DE1939064A1

DE1939064A1 - Vorrichtung zur Verringerung der Last an einem Luftkompressor

Info

Publication number: DE1939064A1
Application number: DE19691939064
Authority: DE
Inventors: Keiichi Moro
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 1969-01-16
Filing date: 1969-07-31
Publication date: 1970-07-23
Also published as: FR2028412A1; GB1276898A

Description

PATENTANWÄLTE

t Mönchen 9, Bereiteranger 15

Telefon 29 73 69

Beschreibung au der Patentanmeldung der Firma

IWATA AIR COMPRESSOR MFG., CO. 1=9, Ebisu-minami, Shibuya°ku Tokyo/Japan

betreffend |

Vorrichtung aur Verringerung der Last

anjeinem Luftkompressor (Priorität: 16« Jan„1969 - Japan - Nr. 3078/69)

Di© Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung der Last bzw= Stosslast, die an Luftkompressoren beim Starten, Umkehren oder Anhalten auftritt_o

Wird ein Luftkompressor angelassen, so ist seine Luft~Äusla®seite im allgemeinen dem Hochdruck eines mit Pressluft gefüllten Luftbehälters ausgesetzt, so dass ein Motor zum Antrieb des Luftkorapressors gegen die verhältnismässig schwere Last starten muss, was das Anlassen des Luftkompressors schwierig macht. Bisher sind verschie=» dene Massnahmen angewandt worden, um die Last beim Startzeitpunkt zu verringernβ Dazu gehört die folgende Massnahme;

Der Motor wird während des Anlassens ohne Last betrieben, bis er die normale Drehzahl erreicht; nach Erreichen dieser Drehzahl wird er mit Last betrieben, um den Luftkompressionsvorgang einzuleiten»

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(B) Ist die Luft in dem Luftbehälter auf einen bestimmten Druck komprimiert, so wird ein Druekregelventil be° tätigt, um den Betrieb auf "lastfreien Betrieb" !anzuschalten (oder den Betrieb des Motors abzustellen).

(C) Ist der Druck in dem Luftbehälter unter einen bestimmten Mindestwert abgefallen, so wird das Druckregel=· ventil betätigt, um den "Lastbetrieb" zu beginnen und damit das Komprimieren der Luft einzuleiten (wird der Motor ange»

a± < halten, so gilt der nachstehende Punkt (D))·

(D) Falls der Motor während des "Lastbetriebs" abgestellt wird, (was auch den Fall umfasst, dass der Motor, wie unter Punkt CB) erklärt, angehalten wird) so wird unverzüglich der "lastfreie Betrieb" eingeleitet, um den· Stoss und die Last während des Anhaltens zu vermindern,,

Werden die unter (A), (B), (C| und (D) beschrie= benen Vorgänge nicht vollständig ausgeführt, so kann die Last am Motor nicht verringert werden,

Wird der Motor während des "Lastbetriebs" abge-

W stellt, so tritt infolge der Last am Kompressor eine Kraft auf, die den Kompressor zum Anhalten zwingt; gleichzeitig wird dem Motor eine Last in umgekehrter Richtung zugeführt, so dass dieser zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Anhal° ten umgekehrt wird_o Gewissen Teilen des Kompressors, etwa dem Kolben, der Kurbelwelle, der Kurbelstange oder dergleichen, wird also eine unregelmässige Stosslast zugeführt« Eine solche-Stosslast hat ungünstige Auswirkungen, die zu einer Fehlausrichtung der gleitenden Teile oder sonstigen Defekten an dem Luftkompressor führen» Um solchen Defekten zu begegnen, sind verschiedene Mittel eingesetzt worden, wie etwa eine spezielle

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SAD OHIGINM,

elektrische Schaltung mit einem Elektromagnetventil, ein Dreiwegeventil, das mit einem Fliehpendel oder dergl_o arbeitet; diese Massnahmen weisen jedoch komplizierte Bauweise, schwierige Justierung oder dergl. Nachteile auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verminderung der Last an einem Luftkompressor zu schaffen, bei der die Last beim Anlassen, während des Betriebs und beim Anhalten reduziert wird, um einen stossfreien Be« trieb des Luftkompressors zu ermöglichen. Die Vorrichtung soll dabei im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen zur Verringerung der Defekte im wesentlichen von einfacher Bauweise sein sowie den Luftkompressor in stabiler Weise steuern können.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Verminderung der Last an einem Luftkompressor gelöst, die eine Kit einer Kurbelwelle des Luftkonpressors verbundene Schmiermittel«Förderpunpe und ein an der Kurbelwelle angebrachtes Oberdruckventil aufweist, das mit der SchmiermittelFörderpiunpe verbunden ist und so eingerichtet ist, dass es dann in Tätigkeit tritt, wenn die Zentrifugalkraft abnimmt, wodurch bei normaler Drehung des Luftkompressors der hydraulische Druck aus der Schmiermittel=>Förderpumpe den Kolben eines Steuerventils betätigt, um die komprimierte Luft aus dem Luftbehälter abzusperren und den Kompressor in den "Lastbe^ trieb" zu führen, während dann, wenn die Drehzahl unter die normale Drehzahl absinkt, das Überdruckventil betätigt wird, um den hydraulischen Druck plötzlich abzusenken und dadurch die Pressluft aus dem Luftbehälter so zu leiten, dass der Kompressor in den "lastfreien Betrieb" gebracht wird.

