weiter von diesen in die Druckräume eingegangen wird. Der Zylinderraum für die dritte der jeweiligen Stufen und der Übergang der stufen-Verdichtungsstufe wird von der Stirnfläche 14 des weise verdichteten Luft von der ersten bis zur dritten Stufenkolbenteils 6, der Wandung 15 des Zylinders 1 Verdichtungsstufe laufen während des Arbeitens des und einem den Zylinder 1 stirnseitig abschließenden Verdichters nebeneinander ab.
Zylinderkopf 16 begrenzt. 45 Das in F i g. 2 in Draufsicht veranschaulichte La-

Der untere Bereich des Zylinders 1 bildet einen mellenventil 13, welches den Zylinderraum für die er-

Ringraum, welcher durch eine Trennwand 38 in zwei ste Stufe vom Saug- und Druckraum 17, 18 für diese

Teilringräume 17, 18 unterteilt ist. Diese Trennwand Stufe abschließt, ist bei dem dargestellten Ausfüh-

38 ist in F i g. 2 dargestellt. rungsbeispiel in zwei Bereiche unterteilt, von denen

Die Teilringräume 17, 18 bilden den Saug- und 50 der in der Zeichnung rechte Bereich entsprechend sei-

Druckraum für die erste Verdichtungsstufe, wobei der ner Zuordnung zum Teilringraum 17 als Saugventil

Teilringraum 17 den Saugraum und der Teilringraum und der in der Zeichnung linke Teil entsprechend sei-

18 den Druckraum bildet. In den Teilringraum 17 ner Zuordnung zum Teilringraum 18 als Druckventil

strömt zu verdichtende Luft entsprechend dem Pfeil ausgestaltet ist. Beide Bereiche sind untereinander

18 bei Saughub des Kolbens 3 über eine Einlaßboh- 55 durch einen sich radial erstreckenden neutralen Be-

rung 19 ein. Der Saughub des Kolbens 3 beginnt mit reich unterteilt, der unterhalb der Trennwand 38 des

dessen Bewegung aus seiner dargestellten oberen Tot- Ringraumes 17, 18 für die erste Verdichtungsstufe ge-

punktstellung in seine nicht näher veranschaulichte legen ist. Bei 39 sind axiale Schraubenbolzen veran-

untere Totpunktstellung. Die während des Saughubes schaulicht, welche die Zylinder 1 und 2 untereinander

durch die Bohrung 19 in den Teilringraum 17 eintre- 60 unter Zwischenlage des Lamellenventils 13 verbin-

tende Luft tritt über konzentrisch zur Achse 5 verlau- den. Bei 40 sind im neutralen Bereich des Lamellen-

fende Ventilschlitze 20 in den Zylinderraum für die ventils angeordnete Schrauben od. dgl. wiedergege-

erste Verdichtungsstufe oberhalb der Kolbenstrom- ben, welche das aus dem geschützen Ventilhauptkör-

fläche 12 über. per 41 und den Lamellen 21, 22 bestehende Ventil 13

Bei Beginn des Verdichtungshubes des Kolbens 3 65 zu einer Baueinheit vereinigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

von den Gehäusen der aufgesetzten Ventile gebildet. Patentansprüche: Bei einem einstufigen, doppeltwirkenden Kolben verdichter sind die Zylinderdeckel mit einer Mehrzahl

1. Mehrstufiger Kolbenverdichter mit einem in von Ein- und einer Mehrzahl von Auslaßventilen in zwei koaxial aneinandergrenzenden Zylindern 5 axialer Anordnung versehen, die auf einem Kreisboverschieblichen Stufenkolben und einer der Ring- gen um die Zylinderachse angeordnet sind. Auch bei stirnfläche des Kolbenhauptteils für die erste Ver- einer solchen Ventilausbildung und -anordnung ist ein dichterstufe axial gegenüberliegenden Saug- und erheblicher schädlicher Raum vorhanden, da die Ein-Druckventilanordnung mit im unteren Bereich des laßventile auf der Innenseite der Zylinderdeckel anden Stufenteil des Kolbens umgebenden Zylinders io geordnet sind und dazu zwingen, die Totpunktstellunangeordnetem Saug- und Druckraum, da- gen des Kolbens nicht unerheblich in den Zylinderdurch gekennzeichnet, daß der Saug- raum zurückzuverlegen. Infolge der Anordnung der und Druckraum von Teilringräumen (17, 18) Auslaßventile auf der Außenseite der Zylinderdeckel eines durch radiale Trennwände (38) unterteilten weisen diese ferner Durchgangsbohrungen auf, die ih-Ringraumes gebildet ist, der auf seiner der Ring- 15 rerseits den schädlichen Raum vergrößern. Die zur stirnfläche (12) des Kolbenhauptteils (7) züge- Herabsetzung der Einzelabmessungen der Ventile wandten Seite vom Zylinderraum der ersten Ver- hierbei vorgesehene Mehrfachventilanordnung bedichtungsstufe durch ein ringförmiges Lamellen- dingt darüber hinaus einen nicht unerheblichen bauliventil (13) abgeteilt ist, das entsprechend der Un- chen Mehraufwand.

