CH92479A - Control device for centrifugal compressors and pumps. - Google Patents

Control device for centrifugal compressors and pumps.

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CH92479A
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regulating
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Graemiger Benjamin
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  

      Regelungsvorrichtung    für Kreiselverdichter und Pumpen.    Bekanntlich wird das Verhalten, d. h. der  Betriebszustand eines Kreiselverdichters oder  einer Kreiselpumpe durch die drei Grössen:  Drehzahl, Förderdruck und Fördermenge be  stimmt. Diese drei Grössen hängen so mit  einander gesetzmässig zusammen, dass durch  Festlegung zweier Werte der dritte Wert ein  deutig bestimmt ist.  



  Auf Grund dieser Erkenntnisse ist bereits  ein Verfahren zur Regelung von Kreiselver  dichtern     vorgeschlaen    worden, nach welchem  zur Regelung einer' der drei Grössen: Dreh  zahl,     Luftdruck,    Luftmenge, die beiden andern  Grössen benützt werden, derart, dass beispiels  weise ein Drehzahlregler     und    ein Luftdruck  regler so gesetzmässig zusammenarbeiten, da[,)  die gewünschte Regelung der Luftmenge er  reicht wird. Dieses Verfahren weist jedoch  den Nachteil auf, dass die Durchführung der  Regelung mit Hilfe von Druck- und Ge  schwindigkeitsregler innerhalb bestimmter Ge  biete des Betriebszustandes Schwierigkeiten  bietet. Überdies erfordert dieses Verfahren zu  seiner Ausführung zahlreiche Apparatur.  



  Es ist ferner auch schon eine Regelungs  vorrichtung für Kreiselverdichter bekannt ge-    worden, bei welcher ein Druckregler und ein       Gescbwindigkeitsregler    so zusammenarbeiten,  dass der Druckregler allein bei den Druck  schwankungen eine Veränderung der Um  drehungszahl innerhalb eines bestimmten     Dreh-          zahländerungsbereiches        bewirkt    und der Ge  schwindigkeitsregler dabei ohne eigenen Ein  flUss auf die so hergestellte neue Drehzahl  verstellt wird.

   Anderseits beeinflusst bei dieser  Vorrichtung bei geringen Schwankungen der  Drehzahl infolge Änderung auf der Treib  rnittelseite der     Geschwindigkeitsregler    ohne       Mitwirkung    des Druckreglers die Treibmittel  seite derart,     dat3        hiebei    keine oder nur ganz  geringe dauernde Drehzahländerungen ein  treten. Mittelst dieser Regelungsvorrichtung  ist es möglich, einen Förderdruck von kon  stanter Grösse zu erhalten. Eine solche Rege  lung auf konstanten Druck wird zum Beispiel  häufig am Druckstutzen von     Hochdruck-Turbo-          verdichtern    verlangt.

   Da aber die Verbrauchs  stellen der von einem solchen Verdichter ge  lieferten Druckluft in der Regel sehr weit  vom Aufstellungsort des Verdichters entfernt  liegen, so ist der Druck an den     Hauptver-          zweigungspunkten    nicht konstant, indem die      Verschiedenheit der Grösse     des-Druckverlustes     in der Leitung bei kleinerer oder grösserer  Fördermenge nicht ausgeschaltet ist. Es wäre  daher eigentlich richtiger, dafür zu sorgen,  dass der Druck der Luft an den     Hauptver-          zweigungspunkten    der Druckleitung auf einen  konstanten Betrag eingestellt wird.

   Dies ist  aber nicht gut möglich, indem es nicht gut  durchführbar ist, die Regulierung von den  weit entfernten Verbrauchsstellen aus bewirken  zu lassen zwecks Erzielung einer Regelung  auf konstanten Druck.  



  Vorliegende Erfindung bezweckt nun eine  Regelungsvorrichtung für Kreiselmaschinen,  worunter hier Kreiselverdichter und Kreisel  pumpen verstanden werden, zu schaffen, welche  Mängel der bereits bekannt gewordenen Re  gelungsvorrichtungen behebt, keine von der  Fördermenge zu beeinflussende Teile irgend  welcher Art aufweist, und die es ermöglicht,  sogar einen solchen Verlauf der     Betriebskurve     zu erzwingen, dass bei abnehmender Förder  menge auch eine Abnahme des Förderdruckes  eintritt.  



