DE1107887B

DE1107887B - Controller to prevent pumping in flow compressors

Info

Publication number: DE1107887B
Application number: DEP18362A
Authority: DE
Inventors: Norman Albert Dimmock
Original assignee: Power Jets Research and Development Ltd
Current assignee: Power Jets Research and Development Ltd
Priority date: 1957-04-16
Filing date: 1957-04-16
Publication date: 1961-05-31

Description

Regler zur Pumpverhütung bei Strömungsverdichtern Die Erfindung betrifft einen Regler zur Pumpverhütung bei Strömungsverdichtern mit zwei über je eine Stellvorrichtung auf vorzugsweise je ein den Durchsatz des Verdichters beeinflussendes und beispielsweise als Abblasventil ausgebildetes Stellglied wirkenden Regelvorrichtungen, von denen die eine schnell und die andere langsam wirkt, wobei die langsam wirkende bei flberschreitung eines bestimmten Förderdruckes und/oder Unterschreitung eines bestimmten Durchsatzes des Verdichters anspricht.Flow Compressor Anti-surge Regulator The invention relates to a controller to prevent pumping in flow compressors with two via one adjusting device each on preferably one influencing the throughput of the compressor and, for example designed as a blow-off valve actuator acting control devices, of which one acts quickly and the other slowly, with the slow acting when exceeded a certain delivery pressure and / or falling below a certain throughput of the compressor responds.

Beim Betrieb einer einen Strömungsverdichter enthaltenden Druckgaserzeugungsanlage müssen häufig auf den Strömungsdruck ansprechende Regelvorrichtungen vorgesehen werden, um die Anlage vor Schäden und insbesondere vor vorübergehenden, zeitgebundenen Störungen zu bewahren. Bekanntlich sind die Anstellwinkel der Verdichterschaufeln an ganz bestimmte Verhältnisse von Strömungsgeschwindigkeit und Drehzahl des Verdichters angepaßt, und der Verdichter kann nur arbeiten, solange diese Verhältnisse nicht über ein bestimmtes Maß hinaus verändert werden. So hat man z. B. festgestellt, daß ein Strömungsverdichter bei einer bestimmten Drehzahl und bei einem bestimmten Druckverhältnis zu pumpen anfängt, wenn der Durchsatz unter einen bestimmten Wert sinkt.When operating a pressurized gas generation system containing a flow compressor regulating devices that respond to the flow pressure must often be provided to protect the system from damage and especially from temporary, time-bound Preserve interference. It is well known that the angles of attack of the compressor blades are to very specific conditions of flow velocity and speed of the compressor adapted, and the compressor can only work as long as these conditions do not exist be changed beyond a certain level. So one has z. B. found that a flow compressor at a certain speed and at a certain Pressure ratio starts pumping when the flow rate falls below a certain value sinks.

Zur Vermeidung eines solchen Pumpens sind in den Austrittsleitungen von Verdichtern bereits Abblasventile vorgeschlagen worden, die in Abhängigkeit von auf den Strömungsdruck und die Strömungsmenge ansprechenden Regelvorrichtungen geöffnet werden und dadurch den Durchsatz durch den Verdichter erhöhen. Solche Abblasventile arbeiten jedoch im allgemeinen verhältnismäßig langsam und öffnen sich erst, wenn die an der Stelle des Regelgliedes vorhandenen Strömungsverhältnisse bereits in einem bestimmten Maße gestört sind.To avoid such pumping are in the outlet lines blow-off valves have already been proposed by compressors that depend on of regulating devices responsive to the flow pressure and the flow rate be opened and thereby increase the throughput through the compressor. Such blow-off valves however, generally work relatively slowly and only open when the flow conditions existing at the point of the control element are already shown in are disturbed to a certain extent.

