CH237682A - Verfahren zur Vermeidung des Pumpens von mehrstufigen Kreiselverdichtern. - Google Patents

Verfahren zur Vermeidung des Pumpens von mehrstufigen Kreiselverdichtern.

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CH237682A
CH237682A CH237682DA CH237682A CH 237682 A CH237682 A CH 237682A CH 237682D A CH237682D A CH 237682DA CH 237682 A CH237682 A CH 237682A
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pumping
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centrifugal compressors
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Aktiengesell Maschinenfabriken
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Escher Wyss Maschf Ag
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Description


  Verfahren zur Vermeidung des Pumpens von mehrstufigen Kreiselverdichtern.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Vermeidung des Pumpens von mehrstufigen  Kreiselverdichtern.  



  Bekanntlich tritt bei solchen Förder  maschinen die     Erscheinung    des     Pumpens,     welches sich durch periodisches Rückwärts  strömen des geförderten Mittels durch die  Laufräder äussert, dann ein, wenn die För  dermenge einen bestimmten Grenzwert unter  schreitet. Da die dabei auftretende unregel  mässige Förderung nicht erwünscht ist und  ferner durch das Pumpen unzulässige Bean  spruchungen und     Ermüdungserscheinungen     des Werkstoffes der Kreiselverdichter auf  treten können, so sind schon     Vorrichtungen     zum Verhüten dieser     Erscheinung    vorgesehen  worden.

   Die bekannteste derselben weist ein  Abblaseventil auf, das für gewöhnlich selbst  tätig beim Unterschreiten der mindest zuläs  sigen     Fördermenge    auf der     Druckseite    des  Verdichters geöffnet wird. Mit Hilfe einer  solchen Vorrichtung lässt sich erreichen, dass  bei zu kleinem Bedarf des geförderten Mit  tels der Verdichter doch noch über der Pump-    grenze arbeitet,     denn    die überschüssige För  dermenge     wird    einfach ins Freie oder in     die     Saugleitung des Verdichters abgeblasen.  



  Zweck der     Erfindung        ist,    ein Verfahren  der eingangs     erwähnten    Art zu schaffen.  welches bei dessen     Anwendung    zu vermeiden  ermöglicht, dass bei zu niedrigem Bedarf an  Fördermenge ein Teil des     Fördermittels    auf  der Druckseite des Verdichters ins Freie oder  in die     Saugleitung    abgeblasen werden     muss.     Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung  wird bei mehrstufigen Kreiselverdichtern,  deren     Stufen    in Gruppen mit mindestens  einer Stufe unterteilt sind,

   bei     Teillastbetrieb     zuerst ein     Teil    der Fördermenge vom Aus  tritt der letzten Gruppe zum     Eintritt    dieser  Gruppe abgeblasen, dann bei weiterer Ver  minderung der Fördermenge     in    gleicher  Weise ein Teil des     Fördermittels    vom Aus  tritt der vorletzten Gruppe zum Eintritt der  selben zurückgeführt und in derselben Weise  mit zunehmender Verminderung der Förder  menge nacheinander in immer mehr vorher  gehenden     Gruppen    von dar     Auslassseite    nach      der     Einlassseite    der jeweiligen Gruppe ein  Teil des Fördermittels abgeblasen.  



  Dieses Verfahren trägt dem Umstande  Rechnung, dass bei vielstufigen Kreiselver  dichtern bei Abnahme der Fördermenge die  letzten Stufen zuerst die Pumperscheinung  auslösen. Letzteres hängt damit zusammen,  dass zur Erreichung besten Wirkungsgrades  die Laufräder sämtlicher Stufen unter Be  rücksichtigung der Volumenabnahme, welche  durch die Verdichtung des     kompressiblen     Fördermittels bedingt ist, bemessen werden  müssen. Jede Einzelstufe würde, wenn sie  allein zu arbeiten hätte, bei einem gewissen  Bruchteil ihrer Normalfördermenge Pump  erscheinungen ergeben.

