DE1503586A1 - Fluessigkeitsringpumpe und Verfahren zum Abdichten von Fluessigkeitsringpumpen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte, mit einem Flüssigkeitsring arbeitende Verdichtersysteme, und sie betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren zum Zuführen einer Dichtungsflüssigkeit zu einem Flüssigkeitsringverdichter derart, daß sich eine Erweiterung des praktisch anwendbaren Verdichtungsverhältnisses ergibt, daß sich die Lebensdauer des Verdichters verlängert, daß die Gefahr eines frühzeitigen Versagens des Verdichters verringert wird, daß der Gesamtwirkungsgrad des Verdichters erhöht wird, und daß mit einer selbsttätigen Regelung gearbeitet werden kann, um bei jedem Betriebsdruck ohne Rücksicht auf Änderungen der Betriebsspiele im Inneren des Verdichters automatisch die richtige Menge der Dichtungsflüssigkeit zugeführt wird. Ferner sihet die Erfindung ein verbessertes System zum Entlasten und Stillsetzen eines Flüssigkeitsringverdichter vor, das einen gleichmäßigen und geregelten Übergang dee Verdichters aus einem Pumpzustand in einen Zustand

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des Mchtpumpens gewährleistet, wobei der Verdichter derart entlastet wird, daß sich nur ein minimaler Verlust an verdichteten Gasen ergibt.

Weiterhin sieht die Erfindung Schutzmaßnahmen gegen ein ständiges Abbremsen des Flüssigkeitsrings vor, das bei einer Überlastung eintritt oder auf eine Verringerung der Betriebsdrehzahl, oder ein kurzzeitiges Stillsetzen zurückzuführen ist, wie es durch den Ausfall oder eine Verringerung der Betriebsspannung oder andere Fehler bei der Energiezufuhr hervorgerufen werden könnte.

Bei einem Verdichter bzw. einer Pumpe der genannten Art wird Wasser oder eine andere Dichtungsflüssigkeit veranlaßt, sich strömend längs einer kreisrunden oder elliptischen Bahn innerhalb eines mit Erweiterungen versehenen Gehäuses zu bewegen; diese Bewegung wird durch einen Läufer hervorgerufen, der mehrere abgeschirmte Schaufeln umfaßt, die sich radial nach außen erstreckende, an ihren Enden offene Verdrängungskammern bilden. Die Flüssigkeit, die das innere des Gehäuses nur teilweise ausfüllt, folgt der Innenwand des Gehäuses infolge der auf die Flüssigkeit wirkenden Fliehkraft, und wenn die Flüssigkeit eine Erweiterung des Gehäuses durchströmt, wird sie abwechselnd aus den Verdrängungskammern innerhalb des Läufers heraus bewegt und dann wieder in die Kammern hineingedrückt. Ortsfeste Einlaß» und Auslaßöffnungen arbeiten mit den offenen inneren Enden der Verdrängungskammern in dem Läufer zusammen, damit Luft oder ein anderes Gas in die Kammern hineingesaugt und nach der Verdichtung von den Kammern abgegeben werden kann. Eine Pumpe dieser allgemeinen Bauart ist bereits bekannt und in de« U.S.λ.-Patent

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2 195 375 beschrieben.

Bei den bis jetzt bekannten Flüasigkeitsringverdichtern ist der Förderdruck gewöhnlich auf einen Höchstwert von etwa 6 atü begrenzt. Zwar ist es auch jetzt schon möglich, bei sorgfältiger Überwachung der Fertigungstoleranzen bei den Bauteilen des Verdichters sowie durch die Anwendung von laboratoriumsmäßigen Verfahren und eine besondere Auswahl der zu verwendenden Teile Verdichter der genannten Art herzustellen, bei denen ein Förderdruck von mehr als etwa 6 atü erreicht wird, doch v/ird diese Druckgrenze bis jetzt allgemein als Sicherheitsgrenze fur eine brauchbare Lebensdauer der Verdichter und Berücksichtigung der entstellenden Kosten betrachtet. Wird ein Verdichter, bei dessen Herstellung die normalen Fertigungstoleranzen eingehalten worden sind, lange Zeit hindurch bei einem Förderdruck von etwa 7 atü oder darüber betrieben, treten bald Schäden auf, und der gewünschte Betriebsdruck von etwa 7 atü wird nicht mehr erreicht. Diese Schwierigkeiten ergeben sich aus dem Zusammenwirken mehrerer Faktoren. Eine wichtige Rolle spielen hierbei innerhalb des Verdichters vorhandene Spielräume_β Die Abnutzung führt zu einer Vergrößerung dieser Spielräume, und nach einiger Zeit geht die Leistung des Verdichters zurück. Diese Tatsache ist nicht von so kritischer Bedeutung, wenn man einen Flüssigkeitsringverdichter nur benutzt, um einen Förderdruck von nicht mehr als etwa 6 atü zu erzeugen.

