CH665455A5 - Verfahren und einrichtung zum verhindern des pumpens von turboverdichtern. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern.

Am erfolgreichsten kann die vorliegende Erfindung bei Turboverdichtern mit einem grossen Förderstromregelungs-bereich, zum Beispiel bei Verdichtern zur Erdgasbeförderung, zur Luftversorgung von Hochöfen in der Metallurgie, zur Luftzufuhr in Gruben u.a. benutzt werden. Darüber hinaus kann die Erfindung bei Verdichtern, die starken Belastungsschwankungen ausgesetzt sind, zum Beispiel bei Verdichtern in der pneumatischen Förderung, und bei Verdichtern, die bei stark veränderlichen Saug- und Kühlbedingungen arbeiten, zum Beispiel bei Verdichtern, die im Hochgebirge eingesetzt sind, benutzt werden.

In der gegenwärtigen Verdichterbaupraxis gewinnt das Problem der Verhinderung des Pumpens von Truboverdich-tern wegen der ansteigenden Einheitsleistung der Verdichter und des infolgedessen ansteigenden Aufwands zur Beseitigung der Folgen des Pumpens sowie wegen der erhöhten Forderungen an die Senkung des Energieaufwands für den Verdichterbetrieb, immer mehr an Bedeutung.

Es ist bekannt, dass bei einem bestimmten Verhältnis zwischen dem Förderdruck und dem Verdichterdurchfluss, das der Pumpgrenze entspricht, ein unstabiles Verhalten des Verdichters - ein Pumpen - eintritt, das durch ruckartige (pulsierende) Änderungen des Durchflusses und des Förderdruckes des Verdichters gekennzeichnet ist, was zu einer starken Vibration und einer Axialverstellung des Verdichterlaufrades und als Folge davon zu einem Bruch der Maschine bzw. einer Verschlechterung ihrer Energiedaten führt.

Zur Verhinderung des Pumpens bei unstabilem Verhalten des Verdichters ist ein Verfahren bekannt (Patentanmeldung der BRD Nr. 2828124, Kl. F 04 D 27/02), bei dem zwei Signale, wovon das eine dem Istdurchfluss des Verdichters und das andere dem Istförderdruck proportional ist, ausgewertet werden. Das dem Istförderdruck proportionale Signal wird in ein dem Durchfluss proportionales erstes Signal umgeformt, dessen Wert dem auf der in Förderdruck-Durch-flusskoordinaten vorgegeben und parallel zur Pumpgrenze verlaufenden Abblaselinie liegenden Durchflusswert entspricht. Das erste Signal, das dem Durchfluss proportional ist, wird mit dem Signal, das dem Istdurchfluss des Verdichters proportional ist, verglichen, woraus sich das erste Differenzsignal ergibt, das verzögert wird. Darüber hinaus wird das erste Differenzsignal mit dem Faktor zwei multipliziert, dann wird aus diesem das Verzögerungssignal subtrahiert, das die Lage der Abblaselinie in Abhängigkeit von der Verstellungsgeschwindigkeit des Arbeitspunktes des Verdichters zur Abblaselinie ändert, woraus sich das zweite Differenzsignal ergibt. Das zweite Differenzsignal wirkt auf den Regler ein, der mit mehreren Abblaseventilen verbunden ist. Das Reglersignal gelangt an die Stellglieder der Abblaseventile. Letztere werden zwecks Verhinderung eines unstabilen Verhaltens des Verdichters, d.h. eines Pumpens, geöffnet.

Die Einrichtung zur Realisierung des bekannten Verfahrens weist einen Förderdruckgeber und einen Differenzdruckgeber, deren Signale den Verdichterbetrieb bestimmen, auf. Der Differenzdruck wird mittels einer Blende bzw. einer Düse oder eines anderen im Gasstrom angeordneten Mittels erzeugt. Der Ausgang des Förderdruckgebers ist mit einem Funktionalwandler zur Umwandlung des Istdruckes in ein dem Durchfluss proportionales Signal, dessen Wert auf der Abblaselinie des Verdichters liegt, verbunden. Der Ausgang des Funktionalwandlers ist mit dem ersten Eingang eines ersten Vergleichsgliedes zur Gewinnung des ersten Differenzsignals verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Differenzdruckgeber und dessen Ausgang mit dem Eingang eines Verstärkers zur Multiplizierung des ersten Differenzsignals mit dem Faktor zwei und mit einem aperiodischen Glied zur Verzögerung des ersten Differenzsignals verbunden ist. Der Verstärkerausgang ist mit dem ersten Eingang eines zweiten Vergleichsgliedes zur Gewinnung des zweiten Differenzsignals verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem aperiodischen Glied und dessen Ausgang mit dem Regler in Verbindung stehen. Der Reglerausgang ist mit mehreren Abblaseventilen zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters verbunden.

Das bekannte Verfahren ist eine indirekte Methode zur Bestimmung der Abblaselinie des Verdichters, die die Änderung der Lage und der Art der Pumpgrenze in Abhängigkeit von der Änderung der Saugbedingungen, die durch die Temperatur, die Gasfeuchtigkeit u.a. bestimmt werden, der Kühlungsbedingungen, die durch die Temperatur, den Kühlwas-serdurchfluss u.a. bestimmt werden, sowie von der Änderung des technischen Zustandes des Verdichters, die durch die Gaslecks an Undichtheiten am Verdichter u.a. bestimmt wird, nicht berücksichtigt. Bei Änderung der erwähnten Bedingungen wird die Lage und die Art der Pumpgrenze angepasst, während die Abblaselinie des Verdichters unverändert bleibt.

In dem einen Fall, dass die Pumpgrenze zur Abblaselinie hin verschoben wird und die Zone zwischen der Pumpgrenze und der Abblaselinie klein gewählt ist, führt dies dazu, dass das bekannte Verfahren und die bekannte Einrichtung das Pumpen des Verdichters nicht verhindert. Zur Verhinderung eines unstabilen Betriebsverhaltens des Verdichters muss die Zone zwischen der Pumpgrenze und der Abblaselinie vergrös-sert werden. Jedoch vermindert eine solche Vergrösserung der Zone den Förderstromregelungsbereich wegen Verminderung des zulässigen Förderdrucks, was ihrerseits die Wirksamkeit des Verdichters wegen der zunehmenden Verluste bei der Gasbeförderung herabsetzt, d.h. der wirtschaftlichste Gasbeförderungsbetrieb wird bei einem Förderdruck erreicht, der an der Pumpgrenze liegt. Daraus folgt, dass die Zone zwischen der Pumpgrenze und der Abblaselinie verhältnismässig

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klein zur Erhöhung der Wirksamkeit der Gasbeförderung und hinreichend gross zur sicheren Verhinderung des Verdichterpumpens sein muss. Unter Berücksichtigung der Änderung der Lage und des Charakters der Pumpgrenze wird die zweite Bedingung bei dem bekannten Verfahren vorherrschend, d.h. zur Verhinderung des Verdichterpumpens vergrössert man die Zone zwischen der Pumpgrenze und der Abblaselinie zum Nachteil der Wirtschaftlichkeit der Gasbeförderung.

