Eindampfanlage.
Dia Erfindung g bezieht sich auf eine Eindampfanla, ge, bei welcher mittels eines Turbo- verdiehters Brüden abgesaugt und verdichtet werden. Die Erfindung besteht darin, dass mittels einer in Abhängigkeit vom Zustand der Br den beeinfluBben Einrichtung die Drehzahl des Verdichters selbsttätig ein- gestellt wird.
Die Einstelleinrichtung kann zum Beispiel nach Dfassgabe des Saugdruckes, des F¯r derdruckes,einerDruckdifferenzodereines Quotienten zweier Drücke im Verdichter beeinflusst werden. Mit der Einstelleinrich- tung kann eine Vorrichtung verbunden sein, mittels welcher bei unzulÏssig gro¯er Leistungsaufnahme des Verdichters dessen Drehzahl selbsttÏtig vermindert wird. Weiter kann mit der Einstelleinrichtung auch eine Vorrichtung verbunden sein, mittels welcher die Saugseite mit der Forderseite des Ver dichters selbsttätig verbunden wird, bevor die Pumpgrenze erreicht wird.
Zweckmϯig wird zum Antrieb des Ver dichters zum Beispiel ein Elektromotor oder ein anderer Motor mit konstanter Drehzahl verwendet, welcher die Leistung auf ein Planetengetriebeüberträgt,vondemein erstes System mit der Antriebsmaschine, ein zweibes System mit dem Verdichter und das dritte System mit einer Bremspumpe verbunden ist, wobei die Forderleitung der Bremspumpe nach Ma¯gabe des Zustandes der Briiden gedrosselt bezw. abgeschlossen wird.
In der F¯rderleitung der Bremspumpe k¯nnen zwei Drosselorga. na vorgesehen sein, von welchen das eine zur Einstellung der Drehzahl des Verdichters und das zweite, vor diesem ersten angeordnete Droseelorgan zur Gleich haKungdtesDruckes vor dem ersten Drosselorgan dient. An die Förderleitung der Brems- pumpe kann auch ein Organ angeschlossen sein, welches bei unzulässig grosser Lei stungsaufnahme nach Massgabe des hierbei ansteigenden Bremsflüssigkeitsdruckes in der F¯rderleitung der Bremspumpe die Drehzahl des Verdichters vermindert.
Eine Eindampfanlage nach der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erlÏutert.
Aus den Eindampfbehältern 1 und 2 werden mittels des Verdichters 3 ber die Leitung 4 Brüden abgesaugt und in verdichtetem Zustand durch die Leitung 5 den Heizmän- teln 6 der Behälter 1 und 2 zugeführt. Das in den Heizmänteln sich niederschlagende Kondensat str¯mt durch die Leitungen 7 fort. Um den einen oder den andern Bindampfbehälter 1 bezw. 2 abschalten zu können, sind in der Saugleitung 4 und in der Forderleitung 5 die AbschluBorgane 8 bezw. 9 angeordnet. In dem in der Forderleitung 5 angeordneten Einspritzgefäss 10 werden die bei der Verdichtun. überhitzten Brüdendämpfe durch Einspritzen von aus den Heizmänteln durch die Leitungen 7 anfallendem Kondensat auf die Sättigungsgrenze abgekühlt.
Zwischen der Forderleitung 5 und der Saugleitung 4 ist eine Umgehungsleitung 11 zur Verhütung von Pumperscheinungen des Verdichters angeordnet, die mittels eines Ventils 12 kurz vor Erreichung der Pumpgrenze mehr oder weniger geöffnetwerden kann. Auch in dieser Umgehungsleitung 11 ist ein Einspritzgefäss 13 vorhanden, in welches eine Fl ssigkeit zur Abkühlung der überhitzten Dämpfe eingespritzt werden kann.
Der Verdichter 3 wird durch einen Elek- tromotor 14 angetrieben, der mit unveränderlicher Drehzahl läuft. Zwischen dem Motor und dem Verdichter ist ein Planetengetriebe 15 angeordnet, mittels dessen die Drehzahl des Verdichters den Betriebsbedingungen entsprechend eingestellt werden kann. Das Sphärensystem 16desGetriebes ist mit dem Motor 14 und das Sonnensystem 17 mit dem Verdxiehter 3 gekuppelt. Das Planetensystem 18 ist mit einem Schraubenrad 19 verbunden, welches über ein Schraubenrad 20 eine als Bremspumpe wirkende Zahnradpumpe 21 antreibt. Ist die Bremspumpe zum Beispiel durch Verschluss der Förderleitung blockiert, so wird der Verdichter 3 durch den Motor 14 mit höehster Drehzahl angetrieben.