  Erfindungsgemäss wirkt bei dieser Rege  lungsvorrichtung für Kreiselverdichter und  Pumpen, bei der in bekannter Weise ein Ge  schwindigkeitsregler, nach erfolgter Einstel  lung eines den     Treibmittelzufluss    zu einer  Kraftmaschine regelnden Gliedes durch einen  Druckregler, ebenfalls eine Verstellung jenes  Gliedes bewirkt, der durch ein Gestänge mit  dem Geschwindigkeitsregler verbundene Druck  regler über eine dynamisch betätigte Vor  richtung auf jenes Glied ein, und es bewirkt  das den Geschwindigkeitsregler mit dein Druck  regler verbindende Gestänge eine derartige  Rückführung der Regelungsvorrichtung, dass  ein Verlauf der Betriebskurve erzwungen  wird, bei dem mit abnehmender Fördermenge  auch der Förderdruck abnimmt, wobei die  dynamisch betätigte Vorrichtung die Stabilität  des Reguliervorganges sichert.  



  Das den Druckregler mit dem Geschwindig  keitsregler verbindende Gestänge der Vor  richtung     kann    zweckmässig ein einstellbares  Glied aufweisen, das mit Drehzapfen für einen  vom Druckregler beeinflussten, drehbaren Teil    versehen ist und je nach seiner Einstellung  einen verschiedenen Zusammenhang zwischen  Druck- und Umdrehungszahl bedingt.  



  Die Regelungsvorrichtung kann zweck  mässigerweise noch Mittel aufweisen, welche  die Geschwindigkeit der dynamisch betätigten  Vorrichtung zu verändern gestatten.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung sind bei  spielsweise Ausführungsformen des Erfindungs  gegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt:       Fig.    1 schematisch eine erste Ausführungs  form, wobei gewisse Teile der Deutlichkeit  halber in einem grösseren Massstab als andere  gezeigt sind.  



       Fig.    2 zeigt Diagramme, welche die Wir  kungsweise einer mit der neuen Regelungs  vorrichtung versehenen Kreiselmaschine ver  anschaulichen.  



       Fig.    3 zeigt in grösserem Massstab im Aufriss  eine konstruktive Einzelheit der Regelungs  vorrichtung und     Fig.    4 eine dazugehörige  Oberansicht.  



  Die in     Fig.    1 schematisch gezeigte Rege  lungsvorrichtung weist einen Druckkolben 1  auf, welcher in einem Zylinder 2 beweglich  ist. Der Raum unter diesem Kolben 1 steht  durch einen Kanal 3 mit dein Druckstutzen  einer Kreiselmaschine, beispielsweise eines  nicht gezeigten Verdichters in Verbindung.  Von oben wirkt auf den Kolben 1 die Spann  kraft einer Feder 4. Eine Kolbenstange 5 ist  bei 6 mit einem Hebel 7 verbunden. Dieser  Hebel ist drehbar um den Punkt 8 einer       Reglerhülse    9 angeordnet. Bei 10 ist der  Hebel 7 mit einem     Ölsteuerschieber    11 ge  lenkig verbunden.

   Dieser     Ölsteuerschieber     regelt den Zu- und Abfluss von Drucköl durch  Leitungen 12, 13 zu einem     Vorsteuerschieber     14' eines rotierenden Ölmotors 14. Das     Drucköl     für den     Öelsteuerschieber    11 strömt durch  eine Leitung 15 und für den Ölmotor 14  durch eine Leitung 16 zu. Die     Olabfluss-          leitungen    sind in der Figur der Deutlichkeit  halber weggelassen. Je nach der Stellung des       Ölsteuerschiebers    11 wird der Ölmotor 14  in Drehung nach rechts oder links gesetzt.  .Bei Mittellage des Schiebers 11 steht der  Ölmotor 14 still.

