DE10003869C5 - Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien - Google Patents

Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien Download PDF

Info

Publication number
DE10003869C5
DE10003869C5 DE2000103869 DE10003869A DE10003869C5 DE 10003869 C5 DE10003869 C5 DE 10003869C5 DE 2000103869 DE2000103869 DE 2000103869 DE 10003869 A DE10003869 A DE 10003869A DE 10003869 C5 DE10003869 C5 DE 10003869C5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
screw compressor
unit
units
compressor unit
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2000103869
Other languages
English (en)
Other versions
DE10003869A1 (de
DE10003869C2 (de
Inventor
Günter Seidel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerzener Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Aerzener Maschinenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7629143&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE10003869(C5) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Aerzener Maschinenfabrik GmbH filed Critical Aerzener Maschinenfabrik GmbH
Priority to DE2000103869 priority Critical patent/DE10003869C5/de
Publication of DE10003869A1 publication Critical patent/DE10003869A1/de
Publication of DE10003869C2 publication Critical patent/DE10003869C2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10003869C5 publication Critical patent/DE10003869C5/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/02Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for several pumps connected in series or in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F04B41/06Combinations of two or more pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/20Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/001Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/08Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by varying the rotational speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien in einer Schraubenverdichteranlage, die aus mindestens zwei Schraubenverdichtereinheiten (10, 18) besteht, wobei der Auslass (24) der jeweils vorgeschalteten Schraubenverdichtereinheit (10) mit dem Einlass (22) der jeweils nachgeschalteten Schraubenverdichtereinheit (18) in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, dass
jede Schraubenverdichtereinheit (10, 18) von einem eigenen Antriebsaggregat (50, 52) angetrieben ist, und
zumindest ein Teil der Arbeitsparameter der mindestens zwei Schraubenverdichtereinheiten (10, 18) erfasst und verarbeitet wird und die Antriebsaggregate (50, 52) der mindestens zwei Schraubenverdichtereinheiten (10, 18) über die erfassten Arbeitsparameter der Schraubenverdichtereinheiten (10, 18) gesteuert oder geregelt werden, so dass mittels der Änderung der Arbeitsparameter der Antriebsaggregate (50, 52) (Stromaufnahme, Spannungsaufnahme oder Kraftstoffzufuhr) die Drehzahl (n1) der jeweils vorgeschalteten Schraubenverdichtereinheit (10) mit der Drehzahl (n2) der jeweils nachgeschalteten Schraubenverdichtereinheit (18) derart korreliert wird, dass
a) der End-Auslassdruck oder die End-Fördermenge der Schraubenverdichteranlage konstant gehalten wird, und/oder
b) die Gesamtleistungsaufnahme der Schraubenverdichteranlage...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien in einer Schraubenverdichteranlage mit mindestens zwei Schraubenverdichtereinheiten (im folgenden auch einfach als "Verdichtereinheiten" bezeichnet), wobei der Auslass der jeweils vorgeschalteten Verdichtereinheit mit dem Einlass der jeweils nachgeschalteten Verdichtereinheit in Verbindung steht. In Verdichtern bzw. Kompressoren zur Förderung fluider Medien müssen die Verdichter bzw. Kompressoren bei sich ändernden Betriebsbedingungen schnell dem wechselnden Bedarf an fluidem Fördermedium angepasst werden. Als fluide Fördermedien werden im vorliegenden Fall vorzugsweise Gase angesehen. Es können jedoch auch Flüssigkeiten und Gas-Flüssigkeits-Gemische sein.