Eine Abnutzung, die dazu führt, daß die Dichtungsflüssigkeit entweichen kann, tritt insbesondere an den Dichtungsflächen län^s des Außendurchmeseers der Abschirmungen an den Enden des Läufers auf, wobei diese Abschirmungen dazu beitragen, den

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Flüssigkeitsring in seiner Lage zu halten, so daß die gewünschte Verdrängungswirkung erzielt wird. Es liegt auf der Hand, daß sich die Leistung der Pumpe verschlechtert, wenn sich diese Laufspiele vergrößern, denn hierbei können größere Mengen der Dichtungsflüssigkeit entweichen, so daß sich eine Verringerung der Gesamtmenge der Dichtungsflüssigkeit ergibt, die während des Verdichtungszyklus in jede der Verdrängungskammern eintritt. Weitere wichtige Dichtungsflächen sind am inneren Durchmesser des Läufers dort vorhanden, wo sich der Läufer im Bereich des zentral angeordneten Bauteils mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen dreht.

Gemäß dem U.S.A.-Patent 2 195 375 wird die Dichtungsflüssigkeit zu den Spielräumen zwischen dem Läufer und dem Gehäuse an Punkten geleitet, die dem Umfang des Läufers benachbart sind, sowie zu dem Laufspiel zwischen dem Läufer und dem erwähnten zentral angeordneten Bauteil.

Allgemein gesprochen wurde die sich zu diesen wichtigen Dichtungszonen bewegende Dichtungsflüssigkeit dem Verdichter entweder von einer äußeren Quelle für die Dichtungsflüssigkeit aus zugeführt, z.B. von einer Wasserleitung aus, oder die Dichtungsflüssigkeit wurde durch Abkühlen oder erneutes Umwälzen der Dichtungsflüssigkeit gewonnen, die durch die Pumpe an den Abscheider auf der Druckseite abgegeben wird.

Bei allen Flüssigkeitsringverdichtern ist es zur Erzielung eines einwandfreien Betriebs erforderlich, die darin enthaltene Dichtungsflüssigkeit kontinuierlich zu ergänzen, und zwar aus drei wesentlichen Gründen, nämlich um die erwähnten

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Spielräume abzudichten, um eine Kühlung zu bewirken, und um einen Austreibungs- oder Reinigungsvor^ang durchzuführen.

Bei den bis jetzt bekannten Dichtungsanordnungen für Flüssigkeitsringverdichter mußte der größte Teil der zum Abdichten und zu anderen Zwecken dienenden Flüssigkeit über die zentrale luftaustrittsöffnung des Verdichters abgegeben werden· Die Austrittsöffnungen waren so bemessen und wurden zeitabhängig so gesteuert, daß sie dem Abgeben der verdichteten Luft und der Dichtungsflüssigkeit angepaßt waren, welch letztere die M vorstehend erwähnten drei grundlegenden Aufgaben zu erfüllen hatte. Bei niedrigen Verdichtungsverhältnissen oder dann, wenn der Verdichter nur eine relativ geringe Arbeit leistete, waren diese Flüssigkeitsinengen gering, und es machte keine Schwierigkeiten, die Flüssigkeit über die verhältnismäßig großen Abgabeöffnungen auszustoßen, die bei einem niedrigen Verdichtungsverhältnis vorhanden waren.

