Kompressor ventil funktionsweise

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Ich habe frage zu druckventilen an kompressoren.
Regelt ein ventil eines handelsüblichen kompressors den druck in der art, dass ich sozusagen den zieldruck unabhängig vom eingangsdruck im tank bestimme ?
Vorausgesetzt der druck im tank ist hoeher als der eingestellte ausgangsdruck, ist dann der ausgangsdruck konstant, Oder nimmt er mit dem eingangsdruck ab?

Also entweder eingangsdruckanalog oder zielkonstant?

Grund der frage ist, dass ich wissen will ob ich bei voll aufgeladenem tank einen konstanten druck von einem bar abrufen kann, bis tank sich geleert ist. (mit außnahme der restmenge bei

#2

Ja, der Höchst-Druck im Kessel ist, unabhängig vom Eingangsdruck, immer der eingestellte Wert vom Druckventil. Ich hoffe, ich konnte helfen, Manfred Kiener

#3

Hallo,

deine Antwort ist richtig.

Das Druckregelventil schließt wenn der Eingestellte Druck erreicht und öffnet wieder wenn auf der Ausgangsseite der Druck wieder abnimmt.

Je größer der Druckunterschied zwischen Eingestelltem- und Istdruck desto mehr öffnet das Ventil.

Grüße Udo

#4

Hallo,
ich vermute du meinst das Druck(filter)regelventil.
Das ist genau dafür da den eingestellten Druck konstant auf z.B. 1 bar zu regeln. Der Vordruck darf im zulässigen Bereich schwanken.Somit ist das ein- und ausschalten des Kompressors kein Problem.

Gruß Dieter

#5

Sebastian,

Druckminderer

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Flaschendruckminderer

Schema eines einstufigen Flaschendruckminderers
Ein Druckminderer (oder Druckminderungsventil, Reduzierventil) ist ein Druckventil zum Einbau in ein Schlauch- oder Leitungssystem, das trotz unterschiedlicher Drücke auf der Eingangsseite (Eingangsdruck) dafür sorgt, dass auf der Ausgangsseite ein bestimmter Ausgangsdruck nicht überschritten wird.

Die beiden zentralen Bauteile eines Druckminderers sind der Drucksensor und das mit ihm gekoppelte Ventil. Die Bauformen können sich je nach Einsatzzweck, dem Medium (Gas oder Flüssigkeit) sowie den erwarteten Drücken voneinander unterscheiden, das Prinzip ist jedoch gleichbleibend: Der Druck auf der Ausgangsseite wirkt auf eine Seite einer Membran, auf die andere Seite (in der Schemazeichnung die untere) wirken der Luftdruck und eine Einstellfeder. Die Membran ist mechanisch mit dem Ventil gekoppelt. Je höher der Druck auf der Ausgangsseite ansteigt, desto weiter wird das Ventil geschlossen, bei Erreichen des (einstellbaren) Soll-Ausgangsdrucks sperrt es den Durchfluss ab. Erfolgt dieses Verschließen nicht völlig, weil eine Dichtung beschädigt oder verunreinigt ist, kann der Ausgangsdruck langsam auf so hohe Werte ansteigen, dass sich ein Sicherheitsventil öffnet und abbläst.

Für Soll-Ausgangsdrücke ab 1 bar kann der Druckminderer statt mit einer Membran mit einem Kolben als Druckaufnehmer und daher sehr kompakt gebaut werden. So sind erste Stufen von Tauch- und Atemschutzgeräten und Latexballon-Füllventile durchweg kolbengesteuert.

Öffentliche Wasserleitungen liefern stellenweise bis zu 7 bar Druck, um auch höhergelegene oder höhere Häuser ausreichend zu versorgen. Druckminderer reduzieren den Druck für Häuser oder Wohnungen auf etwa 3 bar, passend zur Druckfestigkeit von Heißwasserspeichern und für gute Funktion von Wasserhähnen. Gas wird städtisch mit etwa 10 bar verteilt und in Stationen mit Druckminderern mit Membranen mit 30 cm Durchmesser auf das Druckniveau der Hausversorgung von 50 mbar gebracht. Herkömmliche Gasanlagen (in Ein- oder Mehrfamiliengebäuden) haben einen Fließdruck zwischen 15 und 25 mbar zur Versorgung von Wärmeerzeugern.

Beim Fassbier-Ausschank ist ein Druckminderer an der Kohlendioxidbombe notwendig. Bei direktem Anschluss (trotz verschiedener Gewinde) ist schon manches Holzfass explodiert.