Eine Verbesserung wurde dadurch erreicht, daß man außer der üblichen, langsam wirkenden Betätigungsvorrichtung für das Abblasventil noch eine zusätzliche, schnell wirkende Betätigungsvorrichtung vorgesehen hat. Die letztgenannte Betätigungsvorrichtung spricht auf Änderungen an, welche auf den Anstieg der Drehzahl einer den Verdichter antreibenden Turbine folgen. Nachteilig ist dabei jedoch, daß erst dann die Wirkung dieser schnell wirkenden Betätigungsvorrichtung aufhören und die Vorrichtung zur erneuten Arbeit in ihre Ausgangsstellung zurückgelangen kann, wenn das durch die genannten Änderungen betätigte Regelglied, im bekannten Falle eine Drosselklappe, wieder in die Ausgangsstellung zurückgekehrt ist und damit die genannte Turbine wieder ihre vorherige Drehzahl erlangt hat. Ein fortlaufender Betrieb der Anlage bei wechselnden Betriebsbedingungen, was in vielen Fällen erwünscht ist, ist deshalb auch mit diesem bekannten Regler nicht möglich.An improvement was achieved by the fact that, in addition to the usual, slow-acting actuator for the blow-off valve has an additional, has provided fast acting actuator. The latter actuator responds to changes that affect the increase in the speed of the compressor following the driving turbine. The disadvantage, however, is that only then does the effect this fast acting actuator stop and the device to renewed work can get back to their starting position if that by the mentioned changes actuated control element, in the known case a throttle valve, has returned to the starting position and with it the said turbine has returned to its previous speed. Continuous operation of the facility with changing operating conditions, which is desirable in many cases, is therefore also not possible with this known controller.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Mangel zu beheben und einen solchen Regler zu schaffen, der auch im Falle mehrerer aufeinanderfolgender Änderungen der Betriebsbedingungen der Anlage - ganz unabhängig davon, ob der vor diesen Änderungen ursprünglich vorhandene Betriebszustand schon wiederhergestellt ist oder nicht -ein Pumpen des Verdichters verhindert.The invention is based on the object of the aforementioned deficiency to fix and to create such a regulator, also in the case of several consecutive Changes in the operating conditions of the system - regardless of whether the previous these changes have already been restored to the original operating state is or is not preventing the compressor from pumping.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die schnell wirkende Regelvorrichtung des eingangs genannten Reglers so ausgebildet ist, daß sie auf die Änderungsgeschwindigkeit der durch die langsam wirkende Regelvorrichtung mittel- oder unmittelbar gemessenen Regelgröße anspricht. Hierdurch wird die schnell wirkende Regelvorrichtung nach ihrem Einsatz -und der entsprechend der Auswirkung der Regelung wieder verlangsamten Änderung der Regelgröße -stets selbsttätig wieder so eingestellt, daß sie nunmehr auf Änderungen gegenüber den neuen Strömungsverhältnissen ansprechen kann.According to the invention, the object set is essentially thereby solved that the fast-acting control device of the aforementioned controller is designed so that it slows to the rate of change of the acting control device responds indirectly or directly measured controlled variable. As a result, the fast-acting control device after its use and the The change in the controlled variable is slowed down again according to the effect of the control -Always automatically set again so that they are now opposite to changes can respond to the new flow conditions.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die von der schnell wirkenden Regelvorrichtung aus betätigte Stellvorrichtung mit einer die Rückführung des zugehörigen Stellgliedes in seine Ausgangsstellung verzögernden Vorrichtung versehen.According to a preferred embodiment of the invention is that of the fast-acting control device from actuated adjusting device with a die return of the associated actuator in its initial position delaying device Mistake.

Die schnell wirkende Regelvorrichtung ist dabei vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Störungsquelle angeordnet, d. h. zum Beispiel bei einer vom Verdichteraustritt über eine Druckleitung zu einer Verbraucherstelle führenden Anlage an einer in der Nähe der Verbraucherstelle liegenden Stelle dieser Leitung. Dabei tritt dann die schnell wirkende Regelvorrichtung bereits in Tätigkeit, bevor die von der Verbraucherstelle hervorgerufene Störung bis zum Verdichter selbst gelangt ist, und bleibt so lange in Tätigkeit, bis die üblichen Vorkehrungen zum Verhindern des Pumpens wirksam geworden sind. Diese von der üblichen, langsam wirkenden Regelvorrichtung getroffenen Vorkehrungen umfassen Mittel zur Messung des Druckes und des Durchsatzes, wobei die ersteren auf den Druck am Verdichteraustritt ansprechen und in ihrer Einstellung an die von den letzteren ermittelten Verhältnisse angepaßt sind. Dabei sind diese Regelvorrichtungen zweckmäßig so aufeinander abgestimmt, daß sie eine Regelung entlang einer Regelkurve ergeben, die etwa der Pumpgrenzlinie des Verdichters entspricht.The fast-acting control device is preferably in the immediate vicinity Placed near the source of interference, d. H. for example one from the compressor outlet via a pressure line to a consumer point on a system in the This line is close to the point of use. The fast-acting control device already in action before the consumer point caused fault until it reaches the compressor itself, and remains so for a long time in action until normal anti-surge precautions take effect are. These precautions taken by the usual, slow-acting regulating device comprise means for measuring pressure and throughput, the former respond to the pressure at the compressor outlet and in their setting to that of are adapted to the latter determined conditions. These are regulating devices expediently coordinated so that they control along a control curve which corresponds approximately to the surge line of the compressor.

Die übliche, langsam wirkende Regelvorrichtung bewirkt ein Öffnen des an der Austrittsseite des Verdichters vorgesehenen Abblasventils, wenn der Durchsatz an einer von dieser Austrittsstelle abgelegenen Stelle, z. B. an der Verbraucherstelle, unter einen bestimmten Mindestwert fällt. Demgegenüber arbeitet die erfindungsgemäße Regelvorrichtung schnell entweder im Sinne einer teilweisen Öffnung desselben Abblasventils oder vorzugsweise im Sinne der Öffnung eines zusätzlichen Abblasventils. Jeweils nach einer Öffnung des zusätzlichen Abblasventils ruft dann die erfindungsgemäße Regelvorrichtung lediglich eine langsame Rückkehr desselben in seine geschlossene Stellung hervor, wenn die genannte Verzögerungsvorrichtung wirksam geworden ist.The usual, slow-acting regulating device causes an opening of the blow-off valve provided on the discharge side of the compressor when the flow rate at a remote location from this exit point, e.g. B. at the consumer point, falls below a certain minimum value. In contrast, works according to the invention Control device quickly either in the sense of a partial opening of the same blow-off valve or preferably in the sense of opening an additional blow-off valve. Respectively after the additional blow-off valve has been opened, the system according to the invention then calls Control device only a slow return of the same to its closed Position when the said delay device has become effective.