Als sich das Anwendungsgebiet von Flüssigkeitsringverdichtern auf höhere Verdichtungsverhältnisse und/oder höhere ä Förderdrücke erweiterete, wurden auch entsprechend höhere Anforderungen an die Dichtungsflüssigkeit gestellt, welche die drei erwähnten Aufgaben zu erfüllen hat. Die vergrößerte Ver» dichtungsarbeit machte die Verwendung größerer Flüssigkeitsmengen erforderlich, denn bei der höheren Verdichtung werden größere Wärmemengen erzeugt, die abgeführt werden müssen. Da innerhalb des Verdichters höhere Druckuntersch4ede auftreten, ist ββ erforderlich, größere Mengen an Dichtungsflüssigkeit zu verwenden, um die Laufspiele dee Verdichters abzudichten, und dae

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höhere Verdichtungsverhältnis macht es erforderlich, zusätzliche Flüssigkeitsmengen aus dem Verdichter abzuführen, um das geförderte Gas ausreichend zu reinigen.

Alle genannten Gründe, aus denen sich die Notwendigkeit ergibt, ständig größer werdende Mengen an Dichtungsflüssigkeit zu verwenden, führen dazu, daß der Verdichter disproportional belastet wird, wenn diese benötigte zusätzliche üenge an Dichtungsflüssigkeit abgegeben werden muß. Jedoch konnte man die m Austrittsöffnung nicht vergrößern, um das Abführen der vergrößerten Flüssigkeitsmenge zu ermöglichen, denn bei jeder Verlängerung des Kreisbogens, über den sich die Austrittsöffnung erstreckt, wird das Verdichtungsverhältnis verkleinert. Vielmehr mußte die Austrittsöffnung während des Verdichtungszyklus in einem späteren Zeitpunkt geschlossen werden, und sie mußte sich über einen kürzeren Kreisbogen erstrecken, damit die Verdichtung in den Verdrängungskammern des Läufers ein höheres Verdichtungsverhältnis erreichen konnte, bevor die Austrittsöffnung geöffnet wurde. Daher steht nur eine kleinere Fläche und eine kürzere Zeit zur Verfügung, um die größere Menge an Dichtungsflüssigkeit abzuführen, die bei Pumpen mit höheren Verdichtungsverhältnis benötigt wird.

Neben dem Nachteil, daß man bei dem höheren Verdichtungsverhältnis eine kleinere Austrittsöffnung vorsehen muß, ergibt sich der weitere Nachteil, daß es dann, wenn der Verdichter mit einem höheren Verdichtungsverhältnis und einem höheren Förderdruck betrieben werden soll, erforderlich ist, die Drehzahl des Verdichters zu steigern, damit die nötige größere kinetisch Energie zur Verfügung steht. Angesichte dieser erhöhten Drehzahl

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erlitt sich, eine weitere Verkürzung der ^eit, während welcher die verschiedenen Steueröffnungen geöffnet bleiben.

Diese kumulativen Wirkungen führen dazu, daß der Flüssigkeitsringverdichter eine Betriebsgrenze erreicht, bei der es kicht mehr möglich ist, die Dichtungsflüssigkeit in einer ausreichenden !.Lenge zusammen mit dem verdichteten Gas über die nur begrenzte Abmessungen aufweisende Austrittsöffnung abzuführen. Vi'ird dieser Punkt erreicht, bricht die normale kinetische Wirkung des ^verdichters zusammen, und der Flüssigkeitsring wird abgedrosselt bzw. er kommt zum Stillstand. In diesem Falle bewirkt der Läufer des Verdichters nur noch ein heftiges Umrühren der Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses, ohne daß eine nutzbare ■/irkung erzielt wird. Bei Flüssigkeitsringverdichtern macht sich diese Erscheinung durch starke G-eräusche und schwerwiegende Kavitation bemerkbar. Glieohzeitig hört natürlich der Verdichtungsvorgang auf, oder er wird erheblich verringert.