   Die Drehung des     Olmotors         14 wird durch ein Räderpaar 17, 18 auf einen  Zahnkolben 19 übertragen, welcher mit einem  Zahnrad 20 in Eingriff steht. Dieses Zahnrad  sitzt auf einer mit Gewinde versehenen Spindel  21, mit welcher eine Hülse 22 zusammen  arbeitet. Letztere kann sich als Mutter auf  dem Gewinde der Spindel 21 bewegen. Je  nach der Stellung des Ölschiebers 11. wird  also der Hülse 22 eine Bewegung nach oben  oder nach unten erteilt. Mit der Hülse 22  ist gelenkig ein Rückführungshebel 23 ver  bunden, welcher am andern Ende bei 24 ge  lenkig mit der Hülse 9 des Geschwindigkeits  reglers 25 einer den Kreiselverdichter an  treibenden, nicht gezeigten Dampfturbine ver  bunden ist.

   An den Hebel 23 ist bei 26 ein  Steuerschieber 27 der     Dampfturbinenregulier-          einrichtung        angelenkt.    Der Steuerschieber 27  regelt den Zu- und Abfluss von Druckflüssig  keit durch Leitungen 28, 29 nach einem Zy  linder 30, in welchem sich ein Kolben 31 ver  schieben kann. Der Kolben 31 ist durch  Stange 32 mit einem Ventil 33 verbunden,  das den Zutritt von Dampf nach der nicht  gezeigten Dampfturbine     beherrscht.    Die vor  hin erwähnte Spindel 21 bildet die Fort  setzung der Stange 32. Der Zutritt der Druck  flüssigkeit nach einem Zylinder 34, in welchem  sich der Steuerschieber 27 bewegt, erfolgt  durch eine Leitung 35.  



  Die Wirkungsweise der beschriebenen Re  gelungsvorrichtung ist nun folgende:  Es sei     angenommen,    dass sich der Ver  dichter in einem     Betriebszustande    befindet,  der in einem     Druckvolumen-Diagramm    durch  den Punkt A     (Fig.    2) dargestellt ist. Der  Punkt A liegt auf der Charakteristik     )1Q,     welche der konstanten Umdrehungszahl     n2    des  Verdichters entspricht.

   Wenn nun zum Bei  spiel der Verbrauch an Druckluft abnimmt,  so wird vorerst der Förderzustand des Ver  dichters sich so verändern, wie es einem Ver  dichter mit konstanter Umdrehungszahl ent  spricht, weil ja die Regulierung der den Ver  dichter antreibenden Dampfturbine in erster  Linie auf konstante Umdrehungszahl einstellt.  Der zunächst sich einstellende neue Förder  zustand wird also durch einen Punkt B auf    der Charakteristik     u2    dargestellt, der weiter  links liegt als der Punkt A und einem höheren  Drucke entspricht, als der bei A herrschende.  Weil nun aber der Druck gestiegen ist, wird  die Feder 4 mehr zusammengedrückt. Punkt 6  wird infolgedessen gehoben und mit ihm auch  der Steuerschieber 11, indem sich der Hebel 7  um den augenblicklichen festen Punkt 8 dreht.

    Die     Bewegung    des Steuerschiebers 11 nach  oben hat eine solche Drehung des Ölmotors  14 zur Folge, dass die Hülse 22 nach oben  bewegt wird. Der Rückführungshebel 23 wird  dabei um den augenblicklich feststehenden  Punkt 24 gedreht und hebt den Steuerschieber  27. Dies bewirkt den     ZUfluss    von Druckflüssig  keit, z. B.     Drucköl,    nach dem     obern    Teil des  Zylinders 30, so dass der Kolben 3l nach ab  wärts bewegt wird und ein teilweises Schliessen  des     Dampfventiles    33 erfolgt. Mit andern  Worten, das Ventil 33 der Dampfturbine wird  so bewegt, dass die Dampfturbine, und somit  der Verdichter, mit einer kleineren Umdrehungs  zahl als     ua    läuft.