Im anderen Fall, dass die Pumpgrenze von der Abblaselinie weg verschoben wird, führt dies zu einem Fehlansprechen der Abblaseventile, d.h. beim Erreichen eines Förderdruckes, der auf der Abblaselinie liegt, ist es noch weit bis zur Pumpgrenze, und man müsste hierbei die Abblaseventile nicht öffnen. Aber aus den vorstehend angegebenen Gründen geschieht dies nicht, was zu einem unnützen Energieverlust durch Umleiten des Gases aus der Druckzone in die Saugzone oder durch Aussstossen des Gases in die Umgebungsluft führt.

Darüber hinaus findet bei einer starken Zunahme des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters, der zu einer Verminderung des Verdichterförderstromes führt, wegen des bei der bekannten Einrichtung vorhandenen aperiodischen Gliedes eine Verschiebung der Abblaselinie in Richtung von der Pumpgrenze weg statt, was auch zu einem Fehlansprechen der Abblaseventile und den oben angegebenen Folgen führt.

Somit verhindert das bekannte Verfahren und die bekannte Einrichtung das Pumpen des Verdichters bei veränderlichen Saug- und Kühlbedingungen sowie bei Änderung des technischen Zustandes und der Belastung des Verdichters nicht, oder es bzw. sie führt zu einer Verschlechterung der Wirksamkeit der Gasbeförderung und zu zusätzlichen Energieverlusten.

Ein weiterer Versuch, ein zuverlässigeres Verfahren zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern zu schaffen, führte zu einem Verfahren (s. Urheberschein der UdSSR Nr. 623996, Klasse F 04 D 27/02), gemäss dem man das erste Signal misst, das einem Parameter des Verdichters, nämlich dem Verdichterdurchfluss, der das nahezu unstabile Betriebsverhalten des Verdichters anzeigt, proportional ist. Dann filtert man aus dem ersten Signal die Wechselkomponente aus und vergleicht die Amplitude der Wechselkomponente mit dem Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente. Bei einer Amplitude der Wechselkomponente, die den Sollwert übersteigt, erhält man einen Impuls, der das zweite Signal beeinflusst, welches das Betriebsverhalten des Verdichters durch Einwirkung auf die Abblaseventile zwecks Verhinderung eines Pumpens ändert. Das zweite Signal besteht aus zwei Teilsignalen, wovon das eine auf das Fühlelement eines Förderdruckregelungssystems und das andere auf das Fühlelement eines Systems zur Regelung des Förderdruck-Saug-druck-Verhältnisses einwirkt, was zu einer Vergrösserung des Förderstromes des Verdichters infolge Verminderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes durch Öffnen von drei Abblaseventilen führt. Darüber hinaus wird bei unstabilem Betriebsverhalten die Zahl der Pumpschläge (Pumpzyklen) ausgezählt, die durch starke Änderungen des Verdichterdurchflusses gekennzeichnet sind, und bei einer Anzahl Pumpschläge, die die Sollzahl überschreitet, wird der Verdichter abgeschaltet.

Die Einrichtung zur Realisierung des vorstehend beschriebenen Verfahrens enthält ein Mittel zur Gewinnung des ersten Signals, nämlich einen Differenzdruckgeber, der mit einem Filter zur Aussonderung der Wechselkomponente aus dem ersten Signal verbunden ist. Der Filterausgang ist mit einer Schwellenwerteinheit zum Vergleichen der Amplitude der Wechselkomponente mit der Sollamplitude der Wechselkomponente und zum Erzeugen eines Impulses verbunden.

Die Schwellenwerteinheit ist mit einer Funktionseinheit zur Formierung eines Signals beim Erscheinen eines Impulses zur Vergrösserung des Verdichterförderstromes verbunden. Der Ausgang der Funktionseinheit steht mit dem Fühlelement eines Förderdruckregelungssystems und mit dem Fühlelement eines Systems zur Regelung des Förderdruck-Saug-druck-Verhältnisses zur Steuerung der Abblaseventile sowie mit einem Zähler zum Zählen der Pumpschläge in Verbindung, wobei der Zähler mit einer Mindestwerteinheit zur Erzeugung eines Signals zum Abschalten des Verdichters bei einer Anzahl Pumpschläge, die die Sollzahl derselben überschreitet, verbunden ist.

Das bekannte Verfahren berücksichtigt die Änderung der Lage und des Charakters der Pumpgrenze in Abhängigkeit von der Änderung der Saug- und Kühlbedingungen sowie von der Änderung des technischen Zustandes des Verdichters durch Einführung eines Filters und einer Schwellenwerteinheit, die auf ein Signal reagiert, das den Differenzdruckschwankungen, die einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters anzeigen, proportional ist.

Jedoch gestattet das bekannte Verfahren nicht, das Fehlansprechen der Abblaseventile im Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone zu vermeiden, d.h. wenn Impulse entstehen, die analog sind den Impulsen, die beim Arbeiten des Verdichters in einem Betriebszustand, der nahe bei dem unstabilen Verhalten liegt, entstehen. Das Fehlansprechen führt, wie bereits oben erwähnt, zu zusätzlichen Energieverlusten. In diesem Zusammenhang wählt man bei dem bekannen Verfahren und der bekannten Einrichtung die Sollamplitude der Wechselkomponente hinreichend gross, was dazu führt, dass der Impuls nur beim Eintreten des Pumpens entsteht, d.h. das bekannte Verfahren und die bekannte Einrichtung reagieren in diesem Falle auf das Pumpen (auf das unstabile Verhalten) des Verdichters, nicht aber auf den Betriebszustand, der nahe bei dem unstabilen Verhalten liegt. Davon zeugt auch die Tatsache, dass die bekannte Einrichtung einen Zähler zum Zählen der Pumpschläge enthält, der ein Signal zum Abschalten der Maschine zwecks Verhinderung einer Zerstörung derselben abgibt. Somit verhindern das bekannte Verfahren und die bekannte Einrichtung das Pumpen des Verdichters nicht, sondern öffnen die Abblaseventile beim Eintreten des unstabilen Verhaltens. Dies verhindert die Zerstörung der Maschine, verhindert aber nicht die Entstehung des ersten Pumpschlages, der zu einer Beschädigung der Labyrinthdichtungen im Verdichter, die den Saugraum von dem Druckraum trennen, und zum Auftreten eines inneren Gaslecks im Verdichter führen kann, was seinerseits den spezifischen Energieverbrauch für die Gasverdichtung erhöht, d.h. den Wirkungsgrad der Maschine herabsetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern anzugeben, bei welchem bzw. welcher ein Fehlansprechen der Abblaseventile vermieden und der Energieaufwand für das Verhindern des Pumpens vermindert wird.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 bzw. 8 gelöst.