  • Derartige zwei- und mehrstufige Verdichtereinheiten sind allgemein bekannt. Dabei werden die Verdichtereinheiten von einem gemeinsamen Antriebsaggregat angetrieben. Die Verbindung zwischen dem gemeinsamen Antriebsaggregat und den einzelnen Verdichtereinheiten wird durch mechanische Bauteile, wie Transmissionsriemen, die über Riemenscheiben (Riemengetriebe) geführt werden, oder Zahnräder (Zahnradgetriebe) hergestellt. Hierbei sind aufgrund des gemeinsamen Antriebs und starrer Übersetzungsverhältnisse die Drehzahlen der Verdichtereinheiten vorgegeben. Sollen die Arbeitsparameter Auslassdruck sowie Fördermenge der vorgeschalteten und nachgeschalteten Verdichtereinheiten an wechselnde Anforderungen angepasst werden, dann ist beim Antrieb mit Transmissionsriemen der Austausch der Riemenscheiben erforderlich. Ein schnelles Anpassen der Anlage an variable Anforderungen, insbesondere sich ändernde Auslassdrücke und Fördermengen, und somit ein kontinuierlicher Betrieb ist daher nicht möglich.
  • Wird anstatt eines Riemengetriebes ein Zahnradgetriebe benutzt, dann sind ebenfalls feste Übersetzungsverhältnisse vorgegeben, deren Änderung zeitaufwendig ist und einen Stillstand der Verdichteranlage über einen längeren Zeitraum erfordert.
  • Aus der DE 197 11 510 A1 ist eine Verdichtereinheit mit einem ersten und zweiten Schraubenverdichter, die ein gemeinsames Antriebsaggregat haben, bekannt. Die Schraubenverdichtereinheiten sind über einen speziellen Riemenantrieb miteinander gekoppelt. Diese Ausgestaltung erfordert zur Anpassung der Übersetzungsverhältnisse den Austausch der Riemenscheiben und ein erneutes Spannen des Antriebsriemens. Hierzu muss die Verdichteranlage über einen längeren Zeitraum außer Betrieb genommen werden.
  • Ferner ist aus DE 32 02 993 C2 eine mehrstufige Drehkolbenverdichteranlage aus mehreren koppelbaren Drehkolbenverdichter-Baueinheiten bekannt. Wellen mit daran angebrachten Zahnrädern dienen dem Antrieb der Baueinheiten durch eine gemeinsame Antriebseinheit. Diese Ausgestaltung mittels eines Zahnradgetriebes ermöglicht die Kombination mehrerer Verdichtereinheiten mit jeweils vorgeschalteten und nachgeschalteten Verdichtereinheiten. Jedoch sind die Übersetzungsverhältnisse der einzelnen Verdichtereinheiten fest vorgegeben. Nur ein Austausch von Baueinheiten und ein damit verbundener Betriebsstillstand ermöglicht eine Anpassung an geänderte Anforderungen.
  • Weiterhin ist aus US 3,407,996 eine Schraubenverdichtereinheit bestehend aus wenigstens zwei Schraubenverdichtern bekannt, die an einer gemeinsamen Übertragungseinheit abnehmbar angebracht sind und mittels eines gemeinsamen Antriebsmotors über Zahnräder angetrieben werden. Die Übersetzungsverhältnisse der einzelnen Verdichtereinheiten sind fest vorgegeben und eine Anpassung an geänderte Anforderungen lässt sich nur über den kompletten Austausch von Verdichtereinheiten während des Stillstands der Verdichteranlage erreichen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien in einer Schraubenverdichteranlage zu schaffen, mit dem eine Schraubenverdichteranlage, die aus mindestens zwei Verdichtereinheiten besteht, an wechselnde Anforderungen anpassbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst.
  • Unter Arbeitsparametern wird erfindungsgemäß verstanden: Drehzahl, Fördervolumen, Stromaufnahme, Spannungsaufnahme, Kraftstoffzufuhr, Leistungsaufnahme, Einlassdruck und Auslassdruck. Hierbei entspricht der Auslassdruck einer Verdichtereinheit dem Einlassdruck einer nachgeschalteten Verdichtereinheit.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bei einer mindestens zwei Verdichtereinheiten aufweisenden Verdichteranlage, anstelle eines gemeinsamen Antriebs jeweils getrennte Antriebe vorzusehen und diese über bestimmte Arbeitsparameter der Verdichteranlage zu steuern oder zu regeln. Diese Arbeitsparameter können die Auslassdrücke, die Drehzahlen, die Stromaufnahme, die Spannungsaufnahme, die Leistungsaufnahmen der einzelnen Verdichtereinheiten und die Gesamtleistungsaufnahme der Verdichteranlage sein. Gemäß der erfindungsgemäßen Lehre werden diese Arbeitsparameter erfasst und durch mindestens eine Steuereinheit ausgewertet und in Steuerbefehle umgewandelt. Dieses neuartige Konzept lässt sich derart vorteilhaft gestalten, dass ein gewünschter Auslassdruck bzw. eine gewünschte Fördermenge der Verdichteranlage bei minimaler Gesamtleistungsaufnahme erreichbar ist. Dadurch ergibt sich ein besonders guter Wirkungsgrad. Dies ist ohne Veränderungen im apparativen Aufbau, d.h. ohne zeitaufwendige Veränderungen von Übersetzungsverhältnissen oder Austausch von Verdichtereinheiten realisierbar.