Sollte der Druck an der Stelle der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung des Systems sich plötzlich von einem gleichbleibenden Wert auf einen neuen (höheren) gleichbleibenden Wert ändern, so wird dadurch je nach der Ausführung das einzige Abblasventil bzw. das zusätzliche Abblasventil so lange teilweise bzw. ganz geöffnet, bis die Änderungsgeschwindigkeit wieder abgesunken ist und das betreffende Abblasventil allmählich wieder geschlossen wurde, wobei die das Hauptabblasventil steuernde Regelvorrichtung genügend Zeit hat, auf die nunmehrige Veränderung der Strömungsverhältnisse anzusprechen und diese in den vorgesehenen Grenzen stetig zu halten.Should the pressure at the point of the regulating device according to the invention the system suddenly changes from a constant value to a new (higher) If you change a constant value, it will be the only one depending on the version Blow-off valve or the additional blow-off valve partially or fully open until until the rate of change has dropped again and the relevant blow-off valve gradually closed again, with the control device controlling the main blow-off valve has enough time to respond to the current change in flow conditions and to keep them within the intended limits.

Gemäß einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist die schnell wirkende Regelvorrichtung ein Gehäuse auf, das durch ein Regelglied in zwei Räume aufgeteilt ist, welches in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen den beiden Räumen verstellbar ist; der eine Raum ist über eine mit einem Rückschlagventil versehene Eintrittsleitung mit der Druckleitung des Verdichters und über eine erste Drosselstelle mit dem anderen Raum verbunden; einer der beiden ist außerdem mit der Druckleitung durch eine zweite Drosselstelle verbunden.According to a structural embodiment of the invention, the quick Acting control device on a housing that is divided into two rooms by a control element is divided, which depends on the pressure difference between the two rooms is adjustable; one room is provided with a check valve via one Inlet line with the pressure line of the compressor and via a first throttle point connected to the other room; one of the two is also with the pressure line connected by a second throttle point.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer bevorzugten konstruktiven Ausführung veranschaulicht; es zeigt Fig. 1 die den Regler aufweisende Anlage in einer schematisch gehaltenen Darstellung und Fig. 2 die schnell wirkende Regelvorrichtung des Reglers in einem Längsschnitt.In the drawing, the invention is in a preferred constructive Execution illustrates; it shows Fig. 1 the system having the controller in a schematic representation and FIG. 2 the fast-acting control device of the controller in a longitudinal section.

Ein Strömungsverdichter 1 fördert Luft durch eine Druckleitung 2 zu einer Verbraucherstelle 3, die z. B. eine mit Verbrennungsluft zu versorgende Brennkammer einer weiteren Anlage sein kann. Eine Änderung in den Betriebsbedingungen dieser Brennkammer kann zunächst in der Förderleitung 2 unmittelbar vor der Brennkammer zu einer vorübergehenden oder auch dauernden Erhöhung des Luftdruckes führen, die sich daraufhin entlang der Förderleitung 2 entgegen der Strömungsrichtung der Luft bis zum Strömungsverdichter 1 hin fortpflanzt, wo sie eine entsprechende Verringerung des Verdichterdurchsatzes und damit ein Pumpen des Verdichters hervorrufen kann.A flow compressor 1 supplies air through a pressure line 2 a consumer 3, the z. B. a combustion chamber to be supplied with combustion air another plant. A change in the operating conditions of this Combustion chamber can initially be in the delivery line 2 directly in front of the combustion chamber lead to a temporary or permanent increase in air pressure, which thereupon along the conveying line 2 against the direction of flow of the air propagates up to the flow compressor 1, where there is a corresponding reduction the compressor throughput and thus cause the compressor to pump.

Als Gegenmaßnahme gegen die unerwünschte Verringerung des Verdichterdurchsatzes ist von der Förderleitung 2 zunächst in bekannter Weise eine Leitung 4 abgezweigt, die zu einem ins Freie abblasenden Abblasventil 5 führt, welches über eine Hauptregelvorrichtung 6 so gesteuert ist, daß der erforderliche Mindestdurchsatz durch den Verdichter möglichst aufrechterhalten und damit ein Pumpen verhindert wird. Die Abzweigleitung 4 befindet sich vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des Verdichteraustrittes, damit die Strömungsverhältnisse an dieser Stelle möglichst schnell in Anpassung an die Tätigkeit des Abblasventils geregelt werden können, wobei die Hauptregelvorrichtung 6 auf den Strömungsdruck und den Durchsatz vor der Abzweigstelle der Zweigleitung 4 anspricht. Die Hauptregelvorrichtung 6 kann also erst zu regeln beginnen, wenn die Störung bis in den Bereich des Verdichters vorgedrungen ist; außerdem geht die Regelung in der üblichen Weise nur verhältnismäßig langsam vor sich.As a countermeasure against the undesirable reduction in compressor throughput a line 4 is initially branched off from the delivery line 2 in a known manner, which leads to a blow-off valve 5 which is blown off into the open and which has a main control device 6 is controlled so that the required minimum throughput through the compressor maintained as far as possible, thus preventing pumping. The branch line 4 is preferably located in the immediate vicinity of the compressor outlet so that the flow conditions at this point as quickly as possible in adaptation to the Activity of the blow-off valve can be regulated using the main regulating device 6 on the flow pressure and the throughput in front of the branch point of the branch line 4 responds. The main control device 6 can therefore only begin to regulate when the fault has penetrated into the area of the compressor; also goes Regulation in the usual way only relatively slowly.