   Die     Dampfturbinen-Regu-          lierung    kommt erst wieder in Ruhe, nachdem  die Umdrehungszahl abgenommen hat. Mit       abnehmender    Umdrehungszahl der Turbine  nimmt aber auch der Förderdruck des von  derselben     angetriebenen    Kreiselverdichters ab  und es wird nun. im     Druckvolumen-Diagramm     der     Punkt    B auf der durch     denselben    gehen  den Parabel sinken. Der genannte Regulier  vorgang soll nun erst zum Abschluss kommen,  wenn der Punkt C erreicht ist, welcher auf  einer gewollten     Druckkurve    1 liegt. Die Um  drehungszahl muss also auf     u,.r    reguliert werden.

    Der notwendige zwangsläufige Zusammenhang  zwischen     derUmdrehungszahl    und dein Förder  druck wird nun durch die Verbindung des  Geschwindigkeitsreglers 25 mit dein Druck  regler 1, 2, 4 erreicht. Diese Verbindung wirkt  wie folgt:  Bei der angenommenen abnehmenden Um  laufszahl der Dampfturbine bewegt sich die       Reglerhülse    9 nach abwärts, sie bewirkt dabei  vermöge des Hebels 7 ein Heben des Steuer  schiebers 11, da der Punkt 6 augenblicklich  als feststehender Punkt zu betrachten ist. Es  wird also durch diese Rückführung der Hülse 9      der anfänglich     eingeleitete    Reguliervorgang  verstärkt. Die beschriebene Regelungsvor  richtung wirkt also nach Art einer solchen  mit "negativer Rückführung".  



  Gleichzeitig mit der Abnahme der Um  drehungszahl der Dampfturbine, und somit  des Kreiselverdichters, ist aber auch der Druck  des letzteren gesunken, so dass tatsächlich der  Punkt 6 ebenfalls sinkt. Kurz gesagt, es be  dingt also die beschriebene Regelungsvor  richtung, dass kleineren Drücken des Verdichters  auch kleinere Umdrehungszahlen zugeordnet  werden. Es ist infolgedessen möglich, einen  solchen Verlauf des Druckes in Abhängigkeit  von der Fördermenge des Verdichters zu er  zwingen, dass mit abnehmender     Fördermenge     eine Abnahme des Förderdruckes eintritt,  d. h. Betriebszustände des Kreiselverdichters  zu erzwingen, welche der in     Fig.    2 gezeigten  Kurve 1 entsprechen.

   Dabei ist besonders zu  beachten, dass die erwähnte     "negative        Rüok-          führung11    erst zur Geltung kommt, wenn die  Wirkung der erstmals eingeleiteten Regulier  bewegung durch Verstellen der Hülse 22, Ver  stellung des     Dampfventiles    33 und Verände  rung der Umdrehungszahl der Turbine, und  somit des Kreiselverdichters, zur     Geltung    ge  kommen ist. Es findet also eine     sehr    vorteil  hafte Verschleppung dieser     "negativen    Rück  führung" statt, was eine Folge des     Vorsehens     des dynamisch betätigten Motors 14 ist.

   Dieser  Umstand     ermöglicht    es vor allem, die er  forderliche Stetigkeit des     Reguliervorganges     zu sichern.  



  Selbstverständlich liegen die in     Fig.    2 ge  zeigten Punkte<I>A, B,</I>     C.'    in Wirklichkeit sehr  nahe nebeneinander und es setzt sich eine  Einstellung von A nach C in Wirklichkeit  aus einer Reihe von aneinander geschalteten  Reguliervorgängen zusammen.  



  Bei der in den     Fig.    3 und 4 gezeigten  Ausführungsform ist die Hebelstange 7 in  mehrere Teile unterteilt. Der Teil 7', welcher  bei 6 wiederum gelenkig mit der Kolben  stange 5 verbunden ist, ist am rechten Ende  gabelförmig ausgebildet und drehbar um  Zapfen 44 gelagert, welche an einem einstell  baren Stück 42 vorgesehen sind. Letzteres    ist     vorschiebbar    auf einem Hebel 41 ange  ordnet, welcher einen festen Drehpunkt 43  besitzt. Der Hebel 41 ist am rechten Ende  bei 39 mit einer Stange 40 gelenkig verbunden,  die ihrerseits bei 38 gelenkig mit einem Hebel  37 verbunden ist. Dieser hat bei 45 einen  festen Drehpunkt und ist bei 36 gelenkig mit  der     Reglerhülse    9 verbunden.