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ORIGINAL

Im folgenden' ist ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Anordnung;

Fig. 2 einen Schnitt des Überdruckventils; und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung, die die Schmiermittel-Förderpumpe und die zugehörigen Teile zeigt.

Wie in den Zeiehnungen dargestellt, umfasst ein Luftkompressor a ein Gehäuse 1, Zylinder 2 und 3 mit Auslassventilen 2a und Sa sowie Entlastungs~Einlassveritilen 2b und 3b„ ferner Kolben 4 und 5 mit Kurbelstangen 4a und 5a .sowie eine Kurbelwelle 6, wobei die Kolben 4 und 5 von einem Motor 7 über eine geeignete Transmission angetrieben werden« Die Auslassventile 2a und 3a sind über ein Auslassrohr 8 an einen Luftbehälter 9 engeschlossen, währand die Entlastungs»Einlass· ventile 2b und 3b über ein Verbindungsrohr 10, wie im folgenden erläutert, an eine Luft»Auslassöffnung 11 eines Steuerventils b angeschlossen sind»

Eine Schmiermittel-Förderpumpe 12 ist mit einer Antriebswelle 6b der Kurbelwelle 6 verbunden; dreht sie sich, so wird Öl 13 von dem Gehäuse 1 durch eine Saugleitung 12a der Kurbelwelle 6 und den Kurbelstangen 4a und 5a zugeführt, wobei ein Teil des Öls durch eine Leitung 14 einer Einlassöffnung 15 des Steuerventils 6 zugeführt wird·

Ein Überdruckventil 16 ,umfasst ein Ventilgehäuse 16a, in dem eine Auslassöffnung 16al orgesehen ist, einen in das Gehäuse im Gleitsitz eingepassten Gleitkörper 16b mit

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SAD OBiGiNAL

einer Durchführung 16bl sowie eine zwischen dem Gehäuse und dem Gleitkörper montierte Feder 16c. Das Überdruckventil 16 ist an der Kurbelwelle 6 an einer Stelle angebracht, an der es der bei Drehung der Kurbelwelle auftretenden Zentrifugal« kraft ausgesetzt ist, und die Durchführung 16bl des Überdruckventils steht mit der Schmiermittel-Förderpumpe 12 über eine Durchführung in der Kurbelwelle δ und der Antriebswelle 6b in Verbindung«,

Das Steuerventil b umfasst einen Ventilzylinder 17 und einen hydraulischen Kolbenzylinder 18, wobei die bei= den Teils über ainen Q-Sing bl miteinander verbunden sind. Innerhalb des Ventilzylinders 11 sind ein Ventilkörper 19 und eine Feder 20 vorgesehen, um die Innenwand des Ventilzy= linders ist eine Luftführung 17a ausgebildet, und der Ventil«* körper 19 ist so gebaut, dass er sich in luftdichte Berührung mit ainer Blattdichtung 21 bewegen kann, A» oberen End« des Ven tilaylinders 17 ist ein Presslufteinlass 22 ausgebildet, der üüer ein Verbindungsrohr 23 an den Luftbehälter 9 angesehlos«· sen ist, während die Luftauslassöffnung 11 an einer Seite des Ventilzylinders vorgesehen ist.

In den hydraulischen Kolbenzylinder 18 ist ein Kolben 24 mit einem 0°Ring 24a eingepasst, und eine Kolben= stange 24b des Kolbens 24 durchsetzt gleitend eine Führungs= bohrung 25 mit einem 0°Ring 25a und ragt am oberen Ende durch eine Luftführung 18a bis zu einer Berührungsstelle mit dem unteren Ende des Ventilkörpers 19. Die Luftführung 18a steht mit einer Luftführung 18b in Verbindung, Auf das untere Ende des hydraulischen Kolbenzylinders 18 ist eine Kappe 26, die die Einlassöffnung 15 trägt, aufgeschraubt und bildet eine Druckkammer 27.