Bei dem Verfahren gemäss Anspruch 1 zum Verhindern des Pumpens wird der Wirkungsgrad des Verdichters durch die Senkung des spezifischen Energieaufwands für die Gasverdichtung erhöht und die Energieverluste für die Gasbeförderung vermindert. Die Senkung des spezifischen Energieaufwands des Verdichters wird durch die sichere Verhinderung des Verdichterpumpens erreicht, was eine Beschädigung der Labyrinthdichtungen verhindert und ein inneres Gasleck im Verdichter aussschliesst. Dies wird durch Änderung des Amplitudensollwertes der Wechselkomponente in Abhängigkeit von der Änderung des Mittelwertes des Absolutbetrags

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des ersten Signals erreicht, was die Möglichkeit bietet, die Sollamplitude der Wechselkomponente des ersten Signals hinreichend klein zu wählen, damit das Verfahren auf geringe Schwankungen des Parameters des Verdichtens, welche eine Betriebsart kennzeichnen, die nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegt, reagiert.

Die Verminderung der Energieverluste für die Gasbeförderung wird durch Beseitigung des Fehlansprechens der Abblaseventile erreicht, was einen nutzlosen Energieverlust durch das Umleiten des Gases aus dem Druckbereich in den Saugbereich des Verdichters oder auch durch das Ausstossen des Gases in die Umgebungsluft ausschliesst, da das zweite Signal, das den Verdichter in den stabilen Zustand zurückbringt, erst bei einer Anzahl Impulse erzeugt wird, die die Impulszahl, welche den Übergangszsutand des Verdichters in der stabilen Zone kennzeichnet, überschreitet, während die Impulse nur dann gezählt werden, wenn das Zeitintervall zwischen zwei Impulsen kleiner als eine erste vorbestimmte Zeit des Impulsausbleibens ist, d.h. wenn die Verschiebung des Arbeitspunktes zur Pumpgrenze hin, die von Schwankungen des Parameters begleitet wird, fortgesetzt wird.

Die Senkung der Energieverluste für die Gasbeförderung findet auch dadurch statt, dass die Änderung des Förderstromes des Verdichters nur um einen für die Einhaltung des stabilen Betriebszustandes erfoderiichen Wert stattfindet. Dies wird zum Beispiel durch Änderung der Verdichterdrehzahl, d.h. ohne nutzlosen Energieverlust durch Umleiten des Gases aus der Druckzone in die Saugzone oder durch Öffnen der Abblaseventile bewirkt. Das minimale Umleiten, d.h. das Öffnen der Abblaseventile um den erforderlichen minimalen Wert, erfolgt durch Löschen des zweiten Signals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe der ersten vorbestimmten Zeit des Impulsausbleibens, was das stabile Betriebsverhalten des Verdichters kennzeichnet.

Es ist zweckmässig, die Impulsanzahl, die einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters angibt, grösser als die Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters im stabilen Bereich kennzeichnet, zu wählen.

Diese technische Lösung berücksichtigt die beim Übergangszustand des Verdichters im stabilen Bereich entstehende Impulszahl, was gestattet, das Fehlansprechen der Abblaseventile auszuschliessen.

Es wird empfohlen, die Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters im stabilen Bereich bestimmt, zumindest gleich einem Impuls zu wählen.

Dies gewährleistet eine sichere Verhinderung des Verdichterpumpens bei einem schnellen Übergang des Arbeitspunktes des Verdichters von der stabilen Arbeitszone in die unstabile, da es je schneller eine Änderung des Verdichterbetriebs-zustandes zwecks Einstellung eines stabilen Verhaltens stattfindet, desto weniger Impulse gibt.

Die technische Lösung gemäss Anspruch 3 sichert ein Verhindern des Pumpens bei einer starken Zunahme des Widerstands des pneumatischen Netzes des Verdichtes, wobei eine schnelle Verlagerung des Arbeitspunktes des Verdichters in die unstabile Zone stattfindet. Zur Verhinderung des Pumpens ist in diesem Falle eine schnelle Vergrösserung des Ver-dicherförderstromes schon zum Zeitpunkt erforderlich, bei dem die Impulszahl gleich der Impulszahl wird, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone angibt. Dies wird durch Erzeugung eines dritten Signals erreicht, das zur Verminderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters und damit zur Vergrösserung des Förderstromes des Verdichters zum Zeitpunkt führt, bei dem der Amplitudenwert der Wechselkomponente des ersten Signals grösser als der .zweite Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente und die Impulszahl gleich der Impulszahl wird, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt wird.

Es ist erwünscht, den ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente und den zweiten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrages des ersten Signals linear zu ändern.

Diese technische Lösung berücksichtigt die lineare Abhängigkeit der Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals, was die Möglichkeit bietet, den ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente hinreichend klein zu wählen, um ein Pumpen des Verdichters sicher zu verhindern und ein Fehlansprechen der Abblaseventile beim Arbeiten des Verdichters mit maximalem Förderstrom im Übergangszustand, wo die Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals einen beträchtlichen Wert hat, der befähigt ist, ein Fehlansprechen der Abblaseventile hervorzurufen, auszuschliessen.

Die erste vorgegebene Zeit des Impulsausbleibens und die zweite vorgegebene Zeit des Impulsausbleibens muss grösser als eine Impulsfolgeperiode gewählt werden.

Die grösser als eine Impulsfolgeperiode gewählte Zeit bietet die Möglichkeit, den einen Betriebszsutand des Verdichters von dem anderen, d.h. einen nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegenden Betriebszustand von dem Übergangszustand in der stabilen Zone sicher zu unterscheiden. Dies ist damit verbunden, dass bei dem Verdichter immer eine Gasstreuung, hervorgerufen durch eine nichtstationäre Belastung, örtliche Widerstände von verschiedenen Fremdkörpern in dem Gas usw. vorliegt, die den Förder-druck- und Durchflussschwankungen, die bei einem Betriebszsutand, der nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegt, entstehen, überlagert werden und eine Fehllöschung der ausgezählten Impulszahl sowie des zweiten und des dritten Signals hervorrufen können.

Es wird auch empfohlen, als Parameter des Verdichters die Ausgangsleistung des Verdichters zu wählen.

Das der Ausgangsleistung des Verdichters proportionale Signal gestattet es, einen Betriebszustand, der nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegt, von dem Übergangszustand in der stabilen Zone sicherer zu unterscheiden, da in diesem Falle dank der Berücksichtigung der Schwankungen zweier Signale, d.h. sowohl der Förderdruckschwankungen als auch der Gasdurchflussschwankungen die Wahrscheinlichkeit des Einflusses von Fehlschwankungen, hervorgerufen durch nicht stationäre Belastung, verschiedene Fremdeinschüsse im Gas usw., vermindert wird. Die Berücksichtigung der Schwankungen zweier Signale vergrössert auch die Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals, was auch die Sicherheit der Verhinderung des Verdichterpumpens erhöht.