   Für eine be  stimmte Einstellung der Regelungsvorrichtung  ist das verschiebbare Stück 42 mit dem Hebel  41 als fest verbunden zu betrachten.  



  Diese     Begelungsvorrichtung    gestattet es,  vermöge der     Verschiebbarkeit    des Stückes 42,  d.     1r.    der Drehzapfen 44, den Zusammenhang  zwischen Förderdruck und     Umdrehungszahl     des Verdichters zu verändern, was im Druck  volumen-Diagramrn durch eine verschieden  grosse Neigung der Kurve I zum Ausdruck  kommt. Je weiter die Zapfen 44 vom festen  Drehpunkt 43 entfernt werden, desto steiler  verläuft die Kurve L Wird das Stück 42  mit Bezug auf     Fig.    3 und 4 soweit nach links  verstellt, dass die Achse der Drehzapfen 44  mit der Achse des festen Zapfens 43 zu  sammenfällt, so ist die     "negative    Rückfüh  rung" aufgehoben.

   Man erhält dann eine Re  gulierung auf konstanten Druck, in welchem  Falle die Kurve I in eine     wagrechte    Linie  übergeht. Werden die Drehzapfen 44 noch  weiter nach links verschoben, so wird die       Rückführung    positiv und die Neigung der  Kurve I verläuft dann in entgegengesetztem  Sinne, als wie in     Fig.    \3 gezeigt ist.  



  Durch Vorsehen von Drosselorganen, z. B.  in der Zuleitung von Druckflüssigkeit zur       Vorsteuerung    14' des     Ölmotors    14, oder von  andern geeigneten Bremsvorrichtungen in Ver  bindung mit dein genannten     Alotor    kann da  für gesorgt werden, dass die Regulierbewegungen  mit grösserer oder kleinerer Geschwindigkeit  vor sieh gehen.  



  Anstatt, dass auf den Kolben 1 des Druck  reglers auf der einen Seite der Förderdruck  und auf der andern Seite eine Feder einwirken  gelassen werden, könnte an Stelle der Feder  oder neben dieser auch ein hinter einem Dros  selorgan herrschender Druck auf die eine Seite  dieses Kolbens 1 einwirken gelassen werden,      so dass letzterer infolge einer auf seinen beiden  Seiten herrschenden Druckdifferenz bewegt  wird.  



  Es können auch Mittel vorgesehen werden,  welche die     Spannung    der Feder 4 zu     ver-          iindern    gestatten. Eine solche Veränderung  der     Spannung    der Feder 4 bewirkt im     Druck-          volumen-Diagrainin    eine parallele Verschiebung  der Kurve I bei gleichbleibender Neigung der  letzteren.  



  Ferner könnte der Hebel 7 anstatt bei 8  gelenkig mit der Hülse 9     verbunden    zu sein,  auch an geeigneter Stelle gelenkig mit dem  Hebel 23 verbunden werden.



      Control device for centrifugal compressors and pumps. As is well known, the behavior, i. H. the operating status of a centrifugal compressor or a centrifugal pump is determined by the three variables: speed, delivery pressure and delivery rate. These three variables are related to each other in such a way that the third value is clearly determined by defining two values.



  On the basis of these findings, a method for regulating centrifugal compressors has already been proposed, according to which one of the three variables: speed, air pressure, air volume, the other two variables are used, such that, for example, a speed controller and an air pressure regulators work together in accordance with the law so that the desired control of the air volume is achieved. However, this method has the disadvantage that the implementation of the regulation with the aid of pressure and speed regulators within certain Ge areas of the operating state presents difficulties. In addition, this method requires a lot of equipment to carry out.



  Furthermore, a control device for centrifugal compressors has also become known in which a pressure regulator and a speed regulator work together in such a way that the pressure regulator changes the speed within a certain range of speed changes when the pressure fluctuates, and the speed regulator changes the speed is adjusted to the new speed established in this way without its own influence.