Lässt man dagegen durch Freigabe einer mehr oder weniger grossen Forderung die Bremspumpe sich drehen, so wird die Drehzahl des Verdichters vermindert. Bei vollstÏndiger Freigabe der Bremspumpe 21 wird sich zwischen der Drehzahl des Verdichters und der Drehzahl der Bremspumpe ein Gleichgewichtszu- stand bilden, bei dem die für die Flüssigkeitsreibung im Bremsmittelkreislauf aufzu wtandende geringe Leistung der durch den Verdichter noch geleisteten Arbeit entspricht.
In. den EindampfbehÏltern ist beim nor- malen Betrieb ein niedriger Druck einzuhalten (z. B. beim Eindampfen einer wässerigen Lösung ungefähr 0, 08 ata), um die Verdampfungstemperatur möglichst tief (z. B. unter 40 C) halten zu können. Bei diesem Zustand der einzudampfenden Flüssigkeit werden die anfallenden Br den durch den Verdichter etwa auf den doppelten Truck (beim Ein dampfen wässeriger Lösungen z. B. auf den 2, 5fachen Wert) verdichtet, wobei die Brüden in da ¯berhitzungsgebiet gelangen. Die Temperatur kann weit über 100 C (z. B. beim Eindampfen wässeriger Lösungen auf ungefähr 130 C) ansteigen.
Die verdichteten Br den können ummittelbar zur Beheizung der Eindampfgefässe wieder herangezogen werden. In die verdichteten Brüten kann noch eine Eühlflüssigkeit eingespritzt werden, um den Zustand gegen die SÏttigungsgrenz hin- unter zu senken. Dadurch werden Spannun- gen in den Leitungen und in den Mänteln der Eindampfgefϯe vermieden.
Beim Inbetriebsetzen der Eindampfanlage sind die Dauerbetriebszustände noch nicht vorhanden, es ist zunäehst Luft von Atmo sphärendruck aus den Eindampfbehältern zu entfernen. Bei unveränderter Drehzahl des Verdichters würde hierbei eine Antriebsleistung ben¯tigt, die bis zum zehnfachen Wert der normalen Betriebsleistung anstei- gen konnte. Es m Bte hierbei der Verdiohter und seine ganze Antriebsvorrichtung unzu- lässig überbeansprucht oder aber die ganze Anlage in ganz ungew¯hnlichem Ma¯ überdimensioniert werden. Um diese Nachteile zu verh ten, wird bei der beschriebenen Anlage die Drehzahl des Verdichtens selbsttÏtig nach Massgabe des Zustandes der Brüden ein gestellt,.
Mit einer Verminderung der Ver- dichte. rzaht fällt nämlich auch di) e notwen- dige Antriebsleistung, und zwar nach der dritten Potenz, so da¯ bei der halben Drehza hl fast nur noch Vio der Antriebsleistung der normalen Drehzahl notwendig ist.
Um die Verdiichterdrehzahl einstellen zu können, ist die Bremspumpe 21 in einen Ereislauf 22 eingeschaltet, der von einem Ölbehälter 23 ber den K hler 24 und den Filter 25 zur Pumpe 21 führt und dann über die Drosselorgane 26 und 27 wieder in den Ölbehälter 23 zurückgelangt. Der Ölbehälter 23 ist mit der Atmosphäre verbunden, so dass die Bremspumpe vom Atmosphärendruck gegen den an den Drosselorganen 26 und 27 eingestellten Bremsdruck fordert.
Zur Beeinflussung der Drosselorgane 26 und 27 ist je ein Servomotor 28 bezw. 29 vorgesehen. Für dem Betrieb der Servomotoren und der übrigen Steuerungseinrichtungen wird durch eine Olpumpe 30 Drucköl erzeugt, welches über den Akkumulierbehälter 31 und das Leitungsnetz 32 (welches zur Verein fachungin der Zeichnung nicht durchgehend dargestellt ist) zu den einzelnen Verbrauchsstellen gelangt. Die Pumpe 30 bezieht das Ol aus dem ÍlbehÏlter 23 und ein ¯berschu? des Akkumulierbehälters gelangt durch den Kanal 33 des Belastungskolbens 34 und die Leitung 35 wieder in den Behälter 23 zurück.