Es wird auch empfohlen, als Parameter des Verdichters die Eingangsleistung des Verdichters zu wählen.

In diesem Falle bleiben sämtliche Vorzüge erhalten, die für das der Ausgangsleistung proportionale Signal kennzeichnend sind, und es kommen neue Vorzüge hinzu. Diese Vorzüge stehen damit im Zusammenhang, dass das der Eingangsleistung des Verdichters mit Antriebsmotor proportionale Signal wesentlich leichter und billiger zu gewinnen ist als das der Ausgangsleistung proportionale Signal. Hierbei bedarf man keiner zusätzlichen Aufwendungen für die Anordnung einer Blende bzw. einer Düse im Gastrom zur Erzeugung eines dem Verdichterdurchfluss proportionalen Signals mittels des Differenzdruckgebers, und es gibt keine Gasverluste zur Überwindung des Widerstandes der Blende (der Düse). Darüber hinaus gestattet dieses Verfahren, ein Pumpen in denjenigen Fällen zu verhindern, bei welchen die Anordnung einer Blende (einer Düse) zur Gewinnung eines dem Durchfluss proportionalen Signals wegen fester Einschlüsse in dem

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von dem Verdichter geförderten Gas, die zu einem Verstopfen der Eintrittsbohrungen des DillerenzirucLgeLers und Jes Förderdruckgebers führen, unmöglich ist.

Die Einrichtung gemäss Anspruch 8 zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern verhindert sicher das Pumpen durch Vermeidung von Beschädigungen der Labyrinthdichtungen, die den Saugraum von dem Druckraum des Verdichters trennen, sowie durch sichere Vermeidung eines Fehlansprechens der Abblaseventile, was nutzlose Energieaufwendungen zum Umleiten des Gases aus dem Druckraum in den Saugraum des Verdichters bzw. zum Ausstossen des Gases in die Umgebungsluft beim Ansprechen der Abblaseventile vermindert.

Die Verhütung von Beschädigungen der Labyrinthdichtungen, die zu einer Senkung des spezifischen Energieaufwandes des Verdichters und einer Erhöhung seines Wirkungsgrades führt, wird durch Einführen des Filters zur Erzeugung des mittleren Absolutwertes des ersten Signals und des ersten Wandlers zur Änderung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente in die bekannte Einrichtung erreicht.

Die Verminderung des nutzlosen Energieaufwandes für das Umleiten des Gases bzw. für den Ausstoss desselben in die Umgebungsluft, die zu einer Senkung der Energieverluste bei der Gasbeförderung führt, wird durch Einführen des Impulszählers, des Dekodierers, des ersten Flipflops zur Speicherung des zweiten Signals und des ersten logischen UND-Gliedes, die das zweite Signal erzeugen, das den Verdichter in den stabilen Betriebszustand nur bei einer Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt, zurückbringt, in die bekannte Einrichtung erreicht. Darüber hinaus findet die Senkung der Energieverluste bei der Gasbeförderung durch die Einführung des ersten Verzögerungsgliedes zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe der ersten vorgegebenen Zeit des Impulsausbleibens und der ersten Rückstelleinheit zur Löschung der Anzahl der gezählten Impulse und des zweiten Signals in die Einrichtung statt. Das erste Verzögerungsglied und die erste Rückstelleinheit sichern minimale nutzlose Energieaufwendungen für das Umleiten des Gases aus dem Druckraum in den Saugraum, da das Öffnen der Abblaseventile sofort nach der Einstellung eines stabilen Betriebszustandes durch die Löschung des zweiten Signals aufhört.

Die Ausführung gemäss Anspruch 9 verhindert das Pumpen bei starker Zunahme des Widerstands des pneumatischen Netzes des Verdichters, da die Zeit des Überganges des Verdichters vom stabilen Betriebszustand in den unstabilen Betriebszustand kurz ist. In diesem Falle ist zum Verhindern des Pumpens ein schnelles Öffnen der Abblaseventile sofort nach dem Erreichen des zweiten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente erforderlich, was durch den zweiten Wandler, das dritte Vergleichselement, den zweiten und den dritten Flipflop sowie durch das zweite logische UND-Glied gesichert wird.

Zum Erreichen dieses Ziels, und zwar zum Verhindern des Pumpens bei starker Verminderung der Verdichterbelastung, d.h. zur Erhöhung der Wirkungsgeschwindigkeit der Einrichtung, trägt auch die Einführung des zweiten Vergleichselementes zur Gewinnung von Impulsen und des Addierers zur Addierung der Impulse in die bekannte Einrichtung bei, die es gestatten, die Wirkungsgeschwindigkeit der Einrichtung zum Verhindern des Pumpens durch Berücksichtigung der Impulse sowohl von der positiven als auch von der negativen Halbwelle der Wechselkomponente des ersten Signals um das Zweifache zu erhöhen.

Die technische Lösung gemäss Anspruch 10 verhindert das Pumpen des Verdichters, da sie es ermöglicht, den ersten Amplitudensollwert der Wechselkomponente hinreichend klein zu wählen, damit das erste und das zweite Vergleichselement aul geringe IcLwanLungen Jes Parameters, der eine Betriebsart, die nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegt, anzeigt, reagieren und es gestatten, den Verdichter in den stabilen Zustand zurückzubringen. Die lineare Änderung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente durch den ersten Wandler und des zweiten Amplitudensollwertes durch den zweiten Wandler trägt zum Vermeiden eines Fehlansprechen der Abblaseventile im Übergangszustand (Förderstromregelung) des Verdichters in der stabilen Zone bei, wo der absolute Förderstrom einen maximalen Wert aufweist und daher auch die Amplitude der Wechselkomponente einen beträchtlichen Wert hat, der befähigt ist, ein Fehlansprechen der Abblaseventile hervorzurufen. Der erste und der zweite Wandler vergrössern hierbei den ersten und den zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente, was zu einer Verhinderung des Fehlansprechens der Abblaseventile beiträgt.

Es ist erwünscht, dass das Mittel zur Gewinnung des ersten Signals einen Förderdruckgeber und einen Durchflussgeber aufweist, deren Ausgänge mit den entsprechenden zwei Eingängen eines Multiplizierers, dessen Ausgang der Ausgang des Mittels zur Gewinnung des ersten Signals ist, verbunden sind.

Solch eine Ausführung des Mittels zur Gewinnung des ersten Signals gestattet es, die Empfindlichkeit der Einrichtung zum Verhindern des Pumpens durch Berücksichtigung der Schwankungen sowohl des Förderdrucks als auch des Durchflusses zu erhöhen, was die Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals vergrössert. Dies gestattet auch, den ersten Amplitudensollwert der Wechselamplitude und den zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente zu vergrössern, was den Einfluss von Störungen vermindert und die Sicherheit der Pumpenverhinderung erhöht.