  • Mit anderen Worten wird damit erreicht, dass beispielsweise ein gewählter letzter Auslassdruck (Enddruck) bzw. eine letzte Fördermenge (Endfördermenge) in einem weiten Druck- bzw. Fördermengenbereich kontinuierlich zur Verfügung stehen. In jedem Fall sind in Abhängigkeit von den Verwendungserfordernissen der Auslassdruck und die Fördermenge nach der letzten Verdichtereinheit zeitlich unmittelbar, z.B. an geänderte oder sich ändernde Produktionsprozesse, anpassbar. Dies wird derart erreicht, dass nach dem Erfassen der Arbeitsparameter diese an eine Steuereinheit weitergeleitet und dort mittels eines Auswertsystem, wie z.B. von Programmen (Software), die Drehzahlen der einzelnen Verdichterstufen mittels der Änderung der Arbeitsparameter der Antriebsaggregate (Stromaufnahme, Spannungsaufnahme oder Kraftstoffzufuhr) so aufeinander abgestimmt werden, dass die Gesamtsumme der Leistungsaufnahmen alle Verdichtereinheiten minimiert wird.
  • Die Arbeitsparameter können entsprechend den jeweiligen Anforderungen an die Verdichteranlage ausgewählt und vorteilhaft miteinander korreliert werden. Die Auswertung kann zum einen auf der Basis von Algorithmen, die z.B. in rechnerischen Simulationen unter verschiedenen Verfahrensbedingungen ermittelt und in Versuchsreihen getestet und verfeinert werden, erfolgen. Alternativ kann die Auswertung ferner anhand von rechnerisch bestimmten und in Versuchsreihen kalibrierten sowie getesteten Parameter-Kennlinien, oder aber ausschließlich durch auf Versuchsreihen basierenden Kennlinien erfolgen. Die anschließende Veränderung der Arbeitsparameter der Antriebsaggregate, z.B. Stromaufnahme, Spannungsaufnahme oder Kraftstoffzufuhr und dem daraus resultierenden Arbeitsparameter Leistungsaufnahme, kann manuell oder automatisch durch eine in die Steuerungseinheit integrierte oder separate Regeleinheit erfolgen. Durch die Regelung der Arbeitsparameter der Antriebsaggregate ist die Drehzahl der einzelnen Verdichtereinheiten und damit der jeweilige Auslassdruck bzw. die jeweilige Fördermenge veränderbar. Alternativ können die Verdichtereinheiten auch dahingehend geregelt werden, dass bei vorgegebener Gesamtleistungsaufnahme mit Hilfe der Steuerungs- und Regeleinheit ein maximaler End-Auslassdruck bzw. ein maximales End-Fördervolumen erreicht wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Auslassdruck oder die Fördermenge der vorgeschalteten Verdichtereinheit gemessen und die Drehzahl der nachgeschalteten Verdichtereinheit auf diesen durch die Veränderung eines oder mehrer der Arbeitsparameter Stromaufnahme, Spannungsaufnahme und Kraftstoffaufnahme geregelt.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird vorzugsweise der Auslassdruck oder die Fördermenge der nachgeschalteten Verdichtereinheit gemessen und die Drehzahl der vorgeschalteten Verdichtereinheit auf diesen durch die Veränderung eines oder mehrerer der Arbeitsparameter Stromaufnahme, Spannungsaufnahme und Kraftstoffaufnahme geregelt.
  • Die Regeleinheit kann aus der Gruppe der Arbeitsparameter der Antriebsaggregate eines oder mehrere kontinuierlich verändern und dadurch die Drehzahlen so aufeinander anpassen, dass der Arbeitspunkt von jeweils vor- und nachgeschalteter Verdichtereinheit derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Gesamtleistungsaufnahme bei jeweils vorgegebenem End-Auslassdruck bzw. End-Fördermenge minimiert wird. Die Abstimmung der Arbeitspunkte kann z.B. derart erfolgen, dass in einem iterativen Prozess mit Hilfe einer Fuzzy-Logic die einzelnen Arbeitspunkte variiert und damit die geringste Gesamtleistungsaufnahme und damit immer der bestmögliche Wirkungsgrad schnell erreicht bzw. angefahren wird.