Betreibt man den Verdichter gegen eine geschlossene Leitung oder einen hohen Druck, nachdem der Flüssigkeitsring zum Stillstand gekommen ist, kehrt der Verdichter nicht wieder zu seiner normalen Wirkungsweise zurück. Der weitere Betrieb bei stillstehendem Flüssigkeitsring führt außerdem dazu, daß an den Läuferschaufeln sowie an dem Gehäuse Kavitation auftritt, so daß Metallteilchen losgerissen werden, durch die die Erosion der Bauteile des Verdichters beschleunigt wird; dies gilt insbesondere für diejenigen Teile der Dichtungsflächen, bei denen die Einhaltung der erforderlichen Toleranzen von größter Bedeutung

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Wenn die Diclitungsfläclien abgenutzt werden, so daß sich . der Spielraum beim Betrieb des Verdichters mit stillstehendem Flüssigkeitsring oder aus anderen Gründen vergrößert, tritt eine noch stärkere Vergrößerung des Dichtungsflüssigkeitsstroms ein, und es wird erforderlich, die vergrößerten Spielräume oder Spalte abzudichten. Diese größere Menge der Dichtungsflüssigkeit wird zusammen mit der anderen Flüssigkeit über die Austrittsöffnungen des Verdichters abgegeben. Eine solche Vergrößerung der bereits in hohem Maße belasteten Mittel zum Auf- _ nehmen des Wassers führt schließlich bei einer weiteren Abnutzung und einer entsprechenden Vergrößerung der Spalte dazu, daß der Flüssigkeitsring bei ständig niedriger werdendem Förderdruck des Verdichters zum Stillstand kommt.

Nach dem heutigen Stande der Technik ergibt sich somit bei den bis jetzt bekannten Verdichtern in der Praxis eine Grenze für den Betriebsdruck, die bei etwa 6 atü liegt.

Die Erfindung sieht nunmehr Verfahren und Vorrichtungen vor, die es ermöglichen, die sich bei den bis jetzt bekannten * Systemen ergebenden Grenzen zu überschreiten, denn gemäß der Erfindung ist es nicht mehr erforderlich, die zu Dichtungszwecken benötigte Flüssigkeit über die Austrittsöffnungen der Pumpe abzuführen. Bei dem erfindungsgemäßen System wird die zu Dieiitungszwecken verwendete Flüssigkeit zwischen dem Flüssigkeitsring und den Dichtungsflächen umgewältt. Hierbei wird erreicht, daß etwa 1 Drittel der gesamten Flüssigkeitsmenge, die zu den erwähnten drei Zwecken durch die Pumpe geleitet werden muß, so umgeleitet, daß diese Flüssigkeitsinenge die Austrittsöffnungen nicht durchströmt.

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Die Erfindung sieht Mittel vor, um Dichtungsflüssigkeit an einem mittleren Punkt längs des Umfangs der die Pumpenkammer bildenden Erweiterung abzuziehen. Die auf diese Weise gewonnene Dichtungsflüssigkeit wird mit Hilfe einer kurzen Leitung bzw · eines Kanals unter dem an dem erwähnten Punkt herrschenden Druck direkt zurückgeführt und dazu verwendet, die kritischen Spalte der Pumpe erneut abzudichten. Hierbei wird die Dichtungsflüssigkeit innerhalb des Verdichters selbst unter dein gewünschten Druck, der genügt, um den Läufer abzudichten, zurückgeleitet, ohne daß eine weitere .Regelung oder Einstellung erforderlich ist, und ohne daß dieser Teil der Dichtungsflüssigkeit über die Austrittsöffnung abgeführt zu werden braucht. Die erneut umgewälzte Dichtungsflüssigkeit braucht nicht auf den vollen Druckunterschied gebracht zu werden, der durch den Verdichter erzeugt wird, und diese Flüssigkeit braucht nicht durch die Austrittsöffnungen des Verdichters abgeführt zu werden, wie es bei den bis jetzt bekannten, mit einem Flüssigkeitsring arbeitenden Pumpensystemen geschieht. Somit wird die unnötige Arbeit eingespart, die erforderlich wäre, um die Dichtungsflüssigkeit { auf einen solchen Druck zu bringen, daß sie gegen den vollen Förderdruck des Verdichters abgeführt werden kann. Bei den bis jetzt bekannten Dichtungssystemen muß der höhe Austrittsdruck der verbrauchten Dichtungsflüssigkeit mit Hilfe einer Drossel auf einen niedrigeren mittleren Druck herabgesetzt werden, wie er benötigt wird, um die Abdichtung zu bewirken. Eine solche Druckverminderung wird gemäß der Erfindung vermieden. Ein weiterer und sehr wichtiger Gesichtspunkt besteht bei der Erfindung darin, daß sich die vorige der Dichtungsflüssigkeit selbsttätig einteilt, uoi die Mjtp _fu^ üer Pumpenteile auszubleichen, und