Das verbrauchte 01 der Servomotoren und übrigen Steuerongseanrichtungen gelangt durch das Leitungsnetz 36 (das ebenfalls zur Vereinfachung der Zeichnung nicht durch- gehend gezeichnet ist) wieder in den Ölbehälter 23 zurück.
Zur selbsttätigen Beeinflussung des Forderdruckes der Bremspumpe 21 und damit der Drehzahl des Verdichters 3 sind zwei Impulsgeber 37 und 38 vorgesehen, von denen der erste Impulsgeber 37 an die Saugleitung 4 und der zweite Impulsgeber 38 an die Forderleitung 5 des Verdichters 3 angeschlossen ist. Beide Impulsgeber besitzen eine elastische Membrane 39, denen eine Wassersäule 40 überlagert ist. Das Wasser wird durch die Leitungen 41 zugeführt und kann durch die Überlaufleitungen 42 wieder fortstr¯men, so dass eine unveränderliche Hohe der WassersÏule gewährleistet ist. Die membranes. der Impulsgeber 37 und 38 sind ber die Ge stänge 43 bezw. 44 und die Hebel 45 bezw.
46 mit den Steuerschiebern 47 bezw. 48 ver bunden. Bei sinkendem Druck in der Saugleitung 4 verursacht der Steuerschieber 47 in der r Steuerleitung 49 ein Steigen des Steuer- oldruckes. Umgekehrt fällt der Steuer¯ldruck in der Leitung 49 bei steigendem Druck in der Sangleitung 4 des Verdichters. Der Steuerschieber 48 vergrössert den Steueröldruck in 'der Leitung 50 bei fallendem Druck in der Forderleitung 5 des Verdichters und verklei- nert ihn bei steigendem Druck in der Forderleitung 5.
Der Steueroldruok in der Leitung 49 wirkt sowohl auf den Steuerschieber 51 als auch auf den Steuerschieber 52, während der Steuer¯ldruck in der Leitung 50 nur auf , den Schieber 52 wirkt. Der Servomotor 53 wird somit ausschliesslich vom Saugdruck des Verdichters 3 beeinflusst, während der Servomotor 54 von der Differenz zwischen F¯rderdruek und Saugdruek, des Verdichiers beeinflu?t ist. Bei steigendem Saugdruck wird der Servomotorkolben 53 nach untenund bei fallendem Saugdruck nach oben verschoben. Der S 52 wird bei gr¯?er werdendem Druckunterschied im Verdichter nach unten und bei kleiner werdendem Druok- untersohied nach oben vierschobern.
Die Steuerbewegungen der Servomotor- kolben 53 und 54 werden über ein Kurven- getriebe 55 und den Hebel 56 vereinigt auf den Steuerschiieber 57 übertragen. Dieser Steuerschieber vergr¯?ert den Steuerdruck in der Leitung 58,wenn er angehoben wird, und verkleirnert diesen Steuerdruck, wenn er sinkt.
Der Steuerschieber 59 wird einerseits durch den Steuerdruck in der Leitung 58 und anderseit@ durch die Handeinstellvorrichtung 60 beeinflu?t. Ein steigernder Öldruck in der Leitung 58 verschiebt den Servomotorkolben 61 nach unten, während ein fallender Íldruck in der Leitung 58 den Servomotarkolben 6i nach oben verchiebt, Es ergibt sich mithin, da? die mit dem Servomotorkolben 61 ver bundeneVentilspindel 62 angehoben wird, wenn der Druck in der Saugleitung 4 des Verdichters ansteigt oder wenn der Unterschied der Drticke der Förderleitung 5 gegender der Saugleitung 4 gr¯?er wird. Umgekehrt senkt sich die Ventilspindel 62, wenn der Druck in der Leitung 4 oder der Druckunterschied zwischen der Leitung 5 und der Leitung 4 sinkt.