  • Bei den erfindungsgemäß verwendeten Verdichtereinheiten handelt es sich um Schraubenverdichter. Antriebsaggregate können Elektromotoren, wie z.B. Gleichstrommotoren mit Reihen- oder Nebenschluß, Drehstromasynchronmotoren, Reluktanzmotoren oder eine Kombination davon sein. Außerdem kann mindestens ein Antriebsaggregat ein Verbrennungsmotor sein. Der Einsatz von Verbrennungsmotoren bietet sich vor allem in abgelegenen ländlichen Gebieten ohne oder ohne ausreichende Stromversorgung an. Handelt es sich bei dem Antriebsaggregat um einen Drehstromasynchronmotor, so erfolgt die Regelung des Drehfeldes mittels eines Frequenzumwandlers.
  • Durch die Anordnung einer Kühleinrichtung in der Verbindung zwischen zwei aufeinandergeschalteten Verdichtereinheiten kann erreicht werden, dass zum einen unter Beibehaltung der geforderten Gesamtfördermenge eine geringere Antriebsleistung der nachgeschalteten Verdichtereinheit erforderlich ist und zum anderen aufgrund der geringeren Temperatur des fluiden Fördermediums die nachgeschaltete Verdichter mit einer höheren Drehzahl betrieben werden kann, und damit ein höherer Auslassdruck bzw. eine höhere Fördermenge erreichbar ist. Beim Zwischenschalten einer Kühleinrichtung kann der Auslassdruck der vorgeschalteten Verdichtereinheit vom Einlassdruck der nachgeschalteten Verdichtereinheit abweichen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Kühleinrichtung der in Strömungsrichtung ersten Verdichtereinheit vorgeschaltet sein, damit die Temperatur des zu komprimierenden fluiden Fördermediums verringert und die oben genannten Vorteile erreicht werden. Es ist ferner möglich der in Strömungsrichtung letzten Verdichtereinheit eine Kühleinrichtung nachzuschalten und damit das aufgrund der Verdichtung erwärmte fluide Fördermedium auf eine für die weitere Verwendung vorteilhafte Temperatur abzukühlen.
  • Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung ein Schaltschema eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung, nach dem Stand der Technik und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
  • 1 zeigt das Schaltschema zum Komprimieren von fluiden Fördermedien nach dem Stand der Technik, und
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien.
  • Wie aus 1 hervorgeht, besteht die Vorrichtung nach dem Stand der Technik aus einer ersten Verdichtereinheit 10 (1. Stufe) und einer mit dieser in Strömungsrichtung 12 über Leitungen 14, 16 verbundenen zweiten Verdichtereinheit 18 (2. Stufe). Jede Verdichtereinheit 10, 18 besitzt einen Einlass 20, 22 und einen Auslass 24, 26 und ist über eine Antriebswelle 28, 30 mit einer Riemenscheibe 32, 34 verbunden. Die Riemenscheiben 32, 34 der Verdichtereinheiten 10, 18 sind über einen gemeinsamen Antriebsriemen 36 mit der Riemenscheibe 38 verbunden. An die Riemenscheibe 38 ist mittels einer Antriebswelle 40 ein einzelnes Antriebsaggregat 42 gekoppelt, welches die erste und zweite Verdichtereinheit gemeinsam antreibt. Zwischen den Verdichtereinheiten 10, 18 befindet sich eine Kühleinrichtung 44. Die Verbindung zwischen der Kühleinrichtung 44 und den Verdichtereinheiten 10, 18 wird durch Leitungen 14, 16 hergestellt. Die Drehzahl n0 des Antriebsaggregats 42 wird entsprechend den Übersetzungsverhältnissen zwischen den Riemenscheiben 30, 36, 38 in die Drehzahlen n1 und n2 der Verdichtereinheiten 10, 18 übersetzt. Das Fördermedium mit dem Vordruck p0 wird in der ersten Verdichtereinheit 10 mit Drehzahl n1 verdichtet und dadurch der Auslassdruck p1 erzeugt. Dieser Auslassdruck p1 ist gleich dem Einlassdruck der zweiten Verdichtereinheit 18. Mit der zwischen den Verbindungsleitungen 14, 16 angeordneten Kühleinrichtung 44 wird das in der ersten Verdichterstufe 10 vorverdichtete Fördermedium entsprechend der Kühlleistung abgekühlt. Nun wird das