Um diesem Mangel zu begegnen, ist nun an einer im Bereich des austrittsseitigen Endes der Förderleitung 2 gelegenen Stelle eine zusätzliche, auf die Änderungsgeschwindigkeit der durch die langsam wirkende Hauptregelvorrichtung mittel- oder unmittelbar gemessenen Regelgröße ansprechende Regelvorrichtung 7 vorgesehen, die auf den Druck in der Leitung 2 an dieser Stelle, z. B. unmittelbar vor der Verbraucherstelle 3, anspricht. Diese Regelvorrichtung 7 arbeitet im wesentlichen so, daß durch einen Druckanstieg an dieser Stelle ein elektrischer Stromkreis unverzüglich geschlossen wird, der seinerseits ein besonderes -zusätzliches Abblasventil 8 öffnet, welches parallel zu dem Abblasventil 5 angeordnet ist.In order to counter this deficiency, there is now one in the area of the outlet side At the end of the conveying line 2 an additional point on the rate of change that measured directly or indirectly by the slow-acting main control device Controlled variable responsive control device 7 is provided, which is based on the pressure in the Line 2 at this point, e.g. B. immediately before the consumer 3, responds. This control device 7 works essentially so that by an increase in pressure an electrical circuit is immediately closed at this point, the in turn, a special additional blow-off valve 8 opens, which in parallel is arranged to the blow-off valve 5.

Die in Fig. 2 im einzelnen dargestellte Regelvorrichtung 7 besteht im wesentlichen aus einem in zwei Räume 10 und 11 aufgeteilten Gehäuse 9, wobei die beiden Räume 10 und 11 durch eine vorzugsweise als eine übliche elastisch nachgiebige Membran 12 ausgebildete gasdichte Trennwand voneinander getrennt sind, die ihrerseits zwischen den beiden Teilen des in der Ebene der Membran 12 in zwei Teile geteilten Gehäuses zwischen diesen beiden Teilen festgeklemmt ist. Diese Regelvorrichtung 7 ist an der Förderleitung 2 mittels eines an ihr vorgesehenen Schraubstutzens 13 angeschraubt, der durchbohrt ist und somit zugleich als Eintrittsleitung bzw. Eintrittsstutzen von der Förderleitung 2 zum ersten Raum 10 der Regelvorrichtung 7 dient. Innerhalb dieses Eintrittsstutzens ist außerdem noch ein nur leicht vorgespanntes Rückschlagventi114 angeordnet, dessen Vorspannung vorzugsweise einstellbar ist und welches eine Zuströmung von der Förderleitung 2 in den ersten Raum 10 nur bei einem gewissen Überdruck in der Förderleitung 2 zuläßt und die Verbindung nach dem Raum 10 hin unterbricht, wenn die Drücke in der Förderleitung und in dem Raum 10 gleich sind.The control device 7 shown in detail in Fig. 2 consists essentially of a housing 9 divided into two spaces 10 and 11, the two spaces 10 and 11 being separated from one another by a gas-tight partition, preferably designed as a conventional elastically flexible membrane 12, which in turn, is clamped between the two parts of the housing divided into two parts in the plane of the membrane 12 between these two parts. This control device 7 is screwed to the delivery line 2 by means of a screw connector 13 provided on it, which is pierced and thus also serves as an inlet line or inlet connector from the delivery line 2 to the first space 10 of the control device 7. Inside this inlet connection there is also an only slightly preloaded check valve 114, the preload of which is preferably adjustable and which only allows an inflow from the delivery line 2 into the first space 10 if there is a certain overpressure in the delivery line 2 and interrupts the connection to the space 10 when the pressures in the delivery line and in the space 10 are the same.

Zwischen dem ersten Raum 10 und dem zweiten Raum 11 der Regelvorrichtung 7 ist eine mit einer in ihrem Querschnitt einstellbaren Drosselstelle 15 versehene Drosselverbindung, die z. B. innerhalb eines entsprechenden Ansatzes 16 der beiden Hälften des Gehäuses 9 vorgesehen sein kann. Dabei erstreckt sich eine zugleich durch beide Gehäuseteile verlaufende Bohrung 17 durch diesen Ansatz 16 und ist in jedem der beiden Gehäuseteile über eine Verbindungsleitung 18 bzw.18' jeweils mit dem einen Raum 10 und dem anderen Raum 11 zur Bildung der Drosselverbindung verbunden. Die eine Verbindungsleitung 18' ist dabei außerdem durch den Ansatz 16 nach außen verlängert und nimmt dort ein vorzugsweise als Nadelventil 19 ausgebildetes Drosselglied auf, welches gegen die abgesetzte Drosselstelle 15 der Verbindungsleitung 18' geschraubt werden kann. Als Nadelventil 19 kann dabei eine einfache, an ihrem vorderen Ende z. B. konisch oder auch nur einseitig abgeschrägte Schraube dienen, die dort statt einer Spitze aber auch eine Längsnut unterschiedlichen Querschnittes aufweisen kann, damit durch das Ein-bzw. Ausschrauben der Schraube eine feine Einregulierung des an der Drosselstelle 15 verbleibenden Durchtrittsquerschnittes erfolgen kann.Between the first space 10 and the second space 11 of the control device 7 is a throttle connection provided with an adjustable throttle point 15 in its cross section, which z. B. can be provided within a corresponding approach 16 of the two halves of the housing 9. A bore 17 running simultaneously through both housing parts extends through this extension 16 and is connected in each of the two housing parts via a connecting line 18 or 18 'to one space 10 and the other space 11 to form the throttle connection. The one connecting line 18 'is also extended to the outside by the extension 16 and there receives a throttle element, preferably designed as a needle valve 19, which can be screwed against the offset throttle point 15 of the connecting line 18'. As a needle valve 19 can be a simple, at its front end z. B. serve conical or only one-sided beveled screw, which instead of a point can also have a longitudinal groove of different cross-section, so that through the insertion or. Unscrewing the screw a fine adjustment of the passage cross-section remaining at the throttle point 15 can take place.