Druckminderer, wie er beim Gerätetauchen eingesetzt wird. Die erste Stufe im Schnitt (animiert)
Beim Gerätetauchen mit komprimierter Luft oder einem anderen atembaren Gasgemisch sind die Druckluftflaschen mit einem Druck von 200 bis 300 bar befüllt. Die erste Stufe des Atemreglers reduziert den Druck auf etwa 10 bis 15 bar. Dieser Mitteldruck wird durch die zweite Stufe (mit dem Mundstück) ein weiteres Mal auf den Umgebungsdruck reduziert. Der Wasserdruck steigt pro 10 m Höhenunterschied um etwa 1 bar, so dass (unter Berücksichtigung des Atmosphärendrucks von 1 bar) in 20 m Tiefe ein Druck von etwa 3 bar herrscht.

Druckminderer werden auch in der medizinischen Versorgung mit Sauerstoff oder Narkosegas (Lachgas) sowie in guten Ballonfüllventilen für Helium verwendet.

Beim Betrieb von Heizgeräten oder Gasherden mit Butan- oder Propangasflaschen (z. B. im Campingbereich) wird an der Flaschenarmatur ein Druckminderer angeschlossen, der den Flaschendruck (Dampfdruck über dem flüssigen Gas) von ca. 10 bar auf den Betriebsdruck des Gerätes von 30 oder 50 oder 150 mbar absenkt. Hier ermöglicht der Druckminderer außerdem die Verwendung von Gummi-Schlauchleitungen, die bei Belastung mit dem vollen Flaschendruck platzen würden.

An Zentraldruckluftanlagen, wie sie meist in Produktionshallen anzutreffen sind, werden Druckminderventile verwendet, um den Druck vom Systemdruck, meist 10 bis 13 bar, auf den für den Arbeitsplatz notwendigen Druck zu reduzieren.

#6

Druckventil

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Ein Druckventil dient in der Hydraulik oder Pneumatik zum Regeln oder Begrenzen eines Druckes oder zum Schalten in Abhängigkeit von einem Signaldruck. Es gibt verschiedene Arten von Druckventilen.

Inhaltsverzeichnis
[Verbergen] 1 Druckbegrenzungsventil
2 Druckminderungsventil
3 Druckzuschaltventil 3.1 Beispiel

4 Siehe auch

Druckbegrenzungsventil [Bearbeiten]

→ Hauptartikel: Druckbegrenzungsventil

Das Druckbegrenzungsventil (kurz: DBV) wird auch als Überdruckventil bezeichnet. Mit diesem Ventil wird der maximal zulässige Hydraulikdruck begrenzt, um das Hydrauliksystem gegen zu hohen Druck abzusichern (Überdruckabsicherung) und Schäden zu vermeiden. Übersteigt der Druck im System einen gewünschten (eingestellten) Wert, ermöglicht dieses Ventil einen Abfluss der Hydraulikflüssigkeit zum Tank. In der Regel wird mit einem derartigen Ventil der maximale Pumpendruck gegen Überschreitung abgesichert.

Druckminderungsventil [Bearbeiten]

→ Hauptartikel: Druckminderer

Das Druckminderungsventil reduziert den in einem System bestehenden Druck auf einen eingestellten Wert. Der Druck vor diesem Ventil wird durch das Druckbegrenzungsventil bestimmt, der Druck nach diesem Ventil (Druckminderventil) nimmt den eingestellten (niedrigeren) Druck an.

Dieses Ventil wird eingesetzt, um einen Teil des Hydrauliksystems mit einem geringeren Druck zu versorgen als dies durch das Druckbegrenzungsventil erfolgt.

Druckzuschaltventil [Bearbeiten]

Das Druckzuschaltventil sperrt eine Leitung so lange ab, bis der an diesem Ventil eingestellte Druck erreicht ist. Ist der Einstelldruck erreicht, öffnet dieses Ventil und die Hydraulikflüssigkeit fließt ungehindert durch das Ventil.

Dieses Ventil wird eingesetzt, um einen Teil des Hydrauliksystems erst dann mit Druck zu versorgen, wenn ein bestimmter, eingestellter Druck an einer anderen Stelle des Hydrauliksystems erreicht ist.

Beispiel [Bearbeiten]

Es werden genormte Hydraulikschaltsymbole zur Darstellung von Hydrauliksystemen verwendet.

Vereinfachtes Hydraulikschema zur Erklärung der Funktion
Funktionsablauf:

Die Pumpe § fördert Hydraulikflüssigkeit vom Tank über das Magnetventil MV2 (P zu A) drucklos zum Tank. Es baut sich im System kein Druck auf.

Werden nun Magnetventil MV1 und MV2 geschaltet, so gelangt das Medium über MV2 (P zu B) zum Druckreduzierventil DR (P zu A) und von dort zum Zylinder 2. Gleichzeitig über das Magnetventil MV1 (P zu B) zum Druckzuschaltventil DZ Anschluss P. Dieses ist noch geschlossen, da am Anschluss X noch kein Druck ansteht.