Es ist erwünscht, dass das Mittel zur Gewinnung des ersten Signals einen Wirkleistungsgeber aufweist.

Diese technische Lösung gestattet es, alle Vorteile der früheren Lösung, die als Parameter, der das Betriebsverhalten des Verdichters kennzeichnet, ein der Ausgangsleistung des Verdichters proportionales Signal benutzt, beizubehalten sowie zusätzliche Vorteile, die mit der einfachen Messung der Wirkleistung des Verdichterantriebselektromotors, d.h. mit der einfachen und billigen Gewinnung eines der Eingangsleistung des Verdichters mit Elektromotorantrieb proportionalen Signals verbunden sind, zu erzielen.

Es ist erwünscht, als Vergleichselement und Rückstelleinheiten einen Komparator zu benutzen.

Die Benutzung eines Komparators als Vergleichselement und Rückstelleinheiten auf der Grundlage eines Operationsverstärkers gestattet es, die Schnelligkeit und Genauigkeit des Vergleichens zu erhöhen.

Nachstehend soll die Erfindung durch die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschema einer Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern;

Fig. 2 das Blockschema einer Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern mit Elementen, die das dritte Signal erzeugen;

Fig. 3 das Blockschema eines ersten Wandlers;

Fig. 4 das Blockschema eines zweiten Wandlers;

Fig. 5 das Blockschema eines Mittels zur Gewinnung des ersten Signals.

Das Verfahren zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern umfasst die Gewinnung eines z.B. der Verdichterausgangsleistung proportionalen Signals, dann die Aussonderung der Wechselkomponente aus dem gewonnenen ersten Signal, den Vergleich des Amplitudenwertes der Wechsel-

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komponente mit dem ersten Amplitudensollwert der Wechselkomponente, die man linear in Abhängigkeit von dem mitt-leeinen Vergleich bei Überschreitung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente erhält man Impulse.

Dann zählt man die Impulse aus. Bei einer Impulszahl von gleich drei Impulsen, die einen dem unstabilen Verhalten des Verdichters naheliegenden Betriebszustand bestimmen, formiert man ein zweites Signal, das die Drehzahl der Welle des Verdichterlaufrades im Sinne eines stabilen Betriebszustandes ändert. Wenn keine Drehzahländerung möglich ist, ändert das zweite Signal den Widerstand des pneumatischen Netzes des Verdichters. Dadurch wird der Verdichter in den stabilen Zustand zurückgebracht. Weiter speichert man das zweite Signal ein. Beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe von zwei Impulsfolgeperioden löscht man die ausgezählte Impulszahl und das zweite Signal. Letzteres führt zu einer Einstellung der Änderung des Betriebszustandes des Verdichters.

Im Falle einer schnellen Vergrösserung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters ist zur Verhinderung des Pumpens eine zwangsläufige Verminderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes zum Zeitpunkt erforderlich, wo die Impulszahl den Wert annimmt, der den Übergangswiderstand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt. Die Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt, wählt man gleich zwei. Dann gibt man den zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente ein, den man linear in Abhängigkeit von dem mittleren Wert des Absolutbetrags des ersten Signals ändert. Weiterhin vergleicht man den Wert der Amplitude der Wechselkomponente mit dem zweiten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente. Überschreitet die Amplitude der Wechselkomponente den zweiten Amplitudensollwert, so erhält man zumindest einen Impuls, der das dritte Signal formiert, das die Verdichterbelastung im Sinne einer Zunahme des Förderstromes ändert. Die Löschung des dritten Signals erfolgt beim Ausbleiben des Impulses im Laufe einer Impulsfolgeperiode.

Dies führt zum Aufhören der Zwangsänderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters.

Die Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern weist ein Mittel 1 (Fig. 1) zur Gewinnung des ersten Signals auf, dessen Ausgang, der zum Beispiel der Ausgangsleistung des Verdichters proportional ist, mit einem ersten Filter 2 zum Aussondern der Wechselkomponente aus dem erhaltenen ersten Signal in Verbindung steht, welches mit einem ersten Eingang eines ersten Vergleichselementes 3 verbunden ist, das durch einen an und für sich bekannten Komparator gebildet ist (s. U. Titze, K. Schenk. Halbleiterschaltungstechnik. M, Verlag «Mir», 1982, S. 287, Bild 17-23). Der Ausgang des Mittels 1 zur Gewinnung des ersten Signals ist auch mit dem Eingang eines zweiten Filters 4 zur Gewinnung des Mittelwertes des Absolutbetrags des ersten Signals verbunden. Der Ausgang des Filters 4 ist mit dem Eingang eines ersten Wandlers 5 zur linearen Änderung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals verbunden. Der erste Ausgang des Wandlers 5 ist mit dem zweiten Eingang des Vergleichselementes 3 und der zweite Ausgang mit dem zweiten Eingang eines zweiten als Komparator ausgeführten Vergleichselementes 6 verbunden. Der erste Eingang des Vergleichselementes 6 ist mit dem Ausgang des Filters 2 und der Äusgang mit einem der zwei Eingänge eines Addierers 7 zum Addieren der Impulse des ersten Vergleichselementes 3 und des zweiten Vergleichselementes 6 verbunden. Der andere Eingang des Addierers 7 ist mit dem Ausgang des Vergleichselementes 3 und der Ausgang mit dem Zähleingang des Impulszählers 8, der mit einem Dekodierer 9 in Verbindung steht, verbunden, wobei der Ausgang des Dekodierers 9, welcher die Impulszahl, zum Beispiel drei bestimmt, mit dem Zähleingang S des ersten Flipflops 10 zur Speicherung des Signals, das drei Impulsen entspricht, verbunden ist. Der Ausgang des Flipflops 10 ist mit einer ersten Vorrichtung 11 zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters, zum Beispiel zur Regelung der Drehzahl des Verdichters, und mit einem der zwei Eingänge eines logischen UND-Gliedes 12 verbunden. Der zweite Eingang des UND-Gliedes 12 ist mit der ersten Vorrichtung 11 und der Ausgang mit einer zweiten Vorrichtung 13 zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters, zum Beispiel zur Änderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters, verbunden. Der Ausgang des Addierers 7 ist ausserdem mit einem ersten Verzögerungsglied 14 zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe von zwei Impulsfolgeperioden, das mit einer ersten, als Komparator ausgebildeten Rückstelleinheit 15 zur Löschung der ausgezählten Impulse und des zweiten Signals in Verbindung steht, verbunden. Der Ausgang der Rückstelleinheit 15 ist mit dem Rückstelleingang R des Zählers 8 und mit dem Rückstelleingang R des ersten Flipflops 10 verbunden.