Eine zweite Drosselverbindung besteht aus Bohrungen 20, 21 zwischen dem außerhalb des Rückschlagventils 14 gelegenen Teil des Eintrittsstutzens 13 und entweder dem zweiten Raum 11 oder vorzugsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, dem ersten Raum 10 der Regelvorrichtung 7. Auch diese das Rückschlagventil 14 umgehende Drosselverbindung weist ein den Durchtrittsquerschnitt an einer Drosselstelle 23 regulierendes Nadelventil 22 auf. In den Fällen, wo auf ein Einstellbarkeit des Drosselquerschnittes der letztgenannten Drosselverbindung verzichtet wird, kann das Rückschlagventi114 auch so ausgebildet werden, daß es nicht ganz dicht schließt und dadurch seinerseits eine ständige gleichbleibende Drosselverbindung zwischen dem Raum 10 und der äußeren Öffnung des Eintrittsstutzens 13 bzw. der Leitung 2 herstellt.A second throttle connection consists of bores 20, 21 between the part of the inlet connection 13 located outside the check valve 14 and either the second space 11 or, preferably, as shown in FIG. 2, the first space 10 of the control device 7 Throttle connection has a needle valve 22 which regulates the passage cross section at a throttle point 23. In cases where the throttle cross-section of the latter throttle connection cannot be adjusted, the non-return valve 114 can also be designed in such a way that it does not close completely tightly, thereby creating a constant constant throttle connection between the space 10 and the outer opening of the inlet connection 13 or the line 2 produces.

In der Mitte der Membran 12 ist an der dem Raum 11 zu gelegenen Seite der Membran eine kleine Kontaktplatte 24 befestigt, die mit einem zugehörigen einstellbaren Kontakt 25 zusammenwirkt, der sich zweckmäßig am freien Ende einer in das Gehäuse 9 von außen durch eine elektrisch nichtleitende Buchse 27 einschraubbaren Schraube 26 befindet. Der Kontakt 25 ist dabei über die Schraube 26 an einen elektrischen Stromkreis 28 angeschlossen, während die an der Membran 11 befindliche Kontaktplatte 24 über das Gehäuse 9 mit der Masse der Anlage verbunden ist.In the middle of the membrane 12 is on the side facing the space 11 attached to the membrane a small contact plate 24, which is associated with an adjustable Contact 25 cooperates, which is expediently at the free end of a in the housing 9 from the outside through an electrically non-conductive bush 27 screwable screw 26 is located. The contact 25 is connected to an electrical one via the screw 26 Circuit 28 connected, while the contact plate located on the membrane 11 24 is connected via the housing 9 to the ground of the system.

Beim Betrieb der Anlage bewirkt ein plötzlicher Druckanstieg in der Leitung 2 ein öffnen des Rückschlagventils 14 und ein entsprechendes Ansteigen des Druckes im ersten Raum 10 der RegeIvorrichtung 7, wobei die Membran 12 die Kontakte 24, 25 zur Berührung bringt und dadurch den elektrischen Stromkreis 28 schließt. Zugleich beginnt eine Durchströmung der Drosselverbindung 17, 18, 18' an der Drosselstelle 15 vorbei nach dem zweiten Raum 11 hin, bis der Druck in den beiden Räumen 10 und 11 wieder ausgeglichen ist und die Kontakte 24, 25 sich wieder getrennt und den Stromkreis wieder unterbrochen haben. Dabei hängt die bis zum erneuten Druckausgleich verstreichende Zeit von der Einstellung des Nadelventils 19 und damit von dem an der Drosselstelle 15 befindlichen Durchströmungsquerschnitt ab. Sie ist dabei im wesentlichen auch unabhängig davon, ob der Druck in der Leitung 2 auf der Höhe des zunächst erfolgten Druckanstieges geblieben ist und das Rückschlagventi114 die Verbindung zur Leitung wieder abgeschlossen hat. Ist der Druck in der Leitung 2 wieder abgefallen oder sinkt er im Verlauf des Betriebes gegenüber einem vorherigen Wert ab, so sorgt sowohl die Drosselverbindung zwischen den beiden Räumen 10 und 11 als auch die Drosselverbindung zwischen dem Raum 10 und dem Austrittsstutzen 13 für eine jederzeitige Anpassung des in der Regelvorrichtung befindlichen Druckes an den neuen Druck in der Leitung 2, womit die Regelvorrichtung 7 sich jederzeit dem in der Leitung 2 befindlichen Druck selbsttätig anpaßt.During operation of the system, a sudden increase in pressure in line 2 causes the check valve 14 to open and a corresponding increase in pressure in the first chamber 10 of the control device 7, the membrane 12 bringing the contacts 24, 25 into contact and thereby closing the electrical circuit 28 . At the same time, a flow begins through the throttle connection 17, 18, 18 ' past the throttle point 15 to the second space 11 until the pressure in the two spaces 10 and 11 is balanced again and the contacts 24, 25 separate again and the circuit again have interrupted. The time that elapses before the pressure is equalized again depends on the setting of the needle valve 19 and thus on the flow cross-section located at the throttle point 15. It is also essentially independent of whether the pressure in the line 2 has remained at the level of the pressure increase that initially occurred and the non-return valve has closed the connection to the line again. If the pressure in the line 2 has fallen again or if it falls during operation compared to a previous value, both the throttle connection between the two spaces 10 and 11 and the throttle connection between the space 10 and the outlet connection 13 ensure an adjustment at any time of the pressure in the control device to the new pressure in the line 2, with which the control device 7 automatically adapts itself to the pressure in the line 2 at any time.