   Da aber jede Einzel  stufe eine mit abnehmender Fördermenge an  steigende Druckerhöhung ergibt, so wird bei  einem Betrieb mit sich gleichbleibender  Drehzahl beispielsweise die zweite Stufe  eines Verdichters schneller die Pumpgrenze  erreichen als die erste Stufe, weil     bei    einer  Verminderung der Fördermenge die zweite  Stufe nicht nur die an sich verminderte För  dermenge, sondern ein nochmals verkleiner  tes Fördervolumen infolge der bei Teillast  betrieb erhöhten Verdichtung in der vorher  gehenden Stufe erhält.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung sind bei  spielsweise Ausführungsformen von Einrich  tungen zur Ausführung des Verfahrens in  vereinfachter Darstellungsweise gezeigt. An  Hand derselben wird auch das erfindungs  gemässe Verfahren beispielsweise erläutert.  



  Fig. 1 veranschaulicht die obere Hälfte  eines axialen Längsschrittes durch einen  dreistufigen Fliehkraftkreiselverdiehter, wo  bei jede Stufe eine Gruppe bildet;  Fig. 2 zeigt einen Teil eines Schnittes  nach der Linie II-II der Fig. 1, und       Fig.    3 zeigt zum Teil eine Ansicht und  zum Teil einen axialen Längsschnitt eine  Kreiselverdichters mit drei Gruppen von Stu  fen und zwei Zwischenkühlern.  



  In Fig. 1 und 2 bezeichnen 1, 2, 3 die  hintereinandergeschalteten drei Stufen eines  Fliehkraftkreiselverdichters, der ein Mittel in  Richtung der Pfeile A fördert. Jede Stufe    bildet in diesem Falle eine "Gruppe". 4 be  zeichnet einen Servomotor, dessen Kolben  mit einer Stange 5 verbunden ist. An dieser  sind so viele Nocken 6 angebracht, als der  Verdichter Stufen aufweist. Der Stufe 1 ist  ein Ventil 7 zugeordnet, welches das Abbla  sen von Fördermittel von einer Stelle hinter  dem Austritt der Stufe 1. in der     Förderrich-          tung    gesehen, durch Bohrungen 8, 8Ú und 9  im Verdichtergelhäuse unmittelbar zum Ein  tritt dieser Stufe 1 beherrscht.

   In ähnlicher  Weise beherrscht ein Ventil 10 das Abblasen  von Fördermittel von einer Stelle hinter der  Stufe 2 durch Bohrungen 1l, 12 und 13 im  Verdiclitergehäuse unmittelbar zum Eintritt  dieser Stufe 2. und ein Ventil 14 beherrscht  das Abblasen von einer     Stelle    hinter der  Stufe 3 durch Bobrungen 15, 16 und 17 im  Verdichtergehäuse unmittelbar zum Eintritt  dieser Stufe 3.

   Die Nocken 6 sind in bezug  auf die Stange 5 so angeordnet, dass bei einer  Verschiebung der letzteren aus einer neutra  len Lage     zuerst    durch Vermittlung einer  Rolle 18 das Ventil 14, dann bei einer wei  teren Verschiebung der Stange 5 in derselben  Richtung durclh Vermittlung einer Rolle 19  das Ventil 10 und bei einer noch weiteren  Verschiebung der Stange 5 in derselben  schliesslich durch     Vermittlung    einer  Rolle 20 das Ventil 7 geöffnet wird. Im wei  teren bezeichnet 31 Federn, welche die Ven  tile 7, 10 und 14 in der Schliesslage     ztt    hal  ten trachten.

   Der Servomotor 4 wird von  einem in der Figur     nielit    veranschaulichten  Mengenregler aus in     Abhängigkeit    von der  tatsächlich benötigten     Fördermittelmenge    ge  steuert.  