in der ersten Verdichtereinheit 10 auf den Druck p1 vorverdichtete und mit der Kühleinrichtung gekühlte Fördermedium der zweiten Verdichterstufe 18 zugeführt. In der zweiten Verdichterstufe wird das Fördermedium mit der Drehzahl n2 auf den Auslassdruck p2 verdichtet. Der Auslassdruck p2 wird mit der zweiten Druckmesseinheit 48 bestimmt. Aus dem Arbeitschema und den obigen Erläuterungen ist ersichtlich, dass aufgrund vorgegebener Übersetzungsverhältnisse zwischen den Riemenscheiben 32, 34, 38 sich die Verdichtereinheiten 10, 18 nur mit ganz bestimmten Kombinationen der Drehzahlen n0, n1, n2 betreiben lassen, wodurch wiederum nur ganz bestimmte Kombinationen der Auslassdrücke p1, p2 möglich sind.
  • Wie aus 2 hervorgeht besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einer ersten Verdichtereinheit 10 (1. Stufe) und einer mit dieser in Strömungsrichtung 12 über Leitungen 14, 16 verbundenen zweiten Verdichtereinheit 18 (2. Stufe). An diese Leitungen ist eine Kühleinrichtung 44 angeschlossen. Jede Verdichtereinheit 10, 18 besitzt einen Einlass 20, 22 und einen Auslass 24, 26. Die erste Verdichtereinheit 10 wird durch ein erstes Antriebsaggregat 50 und die zweite durch ein zweites Antriebsaggregat 52 über separate Antriebswellen 28, 30 mit den Drehzahlen n1 und n2 angetrieben. Als Arbeitsparameter wird durch integrierte Drehzahlgeber an dem ersten Antriebsaggregat 50 die Drehzahl n1 und an dem zweiten Antriebsaggregat 52 die Drehzahl n2 kontinuierlich gemessen und an die Steuereinheit 54 über Leitungen 56, 58 übermittelt. Alternativ kann bei der Verwendung eines Elektromotors, z.B. eines Drehstromasynchronmotors, die Drehzahl n1 durch einen ersten Frequenzumrichter des ersten Antriebsaggregats 50 und die Drehzahl n2 durch einen zweiten Frequenzumrichter des zweiten Antriebsaggregats 52 erfasst und über Leitungen 56, 58 an die Steuereinheit 54 übermittelt werden. Als weitere Arbeitsparameter werden mit Hilfe von Druckmesseinheiten 46, 48 die Auslassdrücke p1, p2 gemessen und über die Leitungen 60, 62 an die Steuereinheit weitergeleitet.
  • Ebenso werden aus den Frequenzumrichtern die Leistungsaufnahmen erfasst und als Summe ermittelt.
  • In der Steuereinheit werden die kontinuierlich übermittelten Arbeitsparameter Drehzahl n1, n2 und Auslassdruck p1, p2 miteinander derart korreliert, das z.B. ein für einen Produktionsprozess erforderlicher und deshalb vorgegebener Auslassdruck p1 auch bei wechselnder Fördermenge konstant gehalten wird. Dabei ist besonders vorteilhaft, das durch optimale Abstimmung der Drehzahlen n1, n2 der Verdichtereinheiten 10, 18, z.B. mit Hilfe einer Fuzzy-Logic, die Gesamtleistungsaufnahme der Verdichtereinheiten minimal und deshalb der Wirkungsgrad der gesamten Verdichteranlage sehr hoch ist.
  • Alternativ kann die Summe der Leistungsaufnahmen als Minimalwert derart eingeregelt werden, das die Drehzahl n1 in kleinen Schritten verändert wird und dabei jeweils die Gesamtleistungsaufnahme gemessen und gespeichert wird. Anschließend wird die bestimmte optimale Drehzahl n1 mit der geringsten ermittelten Gesamtleistungsaufnahme eingestellt. Nachfolgend kann ebenso der optimale Wert für n2 ermittelt und eingestellt werden.
  • 10
    erste Verdichtereinheit (1. Stufe)
    12
    Strömungsrichtung
    14
    Leitung
    16
    Leitung
    18
    zweite Verdichtereinheit (2. Stufe)
    20
    Einlass der 1. Stufe
    22
    Einlass der 2. Stufe
    24
    Auslass der 1. Stufe
    26
    Auslass der 2. Stufe
    28
    Antriebsachse der 1. Stufe
    30
    Antriebsachse der 2. Stufe
    32
    Riemenscheibe der 1. Stufe
    34
    Riemenscheibe der 2. Stufe
    36
    Antriebsriemen
    38
    Riemenscheibe
    40
    Antriebswelle
    42
    Antriebsaggregat
    44
    Kühleinrichtung
    46
    Erste Druckmesseinheit
    48
    Zweite Druckmesseinheit
    50
    erstes Antriebsaggregat
    52
    zweites Antriebsaggregat
    54
    Steuereinheit
    56
    Leitung
    58
    Leitung
    60
    Leitung
    62
    Leitung