Zur Erhöhung der Wirkungsgeschwindigkeit der Einrichtung ist der Ausgang des zweiten Filters 4 ausserdem mit einem zweiten Wandler 16 (Fig. 2) zur linearen Änderung des zweiten Amplitudensollwerts der Wechselkomponente in Abhängigkeit vom Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang eines dritten als Komparator ausgeführten Vergleichselementes 17 in Verbindung steht, verbunden. Der erste Eingang des Vergleichselementes 17 ist mit dem ersten Filter 2 und der Ausgang 4 mit dem Zähleingang S eines zweiten Flipflops 18 zur Speicherung des Signals verbunden, das dem Impuls entspricht, der entsteht, wenn der zweite Amplitudensollwert der Wechselkomponente durch deren Amplitudenwert überschritten wird. Der Ausgang des Flipflops 18 liegt an einem der zwei Eingänge eines zweiten logischen UND-Gliedes 19. Der andere Eingang des UND-Gliedes 19 ist über ein drittes Flipflop 20 zur Speicherung des Signals, das zwei Impulsen entspricht, mit dem Ausgang des Dekodierers 9, der zwei Impulsen zugeordnet ist, verbunden. Der Ausgang des zweiten logischen UND-Gliedes 19 ist mit der zweiten Vorrichtung 13 zur Änderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters verbunden.

Der Ausgang des Addierers 7 ist ausserdem mit einem zweiten Verzögerungsglied 21 zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer Impulsfolgeperiode, das mit einer zweiten, als Komparator ausgebildeten Rückstelleinheit 22 zur Löschung des dritten Signals in Verbindung steht, verbunden. Der Ausgang der Rückstelleinheit 22 ist mit dem Rückstelleingang R des zweiten Flipflops 18 verbunden, während der Ausgang der Rückstelleinheit 15 ausserdem mit dem Rückstelleingang des dritten Flipflops 20 in Verbindung steht.

Der erste Wandler 5 ist in Form von zwei in Reihe geschalteten Operationsverstärkern 23 und 24 (Fig. 3) ausgeführt. Der erste Operationsverstärker 23 dient zum Arbeiten im Verstärkerbetrieb, was durch die entsprechende Wahl der Widerstände 25,26 und 27 gewährleistet wird. Der zweite Operationsverstärker 24 dient zum Arbeiten im Invertierungsbetrieb, da der Ausgang des Operationsverstärkers 23 über einen Widerstand 28 mit dem Invertiereingang des Verstärkers 24 verbunden ist. Die Widerstände 28,29 und 30 sind gleich gross gewählt. Der Ausgang 31 des Verstärkers 23 dient als erster Ausgang des Wandlers 5, während der Ausgang 32 des Verstärkers 24 der zweite Ausgang des Wandlers 5 ist. Der Eingang 33, der über den Widerstand 25 mit dem Eingang des Verstärkers 23 verbunden ist, dient als Eingang des Wandlers 5.

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Der zweite Wandler 16 ist als Operationsverstärker 34 (Fig. 4) zum Arbeiten im Verstärkerbetrieb ausgeführt, was durch die entsprechende Wahl der Widerstände 35,36 und 37 gewährleistet wird. Der Ausgang 38 des Verstärkers 34 gilt als Ausgang des Wandlers 16 und der Eingang 39, der über den Widerstand 35 mit dem Eingang des Verstärkers 34 in Verbindung steht, als Eingang des Wandlers 16.

Das Mittel 1 zur Gewinnung des ersten Signals weist einen Förderdruckgeber 40 (Fig. 5) und einen Durchflussgeber 41, deren Ausgänge mit den entsprechenden Eingängen eines Multiplizierers 42 verbunden sind, auf. Der Ausgang 43 des Multiplizierers 42 gilt als Ausgang des Mittels 1 zur Gewinnung des ersten Signals.

Das Mittel 1 zur Gewinnung des ersten Signals stellt bei Benutzung eines Elektromotors als Verdichterantriebsmotor einen an und für sich bekannten Wirkleistungsgeber dar (s. A.Ja. Besikowitsch, E.S. Schapiro. Messung der elektrischen Leistung im Schallfrequenzbereich. L. Energija, 1980, S. 92, Bild 3-14).

Die Einrichtung (Fig. 1) funktioniert wie folgt.

Bei Zunahme beispielsweise des Widerstandes im pneumatischen Netz des Verdichters nähert sich der Arbeitspunkt der Pumpgrenze. Hierbei entstehen Schwankungen der Parameter (Förderdruck, Durchfluss, Ausgangsleistung), die einen Betriebszustand kennzeichnen, der nahe bei dem unstabilen Betriebsverhalten des Verdichters liegt. Am Ausgang des Förderdruckgebers 40 und des Durchflussgebers 41 treten auch Signalschwankungen auf, die jeweils dem Förderdruck und dem Durchfluss des Verdichters proportinai sind. Diese Signale gelangen an die Eingänge des Multiplizierers 42, an dessen Ausgang 43 man das erste Signal, das der Ausgangsleistung des Verdichters proportional ist und eine grössere Amplitude als das dem Förderdruck und das dem Durchfluss proportionale Signal im einzelnen hat. Das am Ausgang 43 des Multiplizierers 42 anstehende erste Signal gelangt zum ersten Filter 2, das aus dem erhaltenen, der Ausgangsleistung des Verdichters proportionalen Signal die Wechselkomponente aussondert. Am ersten Vergleichselement 3 findet ein Vergleich der Amplitude der positiven Wellenhälfte der Wechselkomponente der ersten Signale mit dem ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente, die von dem ersten Wandler 5 in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals vorgegeben wird, statt. Das dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals proportionale Signal erhält man am Ausgang des zweiten Filters 4, das sämtliche Pulsationen des ersten Signals glättet. Der erste Wandler 5 ändert mit konstanter Verstärkung des ersten Operationsverstärkers 23 das dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals proportionale Signal. Am Ausgang 31 des Verstärkers 23 erhält man ein Signal, das dem ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente proportional ist. Sobald die Amplitude der positiven Wellenhälfte der Wechselkomponente des ersten Signals den ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente überschreitet, entsteht am Ausgang des ersten Vergleichselementes 3 ein Impuls, dessen Dauer durch die Dauer der Überschreitung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente bestimmt wird. Ähnliche Impulse entstehen auch am Ausgang des zweiten Vergleichselementes 6, das die Amplitude der negativen Wellenhälfte der Wechselkomponente des ersten Signals mit dem ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente, der ebenfalls von dem ersten Wandler 5, genauer gesagt von dem zweiten Operationsverstärker 24, der im Invertierungsbetrieb arbeitet, vorgegeben wird, vergleicht. Somit weisen die Signale an den Ausgängen 31 und 32 gleiche Werte, aber entgegengesetzte Vorzeichen auf. Die Impulse der Vergleichselemente 3 und 6 werden durch den Addierer 7 addiert und gelangen an den Zähleingang des Zählers 8, der diese auszählt. Beim Vorliegen von zwei Impulsen, die einen Betriebszustand kennzeichnen, der nahe bei dem unstabilen Betriebsverhalten des Verdichters liegt, erscheint am Ausgang des Dekodierers 9, der mit dem Zähleingang 5 des ersten Flipflops 10 in Verbindung steht, das zweite Signal, das von dem ersten Flipflop 10 gespeichert wird. Vom Ausang des ersten Flipflops 10 gelangt das zweite Signal an die erste Vorrichtung 11 zur Regelung der Verdichterdrehzahl. Hierbei ändert der Verdichter seine Drehzahl im Sinne des stabilen Verhaltens. So nimmt z.B. bei Einzelbetrieb des Verdichters die Drehzahl ab, was die stabile Zone vergrössert, während beim Parallelbetrieb, wo der Förderdruck nicht schnell geändert werden kann, die Drehzahl zunimmt, was auch den Verdichter in den stabilen Betriebszustand zurückbringt. Wenn die Drehzahländerung nicht mehr möglich ist, erscheint am Ausgang der ersten Vorrichtung 11 ein entsprechendes Signal, das auf den Eingang des logischen UND-Gliedes 12 einwirkt. Beim Anliegen des zweiten Signals am Ausgang des mit dem UND-Glied 12 verbundenen Flipflops 10 erscheint am Ausgang des ersten logischen UND-Gliedes 12 ein Signal, das auf die zweite Vorrichtung 13 zur Änderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters einwirkt. Hierbei wird der Widerstand des Netzes zum Beispiel durch Umleiten des Gases aus der Druckzone in die Saugzone des Verdichters kleiner, was zu einer Vergrösserung des Förderstromes führt und den Verdichter in den stabilen Zustand bringt. Die Schwankungen der Parameter des Verdichters verschwinden. Entsprechend verschwinden auch die Impulse am Ausgang des Addierers 7. Nach Ablauf der ersten Sollzeit des Impulsausbleibens, die zwei Impulsfolgeperioden beträgt und die dem Einstellwert des Verzögerungsgliedes 14 entspricht, erscheint am Ausgang des ersten Verzögerungsgliedes 14 ein Signal, das auf die erste Rückstelleinheit 15, die die Rückstellung des Zählers 8 und des Flipflops 10 bewirkt, einwirkt. Hierbei werden die ausgezählten Impulse und das zweite Signal gelöscht, was zum Aufhören der Änderung der Verdichterdrehzahl und der Verminderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters führt.