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daß die Dichtungsflüssigkeit nicht durch die bgrenzte Abmessungen aufweisende Austrittsöffnung des ^verdichters abgeführt zu werden braucht, wobei auch nicht der volle Druck aufzubringen istj hierdurch wird vermieden, daß der Flüssigkeitsring vorzeitig zum Stillstand gebracht wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine automatische Anpassung der Strömungsgeschwindigkeit der Dichtungsflüssigkeit bei Änderungen des Laufspiels zwischen den arbeitenden Teilen der Pumpe erzielt wird. Wenn sich die kritischen abzudichtenden Läuferspalte im Laufe der Zeit infolge der Abnutzung vergrößern, nimmt die ^enge der ernaut umgewälzten Dichtungsflüssigkeit automatisch zu, so daß auch diese vergrößerte Spalte ständig abgedichtet werden· Der an dem erwähnten mittleren Punkt der G-ehäuseerweiterung herrschende Druck wird bei dem sich selbsttätig anpassenden Dichtungssystem bis zu den abzudichtenden Spalten aufrechterhalten, bei denen es sich um die einzigen Stellen handelt, an denen der erneut umgewälzte Strom gedrosselt wird. Hierbei ergibt sich eine direkte Beziehung, d.h. die Strömungsgeschwindigkeit ändert sich in Abhängigkeit von der Vergrößerung der Spalte.

Im Gegensatz zu den bekannten Systemen zum Zuführen der Dichtungsflüssigkeit führt diese Vergrößerung des Dichtungsflüssigkeitsstroms als Folge einer Vergrößerung der Spalte nicht zu einer zusätzlichen Belastung der Austrittsöffnung des Verdickt era, d.n, über die Austrittsöffnung brauchen keine ständig gvüßiu¹ v;-L-d'jndeu Mengen an Dichtungsflüssigkeit abgeführt zu WtH^UiL !Μ-.· ;.·:j-<■ ladung ermöglicht es daher, die Gefahr eines

■i- <i-n V-^rI''ohtera au verringern und eine * BAD ORIGINAL

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erhebliche Verlängerung der Lebensdauer zu erzielen. Ferner verringert sich die benötigte Antriebsleitung, so daß sich der Gesantwirkungsgrad des Verdichters erhöht.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung von Mitteln, die es ermöglichen, automatisch eine zur Reinigung dienende Flüssigkeit zuzuführen, wenn sich Betriebsbedingungen ergeben, unter denen eine zusätzliche Flüssigkeitsmenge benötigt wird. Diese Flüssigkeit wird der vom Verdichter abgegebenen Flüssigkeit entnommen, die in den zugehörigen Abschei- M der gelangt, und zwar über eine gesonderte Flüssigkeitsleitung, die mit dem eine selbsttätige Kompensation bewirkenden System zum Zuführen der Dichtungsflüssigkeit verbunden ist, ferner über ein Rückschlagventil und eine Strömungsbegrenzungsdrossel·

Während des ^etriebs mit niedrigem Druck, d.h. wenn keine Reinigungsflüssigkeit benötigt wird, bewegt sich keine Strömung durch diesen Kreislauf, denn der an dem erwähnten mittleren Punkt der Gehäuseerweiterung herrschende Druck, der auf das Leitungssystem für die Dichtungsflüssigkeit aufgebracht wird, i ist höher als der Abgabedruck des Abscheiders. Daher wird das Rückschlagventil geschlossen gehalten und es verhindert ein Zurückströmen der Dichtungsflüssigkeit aus dem Kompensationssystem zu dem Abscheider. Wenn der Förderdruck der Pumpe zunimmt, werden entsprechend größere Anforderungen bezüglich des Abführens von Flüssigkeit gestellt, und das erfindungsgemäße System paßt sich diesem Bedarf automatisch an, denn der Druck im Abscheider überschreitet dann den in der Mitte der Gehäuseerweiterung herrschenden Druck, der auf das kompensierte Dich-

tunssflüssigkeitssystem wirkt, und das Rückschlagventil wird ^{δ 6} 009818/0692 ^M