  Mit Hilfe der     beschriebenen    Einrichtung       lässt    sich     erreichen.    dass in einem     bestimmten          Teillastgebiet        ziii-    Vermeidung des Pumpens  beispielsweise     ntir    das Ventil 14 der letzten  Stufe 3 geöffnet: wird, bei     weiter    verminder  ter Fördermenge     dann    das Ventil 10 und  schliesslich bei noch     zweiter    verminderter För  dermenge auch das Ventil 7 geöffnet wird.

    Es ist leicht     einzusehen,    dass für die betref  fenden verschiedenen     Teillastgebiete    der Lei  stungsbedarf des Kreiselverdichters niedriger      ausfällt, als wenn die überschüssige Förder  menge in bisheriger Weise vollständig ins  Freie bezw. auf den Ansaugedruek der ersten  Stufe abgeblasen würde.  



  Als Impulsgeber für den den Servomotor  4 steuernden, nicht gezeigten Mengenregler  kann ein Staugerät, z. B. eine Messdüse oder  ein Venturirohr, welches in die Druckleitung  des Verdichters eingesetzt ist, dienen. Eben  sogut kann aber auch der     Enddruck    des Ver  dichters als Impulsgeber verwendet werden.  



  Das nacheinander erfolgende     Öffnen    der  Abblaseventile, welche den verschiedenen  Verdichterstufen zugeordnet sind, kann auch  hydraulisch erfolgen. In einem solchen Falle  wird jedem Abblaseventil zweckmässig ein  eigener Servomotorkolben zugeordnet. Die be  treffenden Servomotoren können in bezug  auf die zu deren Betätigung dienende Druck  flüssigkeit derart hintereinandergeschaltet  sein, dass das Abblaseventil der letzten Ver  dichterstufe den Zutritt von Druckflüssig  keit zur Betätigung des Abblaseventils der  vorletzten Stufe erst freigibt, nachdem das  erstgenannte     Ventil    vollständig geöffnet ist,  und dass das Abblaseventil der nächst vor  hergehenden Stufe erst betätigt werden kann,  nachdem das Abblaseventil der vorletzten  Stufe vollständig geöffnet worden ist.  



  Zweckmässig werden die Bohrungen 9, 13  und 17, durch welche der abgeblasene Teil  des Fördermittels zum Eintritt der Stufe 1  bezw. 2, 3 gelangen kann, in der in Fig. 2  Für die Bohrungen 13 gezeigten Weise schräg  ausgebildet, so dass die Rückführung der bei  Teillastbetrieb vom Austritt einer Stufe zu  deren Eintritt zurückgeführte     Fördermittel-          menge    mit einem Drall in der Drehrichtung  des Kreiselverdichters vor das betreffende  Laufrad gelangt. Die Rückführung von För  dermittel unter Drall im Drehsinn kann auch  auf andere Art erreicht werden, so zum Bei  spiel durch Anbringen von Umlenkblechen  oder -schaufeln nach jeder Bohrung.

   Durch  diese Massnahme lässt sich erreichen, dass ge  rade bei Teillastbetrieb Ablösungserscheinun  gen beim Eintritt in das Laufrad, welche das    sogenannte Pumpen auslösen     können,    bis zu  einem gewissen Grade vermieden werden, da,  wie aus den Geschwindigkeitsdreiecken be  kanntermassen hervorgeht, bei Teillastbetrieb  nur unter Eintrittsdrall stossfreier Eintritt in  die     Laufradschaufelung    stattfinden kann.  Folglich bedingt die schräge Ausbildung der  Bohrungen vor dem Laufrad, dass bereits eine  verhältnismässig geringe     Abblasemenge    die       Pumpgrenze    der betreffenden Stufe an sich  schon heruntersetzen kann.

   Diese Möglichkeit  kann durch entsprechende Steuerung der sich  bei     Teillastbetrieb        hintereinander    öffnenden       Abblaseventile    der einzelnen. Stufen mit  berücksichtigt werden, was sich in einer wei  teren Ersparnis an     Antriebsleistung    bei Teil  lastbetrieb ausdrückt.  