Die Ventilspindel 62 kommt auf ihrem Sitz zur Auflage, wenn der absolute Druck in der Leitung 4 und der Druckunter achied zwischen der Leitung 5 und der Leitung 4 die normalen Betriebswerte erreicht haben. Da durch das Drosselorgan 27 über die Bremspumpe 21 die Drehzahl des Ver dichters eingestellt wird, ergibt sich, da? der Verdichter mit höchster, das heisst normaler Drehzahl angetrieben wird, wenn die normalen Betriebswerte in der Eindampfanlage erreicht sind, und dass der Verdichter lang- samer läuft, wenn der absoute Druck in der Leitung 4 oder die Druckdifferenz zwischen der Leitun g 5 und der Leitung 4 hoher als der normale Betriebswert sind.
Während des Inbetriebsetzens der Anlage kann die Drehzahl, wenn notwendig, noch von Hand mittels der Spindel 60 verstellt werden.
An den Ereislauf 22 ist der Steaerschie- ber 63 in der Weise angeschlossen, dass der Servomotorkolben 64 den Durchtrittsquerschnitt des Ventils 26 verkleinert, wenn der Druck zwischen den Ventilen 26 und 27 ansteigt, und vergrössert, wenn dieser Druck abfÏllt,so da? im Eneislaufstück zwischen den Ventile 26 und 27 ein unveränderlicher Druck aufrechterhalten wird.
Die Drehzahl der Bremspumpe 21 und damit die Drehzahl des Verdichters 3 sind eine aussehliessliche Funktion der durch den Kreislauf 22 stro menden Olmenge. Da am Regelorgan 27 ein unveränderlieher Druckabfall eingestellt wird, ist die durch den Ereislauf 22 durchströmende Olmenge eine lineare Funktion des Íffnungsquerschnittes des Regelorganes 27 und damit der Stem'uns der Ventilspindel 62.
An den Kreislauf 22 ist nach ein Steuer- schieber 65 angeschlossen, welcher bei tuber- schreiten eines unzulÏssig hohen Druckes auf der F¯rderseite der Bremspumpe 21 den Kreislauf unmittelbar mit dem Ablaufsystem 36 verbindet. Da der Bremsssldruck ein Mai3 der Leistungsaufnahme des Verdichters darstellt, wird erreicht, da? der Verdichter stillgesetzt wird, sobald der Verdichter eine un zwlassig grosse Leistung aufnimmt.
Der Steuerdruck in der Steuerleitung 58 wirkt auberdem auf den Steuerschieber 66, welcher mit Hilfe des Servomotorkol- bens 67 das Umlaufventil 12 beeinflusst.
Der Steuerdruck in der Steuerleitung 58 ist ein direktes Ma? f r die Drehzahl des Verdichters 3. Da auf konstanten Oldruck bezw. konstantes DruckverhÏltnis geregelt wird, beginnt bei einer bestimmten Drehzahl des Verdichters und damit bei einem bestimm ten Druck in der Leitung 58 das Pumpen des Verdichters. Der Steuerschieber 66 und der Servomotorkolben 67 öffnen das Umlaufventil 12, kurz bevor die Pumpgrenze des Ver dichters erreicht ist.
Der Verdichter kann auch durch andere Kraftmaschinen angetrieben werden. Es k¯nnen zum Beispiel auch drehzahlverÏnderliche Maschinen verwendet werden. Dabei wird dan, n die Drehzahl dieser Maschinen in Ab hängigkeit vom Zustand der Brüdendämpfe eingestellt. An Stelle von Zahnradpumpen konnen auch andere volumetrisch wirkende Pumpen als Bremspumpen für ein Planeten- getriebe verwendet werden. Anstatt eines Planetengetriebes kann auch irgendein anderes Differentialgetriebe Verwendung finden. Es können zum Beispiel auch die Zahnräder des Planetengetriebes selber als Bremepumpen verwendet werden. An Stelle von 01 können auch andere flüssige Mittel als Bremsmittel zur Anwendung kommen.
Zur Einstellung der Drehzahl des Verdichters können auch andere Zustandsgrössen der Br den, z. B. die Temperatur oder d, ie Dichte oder ein Unterschied oder ein VerhÏlt nis dieser Gr¯?en, verwendet werden. Es kann insbesondere auch zur Einstellung der Drehzahl lediglich der Saugdruck und der Farderdruck des Verdichters verwendet werden.
Es genügt,'die Drehzahl bis auf 70% der normalen Drehzahl zu vermindern, um die Antriebsleistung auf den 0, 34fachen Betrag der bei der Normaldrehzahl sonst notwendi- gen Antriebsleistung herabsetzen zu können.