Claims (11)

  1. Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien in einer Schraubenverdichteranlage, die aus mindestens zwei Schraubenverdichtereinheiten (10, 18) besteht, wobei der Auslass (24) der jeweils vorgeschalteten Schraubenverdichtereinheit (10) mit dem Einlass (22) der jeweils nachgeschalteten Schraubenverdichtereinheit (18) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schraubenverdichtereinheit (10, 18) von einem eigenen Antriebsaggregat (50, 52) angetrieben ist, und zumindest ein Teil der Arbeitsparameter der mindestens zwei Schraubenverdichtereinheiten (10, 18) erfasst und verarbeitet wird und die Antriebsaggregate (50, 52) der mindestens zwei Schraubenverdichtereinheiten (10, 18) über die erfassten Arbeitsparameter der Schraubenverdichtereinheiten (10, 18) gesteuert oder geregelt werden, so dass mittels der Änderung der Arbeitsparameter der Antriebsaggregate (50, 52) (Stromaufnahme, Spannungsaufnahme oder Kraftstoffzufuhr) die Drehzahl (n1) der jeweils vorgeschalteten Schraubenverdichtereinheit (10) mit der Drehzahl (n2) der jeweils nachgeschalteten Schraubenverdichtereinheit (18) derart korreliert wird, dass a) der End-Auslassdruck oder die End-Fördermenge der Schraubenverdichteranlage konstant gehalten wird, und/oder b) die Gesamtleistungsaufnahme der Schraubenverdichteranlage minimiert wird, oder c) bei vorgegebener Gesamtleistungsaufnahme ein maximaler End-Auslassdruck bzw. ein maximales End-Fördervolumen erreicht wird.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei welchem mindestens ein Antriebsaggregat (50, 52) ein Elektromotor ist.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 2, bei welchem mindestens ein Elektromotor ein Drehstromasynchronmotor ist.
  4. Verfahren nach Patentanspruch 3, bei welchem die Regelung über einen Frequenzumwandler erfolgt.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 2, bei welchem mindestens ein Elektromotor ein Reluktanzmotor ist.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 2, bei welchem mindestens ein Elektromotor ein Gleichstrommotor ist.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei welchem mindestens ein Antriebsaggregat (50, 52) ein Verbrennungsmotor ist.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei welchem die Arbeitsparameter ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Drehzahl, Fördervolumen, Stromaufnahme, Spannungsaufnahme, Kraftstoffzufuhr, Leistungsaufnahme, Einlassdruck und Auslassdruck.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei welchem die Verbindung zwischen zwei aufeinandergeschalteten Verdichtereinheiten (10, 18) eine Kühleinrichtung (44) aufweist.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei welchem der vom Fördermedium zuletzt durchströmten Verdichtereinheit eine Kühleinrichtung nachgeschaltet ist.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei welchem zu Beginn der vom Fördermedium durchströmten Verdichtereinheit eine Kühleinrichtung vorgeschaltet ist.
DE2000103869 2000-01-28 2000-01-28 Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien Expired - Fee Related DE10003869C5 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000103869 DE10003869C5 (de) 2000-01-28 2000-01-28 Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000103869 DE10003869C5 (de) 2000-01-28 2000-01-28 Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE10003869A1 DE10003869A1 (de) 2001-08-16
DE10003869C2 DE10003869C2 (de) 2003-07-17
DE10003869C5 true DE10003869C5 (de) 2007-11-08