Das Druckbegrenzungsventil ist auf 200 bar eingestellt und noch funktionslos, da sich der Druck noch nicht so hoch aufgebaut hat.

Medium fließt zu Zylinder 2 und dieser fährt gegen Federkraft aus, bis er an einem äußeren Widerstand (zum Beispiel Werkstück, das gespannt werden soll) ansteht. Nun baut sich der Druck im System weiter auf. Ist der Einstelldruck des Zuschaltventiles DZ (zum Beispiel 100 bar = mindestens erforderlicher Spanndruck) erreicht, so öffnet dieses und das Medium fließt über Ventil MV1 (P zu B) und über das Ventil DZ (P zu T) zum Zylinder 1. (Vorschubzylinder zum Beispiel für Werkzeug)

Ventil DZ stellt sicher, dass der Spanndruck nicht unter den eingestellten Wert von 100 bar absinkt.

Ventil DR reduziert aber andererseits den im Spannzylinder maximal erreichbaren Druck auf den eingestellten Wert (von zum Beispiel 120 bar), damit das Werkstück nicht durch den Spannzylinder beschädigt werden kann.

Hat der Zylinder 1 die Endlage erreicht oder stößt dieser auf einen Widerstand, würde sich der Systemdruck (unbegrenzt!) erhöhen. Damit hier kein unzulässig hoher Wert erreicht wird, ist das Druckbegrenzungsventil DB erforderlich. Dieses stellt sicher, dass der maximal erreichbare Druck die dort eingestellten 200 bar nicht übersteigt.

In diesem Fall (unvorhergesehener Widerstand an Zylinder 1) würde der Systemdruck 200 bar erreichern, der Spanndruck aber durch das Ventil DR auf die dort eingestellten 120 bar reduziert werden.

Ist der Vorgang beendet, schalten beide Magnetventile (MV1 und MV2) in die Ausgangsstellung und beide Zylinder fahren wieder ein.

#7

Hallo Sebastian,

ein Kompressor stellt einen gewissen Überdruck gegenüber der Atmosphäre her, den er auch halten soll.
Beim Druckabfall muss der Motor wieder anlaufen und den Druck erneut aufbauen - daher ist es auch wichtig, einen Kompressor richtig zu dimensionieren.

Den Druck, den du benötigst, stellst du am Druckregelventil ein und bleibt grundsätzlich konstant, vorrausgesetzt der Kompressor ist eingeschaltet.
Er reaktiviert sich natürlich beim zu weiten Druckabfall.

Du kannst also ohne weiteres mit einem gut konstanten Druck rechnen, dazu ist so ein Kompressor ja da! :wink:

MfG René Z.