terteilung des Ringraumes in Teilringräume radial 20 Ferner ist ein einstufiger Kolbenverdichter bein einen Saug- und einen Druckventilbereich un- kannt, bei dem dem Zylinderraum eine Ventilsitzterteilt und vom Stufenteil (6) des Kolbens koaxial platte gegenüberliegt, auf der ein Zylinderkopf mit durchgriffen ist. einem zentralen Druckraum und einem sich auf einem

2. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch Kreisbogenabschnitt um diesen im Abstand herum ergekennzeichnet, daß das Lamellenventil (13) beid- 25 streckenden Saugraum angeordnet ist. Auch eine seits eines radialen, unterhalb der Trennwand (38) solche Ausgestaltung jedoch bedingt einen erheblides Ringraumes gelegenen, geschlossenen Mittel- chen schädlichen Raum, der sich aus den Durchgangsbereiches konzentrisch verlaufende Ventilschlitze kanälen in der Ventilsitzplatte unterhalb des Aulaß-(20, 23) aufweist. ventils und einer in dem an die Ventilsitzplatte an-

3. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch 30 grenzenden Bereich des Zylinders vorgesehenen Ergekennzeichnet, daß die Teilringräume (17, 18) Weiterung des Zylinderraumes zusammensetzt, in die eine dem Zylinder (2) der ersten Verdichtungs- das plattenförmige Ventilglied des Einlaßventils mit stufe im Durchmesser entsprechende radiale seinem äußeren Bereich eingreift.
Übergangsöffnung aufweisen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

35 Stufenkolbenverdichter der eingangs genannten Art

7U schaffen, dessen Ventile in der ersten Stufe unter

Herabsetzen des schädlichen Raumes der Ansaugmenge gut angepaßt werden können, um einen guten

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrstufigen Füllungsgrad sicherzustellen. Zur Lösung dieser AufKolbenverdichter mit einem in zwei koaxial aneinan- 40 gäbe ist der Kolbenverdichter nach der Erfindung dadergrenzender. Zylindern verschieblichen Stufenkol- durch gekennzeichnet, daß der Saug- und Druckraum ben und einer der Ringstirnfläche des Kolbenhaupt- von Teilringräumen eines durch radiale Trennwände teils für die erste Verdichterstufe axial gegenüberlie- unterteilten Ringraumes gebildetist, derauf seiner der genden Saug-und Druckventilanordnung mit im unte- Ringstirnfläche des Kolbenhauptteils zugewandten ren Bereich des den Stufenteil des Kolbens umgeben- 45 Seite vom Zylinderraum der ersten Verdichtungsstufe den Zylinders angeordnetem Saug- und Druckraum. durch ein ringförmiges Lamellenventil abgeteilt ist,

Bei einem bekannten Kolbenverdichter dieser Art das entsprechend der Unterteilung des Ringraumes in umfaßt die der Ringstirnfläche des Kolbenhauptteils Teilringräume radial in einen Saug- und einen Druckfür die erste Verdichterstufe axial gegenüberliegende ventilbereich unterteilt und vom Stufenteil des KoI-Saug- und Druckventilanordnung herkömmliche Ein- 50 bens koaxial durchgriffen ist. Das Lamellenventil zelventile, aus deren Ausbildung und Anordnung ein kann dabei ferner beidseits eines radialen, unterhalb erheblicher Schadraum resultiert, der den Füllungs- der Trennwand des Ringraumes gelegenen, geschlosgrad in der ersten, das größte Luftvolumen durchset- senen Mittelbereiches konzentrisch verlaufende Venzenden Stufe des Kolbenverdicnters herabsetzt. Dies tilschlitze aufweisen. Ferner weisen die Teilringräume liegt darin begründet, daß die Ventile mit Rücksicht 55 eine dem Zylinder der ersten Verdichtungsstufe im auf einzuhaltende Strömungsgrenzbedingungen für Durchmesser entsprechende radiale Übergangsöffdas durchzusetzende Luftvolumen verhältnismäßig nung auf.

große lichte Strömungsquerschnitte darbieten müssen, Der Stufenverdichter nach der Erfindung erbringt

für die bei axialer Ventilanordnung und üblichen Stu- eine erhebliche Verringerung des schädlichen Raums fenverhältnissen die dem Kolbenhauptteil für die erste 60 in der ersten Stufe und stellt so einen guten Füllungs-Verdichterstufe axial gegenüberliegende Ringstirn- grad sicher. Das Lamellenventil bietet dabei die Mögfläche in den Abmessungen nicht ausreicht. Um den- lichkeit, die Ventildurchtrittsquerschnitte großen noch die benötigten Ein- und Auslaßquerschnitte Luftdurchsatzvolumen in der ersten Stufe auch bei sicherzustellen und eine Montage der Einzelventile zu großen Stufenverhältnissen anpassen zu können, ohne ermöglichen, ist der Zylinderraum für die erste Stufe 65 dabei Anschrägungen oder Erweiterungen des Zylindes Kolbenverdichters mit einer den schädlichen derraumes zu bedingen. Die in axialer Richtung nie-Raum vergrößernden Anschrägung versehen. Der drige Bauhöhe des zugleich eine leicht auswechselbare Saug- und Druckraum für die erste Stufe wird dabei Baueinheit bildenden Ventils ermöglicht eine baulich