Family

ID=7629143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000103869 Expired - Fee Related DE10003869C5 (de) 2000-01-28 2000-01-28 Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10003869C5 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017107601A1 (de) 2017-04-10 2018-10-11 Gardner Denver Deutschland Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Schraubenverdichters
US10816001B2 (en) 2017-04-10 2020-10-27 Gardner Denver Deutschland Gmbh Compressor system with internal air-water cooling
US11067084B2 (en) 2017-04-10 2021-07-20 Gardner Denver Deutschland Gmbh Pulsation mufflers for compressors

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2367332B (en) * 2000-09-25 2003-12-03 Compair Uk Ltd Improvements in multi-stage screw compressor drive arrangements
DE10240600A1 (de) * 2002-09-03 2004-03-18 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren zur Erzeugung von Druckluft und Kompressoranordnung zur Durchführung des Verfahrens
US7096681B2 (en) * 2004-02-27 2006-08-29 York International Corporation System and method for variable speed operation of a screw compressor
DE102020115787A1 (de) * 2020-06-16 2021-12-16 Man Truck & Bus Se Kraftfahrzeug mit Druckluftsystem

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3407996A (en) * 1966-06-22 1968-10-29 Atlas Copco Ab Screw compressor units
US3922110A (en) * 1974-01-28 1975-11-25 Henry Huse Multi-stage vacuum pump
DE2746948A1 (de) * 1976-10-19 1978-04-20 Sterling Drug Inc Verfahren und vorrichtung zum liefern von druckgas
DE3202993C2 (de) * 1982-01-29 1986-07-10 Aerzener Maschinenfabrik Gmbh, 3251 Aerzen Drehkolbenverdichter
US5743715A (en) * 1995-10-20 1998-04-28 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for load balancing among multiple compressors
DE19711510A1 (de) * 1997-03-19 1998-09-24 Aerzener Maschf Gmbh Schraubenverdichter
WO1999004325A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-28 Leybold Vakuum Gmbh An apparatus and method for regulating a pressure in a chamber
DE19816241C1 (de) * 1998-04-11 1999-10-28 Vacuubrand Gmbh & Co Membran- oder Kolbenpumpe oder kombinierte Membran-/Kolbenpumpe mit Einrichtung zur druckabhängigen Reduzierung der Schöpfraumvergrößerungsgeschwindigkeit
DE19932433A1 (de) * 1999-07-12 2000-01-27 Regar Karl Nikolaus Verfahren zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Verdrängerkompressoren

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4116031A (en) * 1976-12-20 1978-09-26 The Boeing Company Flux concentrator for electromagnetic pulling