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ϊΐ- .λ.'-;

Eine Entlastungseinrichtung c weist Luftdurchführungen 28 und 29 sowie einen Ventilkörper 30 auf, der dazu dient, die Durchführungen miteinander zu verbinden bzw. voneinander zu trennen. Die Durchführung 28 ist über ein Verbindungsrohr 31 mit dem Luftbehälter 9 verbunden, während die Durchführung 29 über ein Rohr 32 an die Luftdurchführung 18b des hydraulischen Kolbenzylinders 18 angeschlossen ist.

Über dem Ventilkörper 30 ist ein federnd vorgespanntes Element 34 vorgesehen. Das Element 34 wird von einer Feder 33 nach unten in Berührung mit dem Ventilkörper 30 gedrückt, und ein Einstellmechanismus 35 ist vorgesehen, um die Federkraft der Feder 33 einzustellen.

In den Zeichnungen ist mit 36 ein Wasserablass bezeichnet, der dazu dient. Wasser in den Verbindungsrohren zu sammeln und das Wasser automatisch zu entleeren, wenn der Kompressor angehalten wird. Mit 37 ist ein Lüftungsloch bezeichnet O

Bei Betrieb wird der Luftkompressor a von dem Motor 7 angetrieben, um Pressluft in den Luftbehälter 9 einzuspeisen. Befindet sich der Druck in dem Luftbehälter 9 unter einem bestimmten Wert, so wird der Ventilkörper 30 der Entlastungseinrichtung c durch die Federkraft der Feder 33 nach unten gedrückt und schliesst die Luftdurchführung 28, während die Luftdurchführung 29 über die Durchführung 18b mit der Atmosphäre in Verbindung tritt.

Ist die Summe des Luftdrucks aus dem Luftbehälter 9 und der Kraft der Feder 20 grosser als der auf den Kolben 24 ausgeübte Druck, so wird der Ventilkörper 19 des hydraulischen Steuerventils b in Berührung mit der Blatt-

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dichtung 21 gehalten, wodurch die Luft-Auslassöffnung 11 von der zu der Entlastungseinrichtung c führenden Durchführung 18b abgetrennt wird, wahrend die Auslassöffnung 11 mit dem Presslufteinlass 22 verbunden ist. Ist die Summe aus dem Luftdruck und der Federkraft kleiner als der auf den hydraulischen Kolben 24 einwirkende Druck, so wird der Ventilkörper 19 von der Blattdichtung 21 gemSss Fig. 1 wegbewegt, wodurch die Luft-Auslassöffnung 11 und die zu der Entlastungseinrichtung c führende Luftdurchführung 18b über die Luftführung 18a miteinander verbunden werden.

Die Luft-Auslassöffnung 11 des hydraulischen Steuerventils b ist an die Entlastungs-Einlassventile 2b und 3b des Luftkompressors a angeschlossen; wird Pressluft eingeführt, so werden die Einlassventile geöffnet und der Luftkompressor a dadurch vom "Lastbetrieb" in den "lastfrei» en Betrieb" umgeschaltet.

Dreht sich die Kurbelwelle 6 mit normaler Geschwindigkeit, so bewegt sich der Gleitkörper 16b des Überdruckventils 16 gegen die Feder 16c aufgrund der Zentrifugalkraft gemäss Fig. 2 nach rechts, wodurch die Auslassöffnung 16&1 geschlossen wird. Fällt die Drehzahl unter einen bestimmten Wert, so bewegt sich der Gleitkörper 16b durch die Federkraft der Feder 16c zurück, und dementsprechend wird das öl 13 in den Tank bzw. das Gehäuse 1 entleert, wodurch der hydraulische Druck vermindert wird.

Die Arbeitsweise soll nun im einzelnen erläutert werden· Der Luftkompressor wird im Startzeitpunkt im "lastfreien Betrieb" angelassen, selbst wenn der Druck in dem Luftbehälter 9 so hoch ist, dass er das Anlassen un° günstig beeinflusst, weil der Druck in dem Luftbehälter 9

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den Ventilkörper 19 nach unten drückt, die Pressluft durch die Luft-Auslassöffnung 11 strömt und die Entlastungs-Einlassventile 2b und 3b betätigt, die die Last am Luftkompressor entfernen. Erreicht der Luftkompressor die normale Drehzahl, so wird der Öldruck durch die Schmiermittel-Förderpumpe 11 erhöht, und das Überdruckventil 16 wird durch die Zentrifugalkraft geschlossen, so dass der hydraulische Kolben 24 gegen den auf den Ventilkörper 19 von dem Luftbeh&l° ter 9 und der Kraft der Feder 20 ausgeübten Druck nach oben getrieben wird und den Druck von dem Luftbehälter absperrt. Auf diese Weise wird der Luftbehälter in den "Last bet rieb" umgeschaltet.