       Fig.    3 zeigt     einen        Fliehkraftkreiselver-          dichter,    bei dem die     Verdichterstufen    in drei  Gruppen 22, 23 und 24 unterteilt sind. Die  Gruppe 22 umfasst drei Stufen und die  Gruppen 23 und 24 besitzen je vier Stufen.  Zwischen dem     Austritt    der ersten Gruppe 22  und dem Eintritt der zweiten Gruppe 23 ist  ein Zwischenkühler 25 und zwischen dem  Austritt der zweiten Gruppe 23 und dem  Eintritt der letzten Gruppe 24 ein Zwischen  kühler 26 eingeschaltet. Vom Austritt des  Zwischenkühlers 25 führt eine     Leitung    27  zum Eintritt der Gruppe 22.

   In diese Lei  tung 27 ist     ein        Abblaseventil    28 eingebaut.  Vom Austritt des Zwischenkühlers 26 führt  eine Leitung 29 zum Eintritt der zweiten  Gruppe 23; in diese Leitung 29 ist     ein    Ab  blaseventil 30 eingebaut. Schliesslich führt  vom     Austritt    31 der dritten Gruppe 24 eine  Leitung 32 zum Eintritt dieser Gruppe. In  die Leitung 32 ist ein     Abblaseventil    33 ein  gebaut.

   Die Betätigung der     Abblaseventile     28; 30 und 33 erfolgt auch bei dieser Aus  führung in Abhängigkeit von der vom Ver  dichter geförderten Menge derart, dass bei       Teillastbetrieb    in nicht gezeigter Weise vor  erst das     Abblaseventil    33,     dann    bei weiterer  Verminderung der Fördermenge das Abblase  ventil 30 und bei nochmaliger     Verminderung     der Fördermenge schliesslich das     Abblaseven-          til    28 geöffnet wird.

        Die abgeblasene Fördermittelmenge wird  jeweils vom Austritt der betreffenden Gruppe,  und zwar, wenn hinter dieser noch eine Zwi  schenkühlung oder Nachkühlung vorgesehen  ist, erst nach erfolgter Kühlung, von der  Hauptströmung abgezweigt und dann zum  Eintritt der betreffenden Gruppe zurückge  führt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Vermeidung des Pumpens von mehrstufigen Kreiselverdichtern, deren Stufen in Gruppen mit mindestens einer Stufe unterteilt sind, dadurch gekennzeich net, dass bei Teillastbetrieb zuerst ein Teil der Fördermenge vom Austritt der letzten Gruppe zum Eintritt dieser Gruppe abgebla sen wird, bei weiterer Verminderung der För dermenge in gleicher Weise ein Teil des För- dermittels vom Austritt der vorletzten Gruppe zum Eintritt derselben zurückgeführt und in derselben Weise mit zunehmender Verminde rung der Fördermenge nacheinander in immer mehr vorhergehenden Gruppen von der Aus lassseite nach der Einlassseite der jeweiligen Gruppe ein Teil des Fördermittels abgeblasen wird.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch zur Vermeidung des Pumpens von mehrstufigen Fliehkraftkreiselverdichtern, dadurch ge kennzeichnet, da.ss die bei Teillastbetrieb zum Eintritt einer Gruppe abgeblasene Teilmenge des Fördermittels mit einem Drall in der Drehrichtung der Kreiselfördermaschine vor das betreffende Laufrad zurückgeführt wird. 2.
    Verfahren nach Patentanspruch zur Vermeidung des Pumpens von mehrstufigen Kreiselverdichtern mit mindestens zwei Stu fen pro Gruppe und mit zwischen einzelnen Gruppen angeordneten Kühlern, dadurch ge kennzeichnet, dass die bei Teillastbetrieb von der Auslassseite einer Gruppe nach der Ein trittsseite derselben abzublasende Fördermit- telmenge hinter der nach der betreffenden Gruppe vorgesehenen Kiihlung der Haupt strömung des Fördermittels entnommen wird.
CH237682D 1943-06-26 1943-06-26 Verfahren zur Vermeidung des Pumpens von mehrstufigen Kreiselverdichtern. CH237682A (de)

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