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3407996A (en) * 1966-06-22 1968-10-29 Atlas Copco Ab Screw compressor units
US3922110A (en) * 1974-01-28 1975-11-25 Henry Huse Multi-stage vacuum pump
DE2746948A1 (de) * 1976-10-19 1978-04-20 Sterling Drug Inc Verfahren und vorrichtung zum liefern von druckgas
DE3202993C2 (de) * 1982-01-29 1986-07-10 Aerzener Maschinenfabrik Gmbh, 3251 Aerzen Drehkolbenverdichter
US5743715A (en) * 1995-10-20 1998-04-28 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for load balancing among multiple compressors
DE19711510A1 (de) * 1997-03-19 1998-09-24 Aerzener Maschf Gmbh Schraubenverdichter
WO1999004325A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-28 Leybold Vakuum Gmbh An apparatus and method for regulating a pressure in a chamber
DE19816241C1 (de) * 1998-04-11 1999-10-28 Vacuubrand Gmbh & Co Membran- oder Kolbenpumpe oder kombinierte Membran-/Kolbenpumpe mit Einrichtung zur druckabhängigen Reduzierung der Schöpfraumvergrößerungsgeschwindigkeit
DE19932433A1 (de) * 1999-07-12 2000-01-27 Regar Karl Nikolaus Verfahren zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Verdrängerkompressoren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LV-Komponenten Katalog 97/98 von Leybold Vakuum GmbH *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017107601A1 (de) 2017-04-10 2018-10-11 Gardner Denver Deutschland Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Schraubenverdichters
DE102017107601B4 (de) * 2017-04-10 2019-11-07 Gardner Denver Deutschland Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Schraubenverdichters
US10816001B2 (en) 2017-04-10 2020-10-27 Gardner Denver Deutschland Gmbh Compressor system with internal air-water cooling
US11067084B2 (en) 2017-04-10 2021-07-20 Gardner Denver Deutschland Gmbh Pulsation mufflers for compressors

Also Published As

Publication number Publication date
DE10003869A1 (de) 2001-08-16
DE10003869C2 (de) 2003-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60028801T2 (de) Mehrstufige verdichteranlage und verfahren zur regelung derselben
DE60117821T2 (de) Mehrstufiger schraubenverdichter
EP3601797B1 (de) Kolbenkompressor mit erweitertem regelbereich
WO2009112479A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen von erdgasbrennstoff
DE10013098A1 (de) Anlage zur Erzeugung von Druckluft
DE3032292A1 (de) Verbesserter regler fuer umlaufende hochleistungsmaschinen
EP3146215B1 (de) Mehrstufige verdichteranlage mit hydrodynamischer strömungskupplung
DE10003869C5 (de) Verfahren zum Komprimieren von fluiden Fördermedien
EP1356206B1 (de) Verfahren zum aufrechterhalten einer konstanten ausgangsgrösse einer förderpumpe, z.b. ihres fördervolumens, die von einer in ihrer drehzahl variablen antriebsvorrichtung angetrieben wird, sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP2133568A1 (de) Mehrstufiger Kolbenkompressor
DE102011013151A1 (de) Verfahren zur Kühlmittelversorgung, Schaltanordnung und Werkzeugmaschine
WO2011023690A2 (de) Verdichter
WO2023217533A1 (de) Brennstoffzellensystem und verfahren zu dessen betrieb
WO2020025754A1 (de) Vakuumpumpe
DE2746948A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum liefern von druckgas
EP3388677A1 (de) Verfahren zur steuerung eines schraubenverdichters
DE102006029888B3 (de) Kompressoranlage
DE102015007552A1 (de) Schraubenmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben
DE2849837A1 (de) Anlage zur komprimierung eines gases
EP2357115B2 (de) Druckluftkompressor und Verfahren zum Betrieb eines Druckluftkompressors
DE102006021928A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung mechanischer Energie
DE202006018288U1 (de) Turbinengenerator zur Erzeugung elektrischer Energie sowie industrielle Anlage
WO2009112500A1 (de) Kurbeltriebwerk
DE3803028C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Komprimieren von gasförmigem Fördermedium
DE102016113067A1 (de) Getriebeturbomaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8363 Opposition against the patent
8369 Partition in:

Ref document number: 10066362

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

Q171 Divided out to:

Ref document number: 10066362

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

8366 Restricted maintained after opposition proceedings
8392 Publication of changed patent specification
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee