DE10328416A1

DE10328416A1 - Compressor plant for compressed air and nitrogen has compressed air and compressed nitrogen tanks, and selectively permeable gas filter to produce nitrogen of high purity, e.g. for tire inflaters etc.

Info

Publication number: DE10328416A1
Application number: DE2003128416
Authority: DE
Inventors: Wilfried Schneider
Original assignee: Schneider Druckluft GmbH
Current assignee: Schneider Druckluft GmbH
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-27

Abstract

The plant has a compressor (1), a compressed air tank (2), and a device for compressed air processing. The air tank is connected to a compressed nitrogen tank (6) via a selectively permeable gas filter (4), which permits filtered nitrogen to flow into the tank via a nitrogen line (5). A regulateable shut-off valve (9) in a compressed air line (3) between tank and filter opens/closes the line, when the pressure in the nitrogen tank falls to a low level/rises to a top level. An adjustable throttle valve (11) is located in the nitrogen line for flow volume control, and the line also contains a volume measurer (12). Both tanks have shut-off connections (16) for tire inflation devices and/or other appliances operated under gas pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kompressoranlage gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a compressor system according to the preamble of the claim 1.

Es sind Kompressoranlagen sowohl als stationäre und auch als fahrbare Anlagen bekannt, mit denen Druckluft für die unterschiedlichsten Anwendungszwecke erzeugt werden kann. Eine solche Einrichtung mit einem Luftverdichter, der ein Kolbenkompressor oder ein Schraubenkompressor sein kann, ist aus der DE 199 42 763 A1 bekannt. Ein transportables Druckluftaggregat zeigt die DE 39 25 875 C2 .There are known compressor systems both stationary and as mobile equipment with which compressed air for a variety of applications can be generated. Such a device with an air compressor, which may be a reciprocating compressor or a screw compressor is from the DE 199 42 763 A1 known. A portable compressed air unit shows the DE 39 25 875 C2 ,

Weiterhin ist es grundsätzlich bekannt, Stickstoff, der unter anderem zum Füllen von Autoreifen sehr vorteilhaft verwendbar ist, durch ein Filterverfahren aus der Umgebungsluft herauszufiltern. Hierfür werden Filtereinrichtungen verwendet, die nach dem Verfahren der selektiven Permeation arbeiten, d.h. es werden Filtereinrichtungen verwendet, die für Sauerstoff durchlässig sind und den Sauerstoffanteil mit weiteren Gaspartikeln als sogenanntes Spül-Gas ableiten. In diesem Zusammenhang ist wesentlich, dass 78% der Luft, die wir einatmen, aus Stickstoff besteht.Farther it is basically known, nitrogen, which is very advantageous, inter alia, for filling car tires is usable, by a filtering method from the ambient air filter out. For this will be Filtering devices used according to the method of selective Permeation work, i. filter devices are used, the for Oxygen permeable are and the oxygen content with other gas particles as so-called Purge gas derived. In this context, it is essential that 78% of the air, which we inhale consists of nitrogen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompressoranlage für Druckluft und Stickstoff zu schaffen, die Stickstoff mit einem hohen Reinheitsgrad in einem Stickstoff-Druckbehälter bereitstellen kann.Of the Invention is based on the object, a compressor system for compressed air and nitrogen to create the nitrogen with a high degree of purity in a nitrogen pressure vessel can provide.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Der Druckluftbehälter der erfindungsgemäßen Kompressoranlage ist über eine selektiv wirkende Gasfiltereinheit mit einem Stickstoff-Druckbehälter verbunden, so dass mit entsprechendem Druck die Druckluft in der Gasfiltereinheit in einen Stickstoffanteil und ein abzuleitendes Spül-Gas aufgetrennt wird. In den Stickstoff-Druckbehälter gelangt auf diese Weise Stickstoff mit einem Reinheitsgrad von über 95%, wobei ohne weiteres auch ein Reinheitsgrad von über 99% erzielt werden kann. Die erfindungsgemäße Kompressoranlage bietet somit insbesondere als fahrbare oder transportable Anlage den Vorteil, dass an unterschiedlichen Einsatzstellen sowohl Druckluft als auch unter Druck stehender Stickstoff zur Verfügung gestellt werden kann, beispielsweise zum Füllen von Autoreifen.The solution receives this task one by the features specified in claim 1. The compressed air tank of inventive compressor system is over a selectively acting gas filter unit connected to a nitrogen pressure vessel, so that with appropriate pressure the compressed air in the gas filter unit separated into a nitrogen content and a rinsing gas to be derived becomes. Into the nitrogen pressure vessel passes in this way nitrogen with a purity of over 95%, whereby a degree of purity of over 99% can be achieved without further ado. The compressor system according to the invention thus offers especially as a mobile or transportable system the advantage that at different sites both compressed air as pressurized nitrogen can also be provided, for example for filling from car tires.

Die Verwendung von Stickstoff zum Füllen von Autoreifen hat mehrere Vorteile. Der Reifendruck wird über sehr lange Zeit konstant gehalten, was zu einer Verbesserung der Sicherheit und auch zur Verringerung des Rollwiderstands beiträgt. Außerdem hat Stickstoff die Eigenschaften, dass es keine Korrosion an Stahlteilen hervorruft, die sich an der Felge und auch als Stahlarmierung im Reifen selbst befinden. Mit Stickstoff betriebene Reifen haben eine längere Haltbarkeit, wozu auch die Tatsache beiträgt, dass Stickstoff dem Alterungsprozess des Reifengummis entgegenwirkt. Selbst bei einem auftretenden Reifenbrand hat Stickstoff eine vorteilhafte Wirkung, nämlich dass dieser als Löschgas dient und Reifenbrände somit zu vermeiden hilft.The Use of nitrogen to fill Car tires have several advantages. The tire pressure is over very kept constant for a long time, resulting in improved safety and also contributes to the reduction of rolling resistance. Besides, has Nitrogen's properties that there is no corrosion on steel parts causes, which itself at the rim and also as Stahlarmierung in the Tires are located by yourself. Nitrogen-powered tires have one longer Durability, which also contributes to the fact that nitrogen is the aging process counteracts the tire rubber. Even if a tire fire occurs Nitrogen has a beneficial effect, namely that this serves as an extinguishing gas and tire fires thus helps to avoid.

Die bevorzugte Ausführungsform verwendet ein steuerbares Absperrventil in der Druckluftleitung vor der Gasfiltereinheit, um bei vollständig befülltem Stickstoff Druckbehälter den Filtervorgang unterbrechen zu können. Dadurch wird verhindert, dass nicht ständig Spül-Gas aus der Gasfiltereinheit abgeleitet wird und ein damit verbundener Druckverlust im Druckluftbehälter auftritt.The preferred embodiment uses a controllable shut-off valve in the compressed air line the gas filter unit to the fully filled nitrogen pressure vessel the To interrupt filtering process. This will prevent it from constantly flushing gas from the gas filter unit is derived and associated pressure loss occurs in the compressed air tank.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist zusätzlich eine Einrichtung zur Einstellung des Volumenstroms in der zum Stickstoff-Druckbehälter führenden Stickstoffleitung vorgesehen. Durch die Volumenstromeinstellung kann beispielsweise durch Reduzierung des Volumenstroms eine Erhöhung des Reinheitsgrades für den bereitgestellten Stickstoff erzielt werden.at A particularly advantageous embodiment is additionally a Device for adjusting the volume flow in the direction leading to the nitrogen pressure vessel Provided nitrogen line. By the volume flow adjustment For example, by reducing the volume flow, an increase in the Purity for the nitrogen provided.

Die Einstellung des Volumenstroms kann auf einfache Weise mittels eines einstellbaren Drosselventils erfolgen, wobei in Verbindung mit einem zusätzlich vorgesehenen Volumenstrommessgerät dann von Hand am Drosselventil der gewünschte Volumenstrom eingestellt werden kann.The Volumetric flow can be adjusted easily by means of a adjustable throttle valve, wherein in conjunction with a additionally provided volumetric flow meter then The desired volume flow is set manually on the throttle valve can be.

Damit die Kompressoranlage universell einsetzbar ist, sind sowohl am Druckluftbehälter als auch am Stickstoff-Druckbehälter Anschlüsse vorgesehen, an denen Reifenfüllgeräte und/oder andere mit Gasdruck betriebene Geräte anschließbar sind.In order to The compressor system is universally applicable, both on the compressed air tank and at the nitrogen pressure vessel connections provided at which Reifenfüllgeräte and / or other devices operated with gas pressure can be connected.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht eine selbsttätige Begrenzung des Volumenstroms auf einen vorgegebenen bzw. einstellbaren maximalen Wert vor, wobei hierfür eine elektrische Volumenstromsteuerung zum Einsatz kommen kann.A Further development of the invention provides an automatic limitation of the volume flow to a predetermined or adjustable maximum value, wherein therefor an electrical volume flow control can be used.

Vorteilhaft ist es auch der Gasfiltereinheit geeignete Schmutzfilter vorzuschalten, die mit einer selbsttätigen Kondensatableitung ausgestattet sind. Auch aus dem Druckluftbehälter kann das dort anfallende Kondensat selbsttätig, z.B. bei jedem Ein- oder Ausschaltvorgang des Kompressors durch kurzzeitiges Öffnen eines elektromagnetischen Ablassventils erfolgen.Advantageous it is also the gas filter unit upstream suitable dirt filter, with an automatic Condensate drainage are equipped. Also from the compressed air tank can the condensate accumulating there automatically, e.g. every time you turn it on or off the compressor by briefly opening an electromagnetic Drain valve done.

Der verwendete Kompressor kann als Kolbenkompressor oder Schraubenkompressor ausgebildet sein, wobei eine Druckluftaufbereitung in Verbindung mit einem Kondensattrockner und durch Verwendung von Partikelfilter und Aktivkohlefilter erfolgen kann.The compressor used can be used as a col benkompressor or screw compressor may be formed, wherein a compressed air treatment can be carried out in conjunction with a condensate dryer and by using particulate filter and activated carbon filter.

Vorteilhaft ist es weiterhin, den Druckluftspeicher mit einem deutlich größeren Volumen auszubilden als den Stickstoff-Druckbehälter, da zur Bereitstellung eines bestimmten Stickstoffvolumens ein wesentlich größeres Luftvolumen erforderlich ist.Advantageous It is still the compressed air storage with a much larger volume form as the nitrogen pressure vessel, there to provide a certain volume of nitrogen a much larger volume of air is required.

Bei einer fahrbaren oder tragbaren Kompressoranlage kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn das Volumen des Druckluftspeichers gleichgroß ist wie das des Stickstoff Druckbehälters.at However, a portable or portable compressor system, it may be advantageous be when the volume of the compressed air storage is the same size as that of the nitrogen pressure vessel.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Invention will now be described with reference to the drawing embodiments explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine stationäre Kompressoranlage mit Druckluftbehälter und Stickstoff Druckbehälter, 1 a stationary compressor unit with compressed air tank and nitrogen pressure tank,

2 eine Kompressoranlage, tragbar montiert auf einer Palette in Vorderansicht, 2 a compressor system, portable mounted on a pallet in front view,

3 die Kompressoranlage von 2 in Seitenansicht, 3 the compressor system of 2 in side view,

4 eine fahrbar ausgebildete Kompressoranlage mit gleich großen Druckbehältern für Druckluft und Stickstoff in der Vorderansicht und 4 a mobile trained compressor system with equal pressure tanks for compressed air and nitrogen in the front view and

5 die fahrbare Kompressoranlage von 4 in Seitenansicht. 5 the mobile compressor system of 4 in side view.

Die in 1 dargestellte Kompressoranlage besitzt einen als Kolbenkompressor ausgebildeten Kompressor 1, der auf einem Druckluftspeicher 2 montiert ist. Über eine Druckluftleitung 3 und eine Gasfiltereinheit 4 sowie eine Stickstoffleitung 5 steht der Druckluftbehälter 2 mit einem Stickstoff-Druckbehälter 6 in Verbindung. Außerdem sind Filtereinrichtungen 7, 8 der Gasfiltereinheit 4 vorgeschaltet, die als Partikelfilter und Aktivkohlefilter ausgebildet sein können.In the 1 shown compressor unit has a compressor designed as a piston compressor 1 standing on a compressed air storage 2 is mounted. Via a compressed air line 3 and a gas filter unit 4 and a nitrogen line 5 is the compressed air tank 2 with a nitrogen pressure vessel 6 in connection. There are also filter devices 7 . 8th the gas filter unit 4 upstream, which can be configured as a particle filter and activated carbon filter.

Den Filtereinrichtungen ist ein steuerbares Absperrventil 9 vorgeschaltet, welches von einem am Stickstoff-Druckbehälter 6 montiertem Druckwächter 10 gesteuert wird.The filter devices is a controllable shut-off valve 9 upstream of which one of the nitrogen pressure vessel 6 mounted pressure switch 10 is controlled.

Nach der Gasfiltereinheit 4 sind in die Stickstoffleitung 5 ein einstellbares Drosselventil 11 und ein Volumenstrommessgerät 12 eingesetzt. Die Filtereinrichtungen 7, 8 sind ebenso wie der Druckluftspeicher 2 über Kondensatleitungen 13 mit einer Ablassvorrichtung 14 verbunden, die die Kondensatableitung automatisch steuert.After the gas filter unit 4 are in the nitrogen line 5 an adjustable throttle valve 11 and a volumetric flow meter 12 used. The filter devices 7 . 8th are just like the compressed air storage 2 via condensate lines 13 with a discharge device 14 connected, which controls the condensate drain automatically.

Die mit strichpunktierter Line umrahmten Einrichtungen bilden eine Stickstoff Erzeugungseinheit 15 mit der Gasfiltereinheit 4. In der Gasfiltereinheit 4 wird die einströmende Druckluft in an sich bekannter Weise aufgespalten in einen Stickstoffanteil und in ein sogenanntes Spülgas, welches in die Umgebung abgelassen wird. Der Stickstoffanteil gelangt dann über die Stickstoffleitung 5 in den Stickstoff Druckbehälter 6, und zwar so lange, bis der Druckwächter 10 das Erreichen des eingestellten maximalen Drucks, z.B. 12 bar, feststellt und das Absperrventil 9 sperrt. Ab diesem Zeitpunkt kann dann keine weitere Druckluft zur Gasfiltereinheit 4 strömen, so dass auch kein weiteres Spül-Gas nach außen austritt. Das Sperren des Absperrventils 9 bewirkt, dass kein unnötiger Druckabfall im Druckbehälter 2 durch das sonst austretende Spül-Gas entstehen kann.The dash-lined lines form a nitrogen generating unit 15 with the gas filter unit 4 , In the gas filter unit 4 the incoming compressed air is split in a conventional manner in a nitrogen content and in a so-called purge gas, which is discharged into the environment. The nitrogen then passes through the nitrogen line 5 in the nitrogen pressure vessel 6 , and that until the pressure monitor 10 reaching the set maximum pressure, eg 12 bar, and the shut-off valve 9 locks. From this point on, no additional compressed air can enter the gas filter unit 4 flow, so that no further flushing gas escapes to the outside. The locking of the shut-off valve 9 causes no unnecessary pressure drop in the pressure vessel 2 may result from the otherwise escaping flushing gas.

Am Druckluftbehälter 2 und am Stickstoff-Druckbehälter 6 befinden sich absperrbare Anschlüsse 16, für Reifenfüllgeräte oder andere mit Gasdruck betriebene Geräte. In der Stickstoffleitung 5 ist noch ein Rückschlagventil 17 angeordnet.At the compressed air tank 2 and at the nitrogen pressure vessel 6 there are lockable connections 16 , for tire inflation equipment or other devices powered by gas pressure. In the nitrogen line 5 is still a check valve 17 arranged.

Zu der automatischen Kondensatableitung ist noch anzumerken, dass diese bei jedem Ein- oder Ausschaltvorgang des Kompressors 1 durch kurzzeitiges Öffnen eines elektromagnetischen Ablassventils erfolgen kann. Hierfür kann ein so genanntes Zeitglied mit der Steuerung des Kompressors gekoppelt sein, welches beispielsweise für wenige Sekunden die Kondensatleitungen 13 öffnet.Regarding automatic condensate drainage, it should be noted that this occurs every time the compressor is switched on or off 1 can be done by briefly opening an electromagnetic drain valve. For this purpose, a so-called timer may be coupled to the controller of the compressor, which, for example, the condensate lines for a few seconds 13 opens.