Die Regelvorrichtung 7 ist dabei so ausgelegt, daß sie nur auf mehr oder weniger plötzliche Druckanstiege und nicht etwa auf ein langsames, allmähliches Ansteigen des Druckes in der Leitung anspricht; wenn nämlich der Druckanstieg nicht größer als der an den Drosselstellen 15 und 23 mögliche Druckausgleich ist, dann steigt bei einem solchen Druckanstieg der Druck in den beiden Räumen 10 und 11 vollkommen gleichmäßig an, und der Druckunterschied zwischen diesen Räumen 10 und 11 reicht nie zu einem Schließen der Kontakte 24, 25 aus.The control device 7 is designed so that it only responds to more or less sudden pressure increases and not to a slow, gradual increase in the pressure in the line; if the pressure increase is not greater than the pressure equalization possible at the throttling points 15 and 23, then with such a pressure increase the pressure in the two spaces 10 and 11 rises completely evenly, and the pressure difference between these spaces 10 and 11 never reaches one Closing the contacts 24, 25 from.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, betätigt der geschlossene Stromkreis 28 über ein Relais 29 und einen weiteren Stromkreis 30 einen Elektromagneten 31, der seinerseits einen Kolbenschieber 32 entgegen der Kraft einer Druckfeder 33 nach oben bewegt. Dieser Kolbenschieber 32 steuert die aus einer Zuführungsleitung 34 erfolgende Druckluftversorgung eines Druckluft-Steuerzylinders 35, in dem ein über eine Kolbenstange 37 mit dem Abblasventil 8 verbundener Steuerkolben 36 verschiebbar ist. Dabei steht die untere Fläche des Kolbens 36 über eine Verbindungsleitung 38 und die obere Fläche desselben über eine Leitung 40, einen Druckausgleichsbehälter 41 und eine Verbindungsleitung 42 mit dem Zyhnderraum39 des Kolbenschiebers 32 in Verbindung. Jede der beiden Verbindungsleitungen 38 und 42 ist mit dem Zylinderraum 39 außerdem auch noch über eine Abzweigleitung 43 bzw. 44 verbunden, von denen jede mit einer Drosselstelle 45 bzw. 46 versehen ist. Schließlich geht von dem Zylinderraum 39 an der Stelle der' Mündung der Verbindungsleitung 38 noch eine ins Freie führende Austrittsleitung 47 aus.As can be seen from FIG. 1, the closed circuit 28 actuates an electromagnet 31 via a relay 29 and a further circuit 30, which in turn moves a piston valve 32 upwards against the force of a compression spring 33. This piston slide 32 controls the compressed air supply from a supply line 34 to a compressed air control cylinder 35 in which a control piston 36 connected to the blow-off valve 8 via a piston rod 37 is displaceable. The lower surface of the piston 36 is connected to the cylinder chamber 39 of the piston valve 32 via a connecting line 38 and the upper surface of the same via a line 40, a pressure equalization tank 41 and a connecting line 42. Each of the two connecting lines 38 and 42 is also connected to the cylinder chamber 39 via a branch line 43 and 44, each of which is provided with a throttle point 45 and 46, respectively. Finally, at the point of the opening of the connecting line 38, an outlet line 47 leading into the open starts from the cylinder chamber 39.

Befindet sich der Kolbenschieber 32 in seiner unteren Stellung (vgl. Fig. 1), in der er normalerweise durch die Druckfeder 33 gehalten wird, so sind beide Seiten des Steuerkolbens 36 von der Druckluft-Zuführungsleitung 34 aus über die Zweigleitungen 43, 44 und die Drosselstellen 45, 46 gleichmäßig beaufschlagt. Da jedoch die obere Kolbenfläche des Kolbens 36 um den Querschnitt der Kolbenstange 37 kleiner als die untere Kolbenfläche ist, wird der Steuerkolben 36 bei dieser Stellung des Kolbenschiebers 32 ständig in seiner (in Fig. 1 dargestellten) oberen Lage gehalten, bei der er seinerseits das Abblasventil 8 geschlossen hält.If the piston valve 32 is in its lower position (cf. Fig. 1), in which it is normally held by the compression spring 33, so are both sides of the control piston 36 from the compressed air supply line 34 over the branch lines 43, 44 and the throttle points 45, 46 acted upon evenly. However, since the upper piston surface of the piston 36 around the cross section of the piston rod 37 is smaller than the lower piston area, the Control piston 36 with this position of the piston valve 32 constantly in its (shown in Fig. 1) held upper position, in which he in turn keeps the blow-off valve 8 closed.