Bei einer starken Zunahme des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters findet ein schneller Übergang des Verdichters in den unstabilen Zustand statt, der von einem schnellen Anstieg der Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals begleitet wird. In diesem Falle spricht bei einem Amplitudenwert der Wechselkomponente, der den zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente, der von dem zweiten Wandler 16 (Fig. 2) vorgegeben wird, übersteigt, das dritte Vergleichselement 17 an, an dessen Ausgang man ein drittes Signal erhält. Der zweite Wandler 16 ändert mit der konstanten Verstärkung des Operationsverstärkers 23 das dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals proportionale Signal. Am Ausgang 38 des Verstärkers 34 erhält man ein Signal, das dem zweiten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente proportional ist. Das am Ausgang des dritten Vergleichselementes 17 erhaltene dritte Signal gelangt an den Zähleingang S des zweiten Flipflops 18, welches das dritte Signal speichert. Vom Ausgang des zweiten Flipflops 18 gelangt das dritte Signal an einen der beiden Eingänge des zweiten logischen UND-Gliedes 19, an dessen Aus--gang beim Anliegen eines Signals vom dritten Flipflop 20 ein Signal erscheint, das auf die zweite Vorrichtung 13 einwirkt, was den Widerstand des Verdichternetzes vermindert und zur Vergrösserung des Förderstromes und zur Rückkehr des Verdichters in den stabilen Zustand führt.

Am Ausgang des dritten Flipflops 20 erscheint das Signal gleichzeitig mit dem Erscheinen des zweiten Impulses, der die Beendigung des Übergangszustandes des Verdichters in der stabilen Zone kennzeichnet, da der Zähleingang S des dritten Flipflops 20 mit dem Ausgang des Dekodierers 9, der zwei

8

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35

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45

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55

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65

9

665 455

Impulsen entspricht und den Ubergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone kennzeichnet, verbunden ist.

Bei Rückkehr des Verdichters in den stabilen Betriebszustand verschwinden die Schwankungen der Parameter, was dazu führt, dass am Ausgang des Addierers 7 keine Impulse mehr erscheinen. Hierbei bleibt der nächstfolgende Impuls im Laufe der zweiten vorgegebenen Zeit, die beispielsweise gleich einer Impulsfolgeperiode gewählt wird und die als Verzögerungszeit des zweiten Verzögerungsgliedes 21 gilt, aus. Am Ausgang des Verzögerungsgliedes 21 erscheint beim Ausbleiben des Impulses im Laufe einer Impulsfolgeperiode ein

Signal, das auf die zweite Rückstelleinheit 22 einwirkt, die das zweite Flipflop 18 rückstellt. Hierbei findet eine Löschung des dritten Signals statt, was zum Aufhören der weiteren Verminderung des Widerstandes des pneumatischen 5 Netzes des Verdichters führt. Die Rückstellung des dritten Flipflops 20 erfolgt gleichzeitig mit der Rückstellung des ersten Flipflops 10.

Die Funktion der Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Verdichtern bei Benutzung eines Wirkleistungsge-io bers als Mittel 1 zur Gewinnung des ersten Signals ist der vorstehend beschriebenen analog.