#8

Hallo Sebastian,

ich erkläre Dir mal kurz die Funktionsweise eines Kompressors. Ein Elektromotor treibt einen Kolben in einem Zylinder an. Im Zylinderkopf befinden sich zwei Ventile. Ein Einlaß- und ein Auslassventil. Vor dem Lufteinlass befindet sich noch ein Luftfilter. Hinter dem Luftauslass geht es weiter zu einem Druckschalter in Kombination mit einem Ventil. Der Druckschalter wird in der Regel vom Hersteller eingestellt. In der Regel 8 Bar. Der Druckschalter betätigt durch eine mechanische Verbindung das Ventil. Des weiteren wird auch der Motor ein und ausgeschaltet. Beispielsweise bei einem Druck von 6 Bar wird der Motor eingeschaltet und bei 8 Bar ausgeschaltet. Hinter dem Ganzen befindet sich noch der Druckkessel. Jetzt kommt das eigentliche Problem. Wenn der Motor einfach nur alleine bei 6 Bar eingeschaltet werden würde, könnte der Motor den Kolben im Zylinder auf Grund des Gegendrucks von 6 Bar im Druckkessel nicht bewegen. Der Druck bedeutet eine enorme Gegenkraft. Jetzt kommt das Ventil ins Spiel. Das funktioniert so, das die im Zylinder erzeugte Luft erst einmal ins Freie geblasen wird, wo natürlich kein Gegendruck herrscht. Wenn dann der Motor angelaufen ist und der Zylinder Pressluft erzeugt, schaltet das Ventil um und die Pressluft wird in den Druckkessel weiter geleitet. Hinter dem Druckkessel befindet sich ein Druckregelventil. Dort kannst Du deinen erforderlichen Druck einstellen. Das Druckregelventil funktioniert rein mechanisch. Du musst Dir das so vorstellen: Zum Einen gibt es den Druck aus dem Kessel. In dem Druckregelventil befindet sich eine ziemlich starke Feder, die für den Gegendruck verantwortlich ist. Diese Feder wird durch Dein drehen am Ventil mehr oder weniger gespannt. Wird die Feder stark gespannt, kann der Gegendruck aus dem Kessel höher sein. Also hast Du beispielsweise an der evtl. angeschlossenen Luftpistole einen hohen Druck zur Verfügung. Entspannst Du die Feder durch drehen am Regler kann sie natürlich nicht mehr eine so große Kraft aufbringen. Die Membran im Druckregelventil gibt dann nur noch wenig Druck frei. Es funktioniert im Prinzip ähnlich einen Waage aus alten Tagen. Linke Seite Druck aus dem Kessel, rechte Seite Gegendruck durch die Feder. Das ist das ganze Geheimnis. Trotzdem möchte ich Dir noch eins verraten, schaltest Du den Kompressor nach völliger Entleerung ein, hörst Du ein flatschendes Geräusch. Das ist die Luft, die erst einmal ins Freie geblasen wird. Nach kurzer Zeit drückt der Zylinder die Luft dann in den Druckkessel. Es gibt da noch eine ganz wichtige Sache. Der Zylinder sorgt auf Grund der Reibung und des Pressen der Luft Wärme. Diese wird in den Druckkessel weiter transportiert. Folge ist die Erzeugung von Kondenswasser, welches sich im Druckkessel ablegt. Deshalb befindet sich in der Regel unten am Druckkessel eine Schraube. Wird Diese unter einem gewissen Druck geöffnet, tritt natürlich Pressluft und das vorhandene Kondenswasser aus. Wenn man den Kessel nicht ab und zu entlüftet, kann Rost im Kessel entstehen. Das ist gefährlich. Ich hoffe, dass ich Dir Deine Frage einigermaßen erklären konnte.

Gruß Jürgen

#9

Zumindest bei unseren Kompressoren ist es so, das der Ausgangsdruck konstant bleibt (also „zielkonstant“, wie Du schreibst).

#10

Hallo tomcat,

am Kompressor ist üblicherweise ein Druckregelventil angebunden, mit dem man den Druck im Speicherbehälter festlegt. Üblicherweise liegt dieser bei 6 bis 8 bar - darauf ist auch der elektrische Schalter zum Abstellen, bzw. Anlaufen des Kompressors voreingestellt.
Will ich einen Druck von einem Bar verarbeiten, wird dazu ein zweites Druckregelventil auf ein bar eingestellt NACH dem Speicher eingesetzt. Das hat in diesem Fall zur Folge, dass ich 6 bis 8 mal mehr Druckluft zur Verfügung habe, als wenn ich den Behälter nur mit einem bar fülle, was zur Folge hat, dass sich die Laufzeiten des Kompressors minimieren. Das Druckregelverhältnis im Regler bestimmt sich aus der Membrangröße im Gerät und der am Drehknopf des Reglers einstellbaren Federkraft.

Viele Grüße
HF

#11

hallo.
um den betriebsdruck des kompressors konstant auf 1 bar runterzuregeln benötigst du ein druckminderungsventil. falls der betriebsdruck des kompressors zu niedrig ist kann dieser mit einem druckbooster erhöht werden. größer als ein bar ist der betriebsdruck deines kompressors aber in jedem fall. der druck nach dem ventil ist in jedem fall konstant.

#12

ps noalerweise sind in kompressoren für den eigenbedarf druckminderer verbaut…

#13

Servus

Handelsübliche Kompessoren zeigen nur den aufgebauten Druck an der ist regelbar
Wenn du sicher gehen willst das der Ausgangsdruck genau 1 Bar beträgt Regelbares Manometer zwischenschalten.
Gruss Georg

#14

Hallo,

ein Druckregler regelt den Druck auf den eingestellten Wert. Wenn du einen Kessel mit anfangs 6 Bar hast und das Ventil auf 1 Bar eingestellt ist, so kannst du bis zum nötigen Vordruck, das sind ca. 10% mehr konstant Luft entnehmen. Da es sich im eine Proportionalrergelung handelt, schwankt der Druck allerding schon etwas. Bei Eingangsdruck 10 Bar wirst du mit 1,1 Bar, bei Eingangsdruck 2 Bar mit 0,9 Bar am Ausgang rechnen müssen. Um den Ausgangsdruck stabiler zu machen mach man die Regelung in der Praxis dann zweistufig, d.h. von 10 Bar auf 2 Bar und von 2 Bar auf 1 Bar. Dann ist die Schwankung geringer. Genaue Werte mußt du dem Datenblatt des Herstellers entnehmen.

Grüße
Tom