Wird der Elektromagnet 31 erregt und der Kolbenschieber 32 dadurch nach oben bewegt, so gibt der Kolbenschieber einerseits die Verbindung von der Verbindungsleitung 38 zur Austrittsleitung 47 und anderseits die Verbindung von der Druckluft-Zuführungsleitung 34 unmittelbar in die Verbindungsleitung 42 frei. Da der Kolbenschieber 32 dabei zugleich die Zweigleitung 43 von der Zuführungsleitung 34 absperrt, steht die Unterseite des Steuerkolbens 36 nunmehr ungedrosselt mit der freien Atmosphäre und die Oberseite desselben ungedrosselt mit der Zuführungsleitung 34 in Verbindung, wodurch der Steuerkolben 36 nunmehr - noch unterstützt durch die im Druckausgleichsbehälter 41 befindliche Druckluft -sehr schnell im Sinne eines öffnens des Abblasventils 8 nach unten bewegt wird.If the electromagnet 31 is excited and the piston valve 32 is thereby moved upwards, the piston valve releases the connection from the connecting line 38 to the outlet line 47 on the one hand and the connection from the compressed air supply line 34 directly to the connecting line 42 on the other. Since the piston valve 32 at the same time blocks the branch line 43 from the supply line 34, the underside of the control piston 36 is now unthrottled with the free atmosphere and the upper side of the same unthrottled with the supply line 34, whereby the control piston 36 now - still supported by the im Compressed air located in the pressure equalization tank 41 is moved downward very quickly in the sense of opening the blow-off valve 8.

Wird der Elektromagnet 31 nach Ablauf einer gewissen Zeit wieder abgeschaltet und kehrt damit der Kolbenschieber 32 wieder in seine untere Ausgangsstellung zurück, so kann die Druckluft nunmehr von der Zuführungsleitung 34 aus wieder durch die Zweigleitung 43 und die Drosselstelle 45 nach der Unterseite des Steuerkolbens 36 gelangen, während die Oberseite desselben nach wie vor an die Druckluft-Zuführungsleitung 34 angeschlossen bleibt. Aus diesem Grunde kann sich also der Steuerkolben 36 nur langsam wieder in die der geschlossenen Stellung des Abblasventils 8 entsprechende Lage zurückbewegen, zumal auch der durch den Querschnitt der Kolbenstange 37 gegebene Flächenunterschied und der dadurch bewirkte Druckunterschied zwischen der Ober- und Unterseite des Steuerkolbens 36 nur eine geringe Steuerkraft ergibt. Der Steuerkolben 36 bewegt sich damit also nur verhältnismäßig langsam wieder in seine obere Endstellung, bei der er das Abblasventil 8 schließlich wieder abschließt.If the electromagnet 31 is switched off again after a certain time has elapsed and thus the piston valve 32 returns to its lower starting position, so the compressed air can now from the supply line 34 again through the Branch line 43 and the throttle point 45 to the underside of the control piston 36 get, while the top of the same still to the compressed air supply line 34 remains connected. For this reason, the control piston 36 can only slowly back to the position corresponding to the closed position of the blow-off valve 8 Move back position, especially since that given by the cross section of the piston rod 37 Area difference and the resulting pressure difference between the upper and the underside of the control piston 36 results in only a small control force. The control piston 36 therefore only moves relatively slowly back to its upper end position, in which he finally closes the blow-off valve 8 again.

Der Zeitraum zwischen dem Schließen der Kontakte 24, 25 und dem Wiederöffnen derselben und der daraufhin benötigte Zeitraum zum Wiederschließen des Abblasventils 8 ermöglichen es der Hauptregelvorrichtung 6, das Hauptabblasventil 5 zu öffnen, wodurch auch nach dem Wiederabschluß des Abblasventils 8 stetige Betriebsverhältnisse der Anlage gesichert werden.The time between closing contacts 24, 25 and reopening the same and the time required to close the blow-off valve again 8 enable the main control device 6 to open the main blow-off valve 5, whereby 8 constant operating conditions even after the blow-off valve has been closed again of the system.

Die vorbeschriebene zusätzliche Regelvorrichtung 7 könnte natürlich auch über andere mechanische Verbindungsglieder zur Steuerung des Kolbenschiebers 32 herangezogen werden, obgleich die beschriebene elektrische Steuerung infolge ihres unverzüglichen Ansprechens sehr geeignet ist und deshalb vorgezogen wird.The above-described additional control device 7 could of course also via other mechanical connecting links to control the piston valve 32 are used, although the electrical control described as a result Your immediate response is very appropriate and is therefore preferred.