a

3 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

1. 665 455

   2

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Verhindern des Pumpens von Turbover-dichtern, bei dem aus einem ersten, einem Parameter des Verdichters, der einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters anzeigt, proportionalen Signal die Wechselkomponente ausgefiltert wird, der Amplitudenwert der Wechselkomponente mit einem ersten Amplitudensollwert der Wechselkomponente verglichen und bei Überschreitung des ersten Amplitudensollwertes zumindest ein Impuls abgegeben wird, der ein zweites Sinai zur Änderung des Verdichterbetriebes erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Amplitudensollwert in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals verändert wird, die Impulse gezählt werden, wobei das zweite Signal, das den Verdichter in den stabilen Betriebszustand zurückbringt, bei einer Impulsanzahl, die einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters entspricht, erzeugt wird, dann das zweite Signal gespeichert und beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer ersten vorgegebenen Zeit des Impulsausbleibens zusammen mit der Anzahl gezählter Impulse gelöscht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsanzahl grösser als die Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters im stabilen Bereich bestimmt, gewählt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anzahl Impulse, die der Impulszahl entspricht, die den Übergangszustand des Verdichters in dem stabilen Bereich bestimmt, ein zweiter Amplitudensollwert der Wechselkomponente erzeugt wird, welcher in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals verändert wird, der Amplitudenwert der Wechselkomponente mit dem zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente verglichen und, wenn der zweite Amplitudensollwert der Wechselkomponente durch deren Amplitudenwert überschritten wird, zumindest ein Impuls zur Erzeugung eines dritten Signals abgegeben wird, das die Belastung des Verdichters im Sinne einer Vergrösserung seines Förderstromes ändert, das dritte Signal speichert und dieses beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer zweiten vorgegebenen Zeit des Impulsausbleibens gelöscht wird.
4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Amplitudensollwert und der zweite Amplitudensollwert der Wechselkomponente in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrages des ersten Signals linear verändert werden.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vorgegebene Zeit des Impulsausbleibens und die zweite vorgegebene Zeit des Impulsausbleibens grösser als eine Impulsfolgeperiode gewählt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter des Verdichters die Ausgangsleistung des Verdichters bestimmt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter des Verdichters die Eingangsleistung bestimmt wird.
8. 8. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, die ein Mittel zur Erzeugung eines einem Parameter des Verdichters proportionalen ersten Signals aufweist, welches mit einem ersten Filter zur Ausfilterung der Wechselkomponente aus dem erzeugten ersten Signal, das mit einem ersten Eingang eines ersten Vergleichselementes zum Vergleichen des Amplitudenwertes der Wechselkomponente mit einem Amplitudensollwert der Wechselkomponente und zur Erzeugung zumindest eines Impulses verbunden ist, in Verbindung steht und zumindest zwei Vorrichtungen zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters aufweist,

   dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Mittels (1) mit dem Eingang eines zweiten Filters (4) zur Erzeugung des Mittelwertes des Absolutbetrags des ersten Signals verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Eingang eines ersten Wandlers (5) zur Änderung des Amplitudensollwertes in Verbindung steht, wobei dessen erster Ausgang mit dem zweiten Eingang des ersten Vergleichselementes (3) und dessen zweiter Ausgang mit dem zweiten Eingang eines zweiten Vergleichselementes

   (6) zur Erzeugung von Impulsen, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des ersten Filters (2) in Verbindung steht, verbunden sind, während der Ausgang des zweiten Vergleichselementes (6) mit einem der zwei Eingänge eines Addierers

   (7) zum Addieren der Impulse des ersten (3) und des zweiten (6) Vergleichselementes verbunden ist, wobei der andere Eingang des Addierers (7) mit dem Ausgang des ersten Vergleichselementes (3) und der Ausgang des Addierers (7) mit dem Zähleingang (S) eines Impulszählers (8) verbunden sind, der Impulszähler (8) mit einem Dekodierer (9) in Verbindung steht, dessen Ausgang, der der Impulszahl zugeordnet ist, die einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters entspricht, mit dem Zähleingang (S) eines ersten Flipflops (10) zum Speichern eines zweiten Signals verbunden ist, wobei der Ausgang der ersten Vorrichtung (11) zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters mit einem der zwei Eingänge eines logischen UND-Gliedes (12) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit der ersten Vorrichtung (11) und dessen Ausgang mit der zweiten Vorrichtung (13) zur Änderung der Verdichterbelastung verbunden sind, der Ausgang des Addierers (7) ausserdem mit einem ersten Verzögerungsglied (14) zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer ersten vorgegebenen Zeit des Impulsausbleibens verbunden ist, welches Verzögerungsglied (14) mit einer ersten Rückstelleinheit (15) zur Löschung der Anzahl gezählter Impulse und des zweiten Signals, welches mit dem Rückstelleingang (R) des Zählers (8) und dem Rückstelleingang (R) des ersten Flipflops (10) verbunden ist, in Verbindung steht.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des zweiten Filters (4) mit einem zweiten Wandler (16) zur Änderung des zweiten Amplitudensollwerts in Verbindung steht, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang eines dritten Vergleichselementes (17) zum Vergleich des Amplitudenwertes der Wechselkomponente mit dem zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente und zur Gewinnung zumindest eines Impulses verbunden ist, der erste Eingang des dritten Vergleichselementes (17) mit dem Ausgang des ersten Filters (2) und dessen Ausgang mit dem Zähleingang (S) eines zweiten Flipflops (18) zur Speicherung eines dritten Signals in Verbindung stehen, wobei der Ausgang des zweiten Flipflops (18) mit einem der beiden Eingänge eines zweiten logischen UND-Gliedes (19), dessen anderer Eingang über einen dritten Flipflop (20) zur Speicherung des Signals, das der Impulszahl entspricht, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt, mit dem Dekodiererausgang, der der Impulszahl zugeordnet ist, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt, verbunden ist, während der Ausgang des zweiten logischen UND-Gliedes (19) mit der zweiten Vorrichtung (13) verbunden ist, und ausserdem der Ausgang des Addierers (7) mit einem zweiten Verzögerungsglied (21) zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer zweiten vorgegebenen Zeit verbunden ist, welches mit einer zweiten Rückstelleinheit (22) zur Löschung des dritten Signals, die mit dem Rückstelleingang (R) des zweiten Flipflops (18) in Verbindung steht, verbunden ist, während der Ausgang der ersten Rückstelleinheit (15) mit dem Rückstelleingang (R) des dritten Flipflops (20) in Verbindung steht.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandler (5) in Form von zwei in Reihe

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    65

    3

    665 455

    geschalteten Operationsverstärkern (23,24) ausgeführt ist, wovon der erste gegenüber dem Eingangssignal im Verstärkerbetrieb und der zweite im Invertierungsbetrieb arbeitet, wobei der Eingang (33) des ersten Operationsverstärkers (23) der Eingang des ersten Wandlers (5), der Ausgang (31) des ersten Operationsverstärkers (23) der erste Ausgang des ersten Wandlers (5) und der Ausgang (32) des zweiten Operationsverstärkers (24) der zweite Ausgang des ersten Wandlers (5) ist, während der zweite Wandler (16) einen Operationsverstärker (34) zum Arbeiten im Verstärkerbetrieb aufweist, dessen Eingang (39) der Eingang des zweiten Wandlers (16) und dessen Ausgang (38) der Ausgang des zweiten Wandlers (16) ist.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (1) zur Erzeugung des ersten Signals einen Förderdruckgeber (40) und einen Durchflussgeber aufweist, deren Ausgänge mit den entsprechenden zwei Eingängen eines Multiplizierers (42), dessen Ausgang (43) der Ausgang des Mittels (1) zur Gewinnung des ersten Signals ist, verbunden sind.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (1) zur Gewinnung des ersten Signals einen Wirkleistungsgeber aufweist.
13. 13. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der drei Vergleichselemente (3, 6, 17) und jede der zwei Rückstelleinheiten (15,22) einen Kom-parator aufweisen.