Die in den weiteren 2 und 3 dargestellte Kompressoranlage arbeitet nach dem anhand von 1 dargestellten Prinzip zur Bereitstellung von Druckluft und Stickstoff Die entsprechenden Einrichtungen sind deshalb mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Bei dem Kompressor 1 handelt es sich um einen Kolbenkompressor herkömmlicher Bauart. Sämtliche Einrichtungen der Kompressoranlage sind auf einer Palette 18 montiert, so dass ein einfacher Standortwechsel mittels Gabelstapler möglich ist.The in the other 2 and 3 shown compressor system operates on the basis of 1 illustrated principle for providing compressed air and nitrogen The corresponding devices are therefore provided with the same reference numbers. At the compressor 1 it is a piston compressor of conventional design. All facilities of the compressor system are on a pallet 18 mounted, so that a simple change of location by means of a forklift is possible.

Die Ausführungsform gemäß 4 und 5 ist eine von Hand fahrbare Kompressoranlage, deren beide Druckbehälter beispielsweise ein Volumen von jeweils 50 l haben können. Bei der Kompressoranlage gemäß 2 und 3 hat der Druckluftbehälter 2 beispielsweise ein Volumen von 300 l und der Stickstoff Druckbehälter 6 ein Volumen von 50 l.The embodiment according to 4 and 5 is a manually operated compressor system, the two pressure vessels, for example, have a volume of 50 l each. In the compressor system according to 2 and 3 has the compressed air tank 2 for example, a volume of 300 l and the nitrogen pressure vessel 6 a volume of 50 l.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele können zusätzlich mit einem Kältetrockner ausgestattet sein, wie er bei herkömmlichen Druckluftanlagen Verwendung findet. Der Druck im Druckluftbehälter sowie im Stickstoff-Druckbehälter kann beispielsweise bis zu 14 bar betragen.The illustrated embodiments may additionally be equipped with a refrigeration dryer, as in conventional compressed air Ver finds application. The pressure in the compressed air tank and in the nitrogen pressure vessel, for example, be up to 14 bar.

Claims

Compressor system with a compressor ( 1 ) and a compressed air tank ( 2 ) and facilities for compressed air treatment, characterized in that the compressed air tank ( 2 ) via a selectively permeable gas filter unit ( 4 ) to a nitrogen pressure vessel ( 6 ) connected by means of the gas filter unit ( 4 ) filtered nitrogen flows in and can be stored under pressure.

Compressor system according to claim 1, characterized in that in the compressed air line ( 3 ) between compressed air tanks ( 2 ) and gas filter unit ( 4 ) a controllable shut-off valve ( 9 ), the compressed air line ( 3 ) in a nitrogen pressure vessel ( 6 ) occludes predetermined upper pressure value and opens at a lower pressure value.

Compressor system according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the gas filter unit ( 4 ) to the nitrogen pressure vessel ( 6 ) leading nitrogen line ( 5 ) is arranged a device for adjusting the volume flow.

Compressor system according to claim 3, characterized in that an adjustable throttle valve ( 11 ) is provided for adjusting the volume flow.

Compressor system according to one of the preceding claims, characterized in that in the nitrogen line ( 5 ) a volumetric flow meter ( 12 ) is used.

Compressor installation according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed air tank ( 2 ) and at the nitrogen pressure vessel ( 6 ) each lockable connections ( 16 ) are arranged for Reifenfüllgeräte and / or other devices operated by gas pressure.

Compressor system according to one of the preceding claims, characterized in that the volume flow in the nitrogen to the pressure vessel ( 6 ) leading nitrogen line ( 5 ) is automatically limited to a predetermined maximum value by means of a volume control.

Compressor installation according to one of the preceding claims, characterized in that the gas filter unit ( 4 ) at least one dirt filter ( 7 . 8th ) and that an automatic condensate drainage at the dirt filter ( 7 . 8th ) and on the compressed air tank ( 2 ) he follows.

Compressor plant according to claim 8, characterized in that the condensate drainage at each on or off operation of the compressor ( 1 ) by briefly opening an electromagnetic drain valve.

Compressor installation according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor ( 1 ) is a reciprocating compressor or screw compressor and a refrigerant dryer extracts moisture from the compressed air.

Compressor installation according to one of the preceding claims, characterized in that the volume of the compressed air reservoir ( 2 ) a multiple of the volume of the nitrogen pressure vessel ( 6 ) is.

Compressor system according to one of claims 1 to 10, characterized in that in a mobile compressor system, the volume of compressed air reservoir ( 2 ) and nitrogen pressure vessels ( 6 ) is the same size.