Die auf den Druck in der Leitung 2 ansprechende Regelvorrichtung 7 kann auch so abgeändert werden, daß sie erst auf einen bestimmten Überdruck gegenüber einem bestimmten festgelegten Druck anspricht und erst wieder in ihre Ausgangslage zurückkehrt, wenn der Druck wieder abgefallen ist. In diesem Falle wird das Rückschlagventil 14 so weit vorgespannt, daß es erst bei Überschreiten des Überdruckes öffnet, und in der Drosselverbindung 20, 21 wird noch ein weiteres Rückschlagventil (nicht dargestellt) angeordnet, welches ein Einströmen in den Raum 10 durch diese Drosselverbindung verhindert, einem Abströmen aus demselben jedoch keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt. Während bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel die zusätzliche Regelung durch ein Schließen der Kontakte der Regelvorrichtung 7 bewirkt wird, könnte die Anordnung natürlich auch so getroffen werden, daß die Kontakte normalerweise geschlossen sind und zum Einsetzen der Regelung geöffnet werden, falls der übrige Teil des Regelmechanismus entsprechend ausgebildet ist.The regulating device 7, which responds to the pressure in the line 2, can also be modified so that it only responds to a certain excess pressure compared to a certain fixed pressure and only returns to its starting position when the pressure has dropped again. In this case, the non-return valve 14 is pretensioned to such an extent that it only opens when the excess pressure is exceeded, and a further non-return valve (not shown) is arranged in the throttle connection 20, 21 , which prevents a flow into the space 10 through this throttle connection, however, there is no appreciable resistance to an outflow from the same. While in the above-described embodiment the additional regulation is effected by closing the contacts of the regulating device 7, the arrangement could of course also be made so that the contacts are normally closed and are opened to initiate regulation, if the remaining part of the regulating mechanism is designed accordingly is.

Schließlich könnte das zusätzliche, schnell öffnende Abblasventil 8 statt durch einen Druckanstieg in dem Strömungssystem auch durch andere Änderungen in der Druckleitung betätigt werden, z. B. durch Änderungen des Gasdurchsatzes oder der Gastemperatur, da auch solche Änderungen zum Pumpen des Verdichters führen können.Finally, there could be the additional, quick-opening blow-off valve 8 also through other changes instead of through a pressure increase in the flow system be actuated in the pressure line, e.g. B. by changes in the gas flow rate or the gas temperature, as such changes can also lead to the compressor pumping.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Regulator for anti-surge control in flow compressors with two over each one adjusting device to preferably one each the throughput of the Compressor influencing and designed for example as a blow-off valve actuator Acting regulating devices, one of which is fast and the other of which is slow acts, the slow acting when a certain delivery pressure is exceeded and / or if the throughput of the compressor falls below a certain level, characterized in that the fast-acting regulating device (7) is so constructed is that it only changes when the rate of change is slower Control device (6) responds indirectly or directly measured controlled variable.

2. Regulator according to Claim 1, characterized in that the rapidly acting Control device (7) from actuated adjusting device (35, 37) with a return of the associated actuator (8) in its initial position delaying device (43 to 46) is provided.

3. Regulator according to claim 1 or 2, characterized in that that the control member (12) of the fast-acting control device (7) to pressure changes responds in the pressure line (2) going out from the compressor (1).

4. Regulator after claims 1 to 3, characterized in - that the fast-acting control device (7) at a point on the pressure line near the point of consumption (3) (2) is arranged.

5. Regulator according to Claims 1 to 4, characterized in that that the actuating device operated by the fast-acting control device (7) (35, 37) a double-acting differential power piston (36), which on both sides same pressurization an actuating force in the closing direction of the actuator used blow-off valve (8) and a valve control (32, 33) for the power piston has, when the control member (12) is deflected from its rest position, at the two sides of the power piston (36) together to a common pressure medium inflow (34) are connected, is adjusted into a working position in which the one Side of the power piston (36) to the pressure medium outlet (47) and the other continues is connected to the pressure medium supply (34).

6. Regulator according to claim 5, characterized characterized in that the starting position of the fast acting Control device (7) corresponding rest position of the valve control (32, 33) at least one of the two pressurized sides of the power piston (36) via a throttle opening (45 or 46) is connected to the Druckmittelzufiuß (34).

7. Regulator according to claim 5 or 6, characterized by an electromagnet (31) that controls the valve (32, 33) actuated and by the control element (12) of the fast-acting control device (7) is operated. B.

Regulator according to Claim 7, characterized in that the regulating device (7) has a housing (9) which is divided by the regulating element (12) into two rooms (10, 11) , of which one room (10) has one with an inlet line (13) provided with a check valve (14) is connected to the pressure line (2) of the compressor (1) and via a first throttle point (17, 18, 18 ') to the other space (11), and that one of the two spaces (10, 11) is connected to the pressure line (2) through a second throttle point (20, 21).

9. Regulator according to claim 8, characterized in that in the second throttle connection (20, 21) in the direction from the spaces (10, 11) to the pressure line (2) blocking check valve is arranged.

10. Regulator according to claim 8 or 9, characterized in that that the control member (12) consists of a membrane.

11. Regulator according to claims 8 to 10, characterized in that at least one of the two throttle points (17, 18, 18 'or 20, 21) with an adjustable throttle member (19 or 23) cooperating with a throttle opening (15 or 23). 22) is provided. Considered publications: German Patent Specifications No. 884131, 908 657.