   On the other hand, in the case of small fluctuations in the speed due to changes on the drive side, the speed controller influences the drive side without the cooperation of the pressure controller in such a way that no or only very slight permanent speed changes occur. By means of this control device, it is possible to obtain a delivery pressure of constant magnitude. A constant pressure regulation of this kind is often required at the discharge port of high-pressure turbo compressors, for example.

   However, since the consumption points of the compressed air supplied by such a compressor are usually very far away from the installation location of the compressor, the pressure at the main branching points is not constant because the difference in the size of the pressure loss in the line is smaller or greater delivery rate is not switched off. It would therefore actually be more correct to ensure that the pressure of the air at the main branch points of the pressure line is set to a constant value.

   However, this is not very possible because it is not easy to carry out the regulation from the distant consumption points in order to achieve regulation at constant pressure.



  The present invention now aims to provide a control device for centrifugal machines, which are understood here to mean centrifugal compressors and centrifugal pumps, which corrects the deficiencies of the already known Re gel devices, has no parts of any kind that can be influenced by the flow rate, and which allows even one to force such a course of the operating curve that a decrease in the delivery pressure occurs as the delivery rate decreases.



  According to the invention acts in this Rege treatment device for centrifugal compressors and pumps, in which in a known manner a Ge speed regulator, after setting a member regulating the propellant flow to a prime mover by a pressure regulator, also causes an adjustment of that member which is caused by a linkage with the speed regulator connected pressure regulator via a dynamically operated device on that link, and the linkage connecting the speed regulator to the pressure regulator causes the regulating device to be fed back in such a way that the operating curve is forced in which the delivery pressure also decreases as the delivery rate decreases, the dynamically actuated device ensuring the stability of the regulating process.



  The linkage of the device connecting the pressure regulator with the speed regulator can expediently have an adjustable member which is provided with pivot pins for a rotatable part influenced by the pressure regulator and, depending on its setting, causes a different relationship between pressure and number of revolutions.



  The control device can expediently also have means which allow the speed of the dynamically operated device to be changed.



  In the accompanying drawings, for example, embodiments of the subject of the invention are illustrated, namely: Fig. 1 shows schematically a first embodiment, with certain parts being shown on a larger scale than others for the sake of clarity.



       Fig. 2 shows diagrams which illustrate the we effect of a gyro machine provided with the new control device.



       Fig. 3 shows on a larger scale in elevation a structural detail of the control device and Fig. 4 is an associated top view.



  The regulating device shown schematically in FIG. 1 has a pressure piston 1 which is movable in a cylinder 2. The space under this piston 1 is connected through a duct 3 to the pressure port of a centrifugal machine, for example a compressor (not shown). The clamping force of a spring 4 acts on the piston 1 from above. A piston rod 5 is connected to a lever 7 at 6. This lever is rotatably arranged around point 8 of a regulator sleeve 9. At 10, the lever 7 is hingedly connected to an oil control slide 11 ge.

   This oil control valve regulates the inflow and outflow of pressurized oil through lines 12, 13 to a pilot valve 14 'of a rotating oil motor 14. The pressurized oil for the oil control valve 11 flows through a line 15 and for the oil motor 14 through a line 16. The oil outflow lines are omitted in the figure for the sake of clarity. Depending on the position of the oil control slide 11, the oil motor 14 is set to rotate to the right or left. When the slide 11 is in the middle position, the oil motor 14 is at a standstill.

   The rotation of the oil motor 14 is transmitted through a pair of gears 17, 18 to a toothed piston 19 which meshes with a gear 20. This gear wheel sits on a threaded spindle 21 with which a sleeve 22 works together. The latter can move as a nut on the thread of the spindle 21. Depending on the position of the oil slide 11, the sleeve 22 is given an upward or downward movement. With the sleeve 22 a feedback lever 23 is articulated a related party, which at the other end at 24 ge articulated with the sleeve 9 of the speed controller 25 of a centrifugal compressor to driving, not shown, is a related party.

   A control slide 27 of the steam turbine regulating device is articulated to the lever 23 at 26. The control slide 27 regulates the inflow and outflow of pressure fluid speed through lines 28, 29 to a Zy cylinder 30, in which a piston 31 can move ver. The piston 31 is connected by a rod 32 to a valve 33 which controls the admission of steam to the steam turbine, not shown. The above-mentioned spindle 21 forms the continuation of the rod 32. The access of the pressure fluid to a cylinder 34 in which the control slide 27 moves takes place through a line 35.



  The mode of operation of the described control device is now as follows: It is assumed that the Ver denser is in an operating state, which is shown in a pressure volume diagram by the point A (Fig. 2). Point A lies on the characteristic) 1Q, which corresponds to the constant number of revolutions n2 of the compressor.

   If, for example, the consumption of compressed air decreases, the delivery state of the compressor will initially change in the way that corresponds to a compressor with a constant speed, because the regulation of the steam turbine driving the compressor is primarily to a constant speed adjusts. The new conveying state that is initially established is thus represented by a point B on the characteristic u2, which lies further to the left than point A and corresponds to a higher pressure than that prevailing at A. But because the pressure has now risen, the spring 4 is compressed more. As a result, point 6 is raised, and with it the control slide 11, as the lever 7 rotates around the current fixed point 8.

    The upward movement of the control slide 11 results in a rotation of the oil motor 14 such that the sleeve 22 is moved upward. The feedback lever 23 is rotated about the instantly fixed point 24 and lifts the control slide 27. This causes the influx of pressure fluid speed, z. B. pressure oil, after the upper part of the cylinder 30, so that the piston 3l is moved downwards and a partial closure of the steam valve 33 takes place. In other words, the valve 33 of the steam turbine is moved in such a way that the steam turbine, and thus the compressor, runs at a lower number of revolutions than among others.

   The steam turbine regulation only comes to rest again after the number of revolutions has decreased. However, as the number of revolutions of the turbine decreases, the delivery pressure of the centrifugal compressor driven by the same also decreases and it is now. in the pressure volume diagram point B on which the parabola goes down. The regulation process mentioned should only come to an end when point C is reached, which is on a desired pressure curve 1. The speed must therefore be regulated to u, .r.

    The necessary inevitable relationship between the number of revolutions and your delivery pressure is now achieved by connecting the speed controller 25 to your pressure controller 1, 2, 4. This connection works as follows: With the assumed decreasing number of revolutions of the steam turbine, the regulator sleeve 9 moves downward, it causes by means of the lever 7 a lifting of the control slide 11, since the point 6 is currently to be considered as a fixed point. The initially initiated regulating process is thus reinforced by this return of the sleeve 9. The described Regelungsvor direction thus acts like a "negative feedback".



  Simultaneously with the decrease in the number of revolutions of the steam turbine, and thus of the centrifugal compressor, the pressure of the latter has also decreased, so that point 6 actually also drops. In short, the described Regelungsvor direction requires that smaller pressures of the compressor also be assigned to smaller numbers of revolutions. As a result, it is possible to force such a course of the pressure as a function of the delivery rate of the compressor that a decrease in the delivery pressure occurs as the delivery rate decreases; H. To force operating states of the centrifugal compressor which correspond to the curve 1 shown in FIG.

   It is particularly important to note that the aforementioned "negative feedback11 only comes into play when the effect of the regulating movement initiated for the first time by adjusting the sleeve 22, adjusting the steam valve 33 and changing the number of revolutions of the turbine, and thus of the centrifugal compressor This "negative feedback" is therefore carried over very advantageously, which is a consequence of the provision of the dynamically operated motor 14.

   This circumstance makes it possible above all to ensure the necessary continuity of the regulating process.



  Of course, the points shown in FIG. 2 are <I> A, B, </I> C. ' in reality very close to each other and a setting from A to C is actually made up of a series of regulating processes connected to one another.



  In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the lever rod 7 is divided into several parts. The part 7 ', which is in turn articulated with the piston rod 5 at 6, is fork-shaped at the right end and rotatably mounted about pin 44, which are provided on an adjustable piece 42 ble. The latter can be pushed forward on a lever 41, which has a fixed pivot point 43. The lever 41 is articulated at the right end at 39 to a rod 40 which in turn is articulated to a lever 37 at 38. This has a fixed pivot point at 45 and is articulated to the regulator sleeve 9 at 36.

   For a certain setting of the control device, the movable piece 42 is to be regarded as firmly connected to the lever 41.



  This control device makes it possible, by virtue of the displaceability of the piece 42, i. 1r. the pivot pin 44 to change the relationship between the delivery pressure and the number of revolutions of the compressor, which is expressed in the pressure volume diagram by a different slope of the curve I. The further the pins 44 are removed from the fixed pivot point 43, the steeper the curve L is. If the piece 42 is adjusted to the left with reference to FIGS. 3 and 4, the axis of the pivot pin 44 coincides with the axis of the fixed pin 43 , the "negative feedback" is canceled.

   A regulation to constant pressure is then obtained, in which case curve I changes into a horizontal line. If the pivot pins 44 are shifted further to the left, the return becomes positive and the slope of the curve I then runs in the opposite direction to that shown in FIG.



  By providing throttle organs, e.g. B. in the supply line of hydraulic fluid to the pilot control 14 'of the oil motor 14, or other suitable braking devices in connection with your said Alotor can be ensured that the regulating movements go with greater or lesser speed.



  Instead of allowing the delivery pressure to act on the piston 1 of the pressure regulator on one side and a spring on the other, a pressure prevailing behind a throttle element could also act on one side of this piston 1 instead of the spring or in addition to it are allowed to act, so that the latter is moved as a result of a pressure difference prevailing on its two sides.



  Means can also be provided which allow the tension of the spring 4 to be reduced. Such a change in the tension of the spring 4 causes a parallel shift in the curve I in the pressure volume diagram while the inclination of the latter remains constant.



  Furthermore, instead of being articulated to the sleeve 9 at 8, the lever 7 could also be articulated to the lever 23 at a suitable point.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Regelungsvorrichtung für Kreiselverdichter und Pumpen, bei welcher ein Geschwindig keitsregler, nach erfolgter Einstellung eines den Treibmittelzufluss zu einer Kraftmaschine regelnden Gliedes durch einen Druckregler, ebenfalls eine Verstellung jenes Gliedes be wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der durch ein Gestänge mit dem C eschwindigkeitsreglei- verbundene Druckregler über eine dynamisch betätigte Vorrichtung auf jenes Glied einwirkt und das den Geschwindigkeitsregler mit dem Druckregler verbindende Gestänge eine der artige Rückführung der Regelungsvorrichtung bewirkt, dass ein Verlauf der Betriebskurve erzwungen wird, PATENT CLAIM: Control device for centrifugal compressors and pumps, in which a speed regulator, after a member regulating the propellant flow to a prime mover has been set by a pressure regulator, also adjusts that member, characterized in that the speed regulator is connected pressure regulator acts via a dynamically actuated device on that member and the linkage connecting the speed regulator with the pressure regulator causes such a return of the control device that a course of the operating curve is forced, bei dem mit abnehmender Fördermenge auch der Förderdruck abnimmt, wobei die dynamisch betätigte Vorrichtung die Stabilität des Reguliervorganges sichert. UNTERANSPRÜCHE: 1. Regelungsvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das den Druck regler mit dein Geschwindigkeitsregler ver bindende Gestänge ein einstellbares Glied aufweist, das je nach seiner Einstellung einen verschiedenen Zusammenhang zwischen Druck und TJmdrehungszahl des Kreisel verdiclrters bezw. der Pumpe bedingt. 2. Regelungsvorrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Mittel, welche die (xesehwindigkeit der dynamisch betätigten Vorrichtung zu verändern gestatten. in which the delivery pressure also decreases with decreasing delivery rate, the dynamically actuated device ensuring the stability of the regulating process. SUBClaims: 1. Control device according to claim, characterized in that the linkage connecting the pressure regulator with your speed regulator ver has an adjustable member which, depending on its setting, a different relationship between pressure and TJmrehungszahl of the gyro Verdiclrters or. of the pump. 2. Control device according to claim, characterized by means which allow to change the (xe speed of the dynamically operated device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE967497C (en) * 1953-02-28 1957-11-14 Licentia Gmbh Hydraulic control for steam or gas turbines with two or more servo motors
DE1139327B (en) * 1953-10-26 1962-11-08 Bendix Corp Fuel control system

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