Arbeitet der Kompressor bei normaler Drehzahl, so ist der auf den Kolben 24 einwirkende Druck stets höher als die Summe aus dem Druck von dem Luftbehälter 9 und der Federkraft der Feder 20, und infolgedessen ist die dem Steuerventil b aus dem Luftbehälter 9 zugeführte Pressluft durch den Kolben abgesperrt. Erreicht der Druck einen bestimmten Höchstwert, so wird der Ventilkörpar 30 der Entlastungseinrichtung c gegen die Wirkung der Feder 33 nach oben gedrückt, so dass die Pressluft durch die Durchführung 29, die Luftdurchführungen 18b, 18a und 17a sowie die Luft-Auslassöffnung 11 zu den Entlastungs-Einlassventilen 2b und 3b strömt und somit den Betrieb auf "lastfreien Betrieb* umschaltet. Fällt der Druck auf einen bestimmten Mindest wert, so wird der Ventilkörper 30 durch die Feder 33 nach unten gedruckt und sperrt dabei die Pressluft ab, um den Betrieb wiederum in den "Lastbetrieb" umzuschalten.

Arbeitet der Motor 7 bei abgeschalteter Last, so wird das Oberdruckventil 16 mit Abnahme des hydraulischen Drucks aufgrund der abnehmenden Drehzahl geöffnet,

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und infolgedessen wird das öl in das Gehäuse 11 hinein entleert, wodurch der Druck an verschiedenen Teilen des Luftkompressors plötzlich absinkt und dabei auch den dem Kolben 24 zugeführten Druck vermindert. Dementsprechend wird der Ventilkörper 19 durch den Druck aus dem Luftbehälter 9 und die Feder 20 nach unten gedrückt, so dass die Pressluft durch die Luft-Auslassöffnung 11 in die Entlastungs-Einlassventile 2b und 3b strömt, wodurch der Kompressor in den "lastfreien Betrieb" gerat und stossfrei anhält. Mit anderen Worten: da das Überdruckventil 16 an der Kurbelwelle 6 vor- I gesehen ist, ist der in das Steuerventil b eingeführte Öldruck durch die Zentrifugalkraft aufgrund der Drehung der Kurbelwelle 6 leicht steuerbar, und so wird beim Anlassen und Anhalten des Luftkompressors eine stabilisierte und zuverlässige Verminderung der Last erreicht.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

MLJ Vorrichtung zur Verringerung der Ladung an einem Luft· kompressor, der eine Kurbelwelle zum Antrieb eines Zylinderkolbens, ein Luft-Auslassventil, ein Entlastungs-Einlassventil und einen mit dem Luft-Auslassventil in Verbindung stehenden Luftbehälter umfasst, gekennzeichnet durch eine mit der Kurbelwelle (6) gekoppelte Schmiermittel-Förderpumpe (12), ein an der Kurbelwelle angebrachtes Überdruckventil (16), das mit der Schmiermittel-Förderpumpe verbunden ist und dazu dient, den durch die Schmiermittel-Förderpumpe aufgebrachten Druck aufzuheben, ein Steuerventil (b) mit einem Kolben (24), der durch den von der Schmiermittel »Förderpumpe aufgebrachten Druck betätigbar ist, um den Pressluftstrom von dem Luftbehälter (9) zu dem Entlastungs-Einlassventil (2b,3b) zu steuern, wobei der Druck von der Schmiermittel »Förderpumpe bei normaler Drehzahl des Luftkompressors den Kolben des Steuerventils so betätigt, dass dieses die von dem Luftbehälter zu dem Entlastungs-Einlassventil strömende Pressluft absperrt und somit der Luftkom« pressor unter Last arbeitet, während der von der Schmiermittel -Förderpumpe aufgebrachte Druck unterhalb der normalen Drehzahl durch das Überdruckventil aufgehoben wird, um den Druck plötzlich abzusenken, dadurch die Beaufschlagung des Kolbens des Steuerventils aufzuheben und die Pressluft von dem Luftbehälter dem Entlastungs-Einlassventil zuzuführen, so dass der Luftkompressor lastfrei arbeitet.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1_# gekennzeichnet durch eine Entlastungs-Einrichtung (c), die die Pressluft in dem Luftbehälter (9) an die Atmosphäre leitet, wenn der Druck in dem Luftbehälter über einen bestimmten Wert ansteigt.

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