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geöffnet, so daß ein Strom der Reinigungsflüssigkeit durch die Zumeßdrossel zu dem kompensierten Dichtungssystem strömt. Gleichzeitig mit dem Auftreten eines Bedarfs an zusätzlicher Dichtungsflüssigkeit zu Reinigungszwecken bei höheren Drücken ist daher der -^ruck im Abscheider in diesem Zeitpunkt höher als der Druck in dem kompensierenden Dichtungssystem, und infolgedessen wird zusätzliche Flüssigkeit aus dem Abscheider zu Reinigungszwecken zugeführt.

^ Je höher der Förderdruck ist und je notwendiger eine Reinigung wird, desto größer v/ird die zugeführte Flüssigkeitsmenge. Das zu Seinigimgszwecken zugeführte Wasser wird zusammen mit der verdichteten Luft über die Austrittsöffnung abgegeben. Die zu Kühlzwecken dienende Flüssigkeit wird dem Verdichter nahe dem Einlaßteil des Öffnungszylinders unter einem Druck zugeführt, der niedriger ist als der Druck der Abdichtungszwecken dienenden Flüssigkeit» Diese Kühlflüssigkeit dient auch dazu, den Spalt nahe dem zentralen Einlaßöffnungskonus des Verdichters abzudichten. Die an dieser Stelle zu Kühlzwecken zugeführte Flüssigkeit wird zusammen mit der Reinigungsflüssigkeit über die Austrittsöffnung abgegeben. Die erforderliche Kühlflüssigkeitsmenge variiert im Idealfalle in Abhängigkeit von der durch den Verdichter geleiteten Verdichtungsarbeit. Normalerweise ist es nicht möglich, die Zufuhr von Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit vom Verdichtungsverhältnis zu variieren. Vielmehr ist es üblich, eine vorbestimmte feste Menge an Kühlflüssigkeit zuzuführen, die für den normalen Betrieb des Verdichters mit hohem Druck bzw. hohem Verdichtungsverhältnis ausreicht. Diese zugeführte Flüssigkeitsmenge überschreitet natürlich den Bedarf

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wenn der Verdichter mit niedrigem ^ruck betrieben wird, z.B. während des Leerlaufs oder bei der Inbetriebsetzung. Beim Betrieb mit niedrigem Druck, z.B. beim Anlaufen eines Verdichters mit hohem Verdichtungsverhältnis, muß das geförderte größere Volumen von unter niedrigem Druck stehender Luft über die kleinen Austrittsöffnungen abgeführt werden, die dem betrieb mit hohem Verdichtungsverhältnis angepaßt sind. Das Abführen des überschüssigen Kühlwassers führt in diesem Falle zusammen mit der Abführung der großen Luftmenge, die unter einem niedrigen Druck steht, zu einer Drosselung an den kleinen Austrittsöffnungen, so daß sich in dem Verdichter ein Druck aufbaut und eine größere Antriebsleistung benötigt wird, um dieses Gemisch zu verdrängen. Dieser unerwünschte Zustand wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch ausgeglichen, daß die überschüssige Kühlflüssigkeit über das kompensierende Dichtungssystem direkt zu dem Abscheider geleitet wird, und zwar über eine Drossel und ein Rückschlagventil, wobei Vorteil aus der •Tatsache gezogen wird, daß während dieses betriebs bei niedrigem Druck der Druck in dem zu dem kompensierenden Dichtungssystem führenden Anschluß an der Gehäuseerweiterung höher ist als der Austrittsdruck des Abscheiders.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung von Mitteln, um die überschüssige Kühlflüssigkeit automatisch um den Verdichter herumzuleiten, wenn der Verdichter bei einem niedrigen Verdichtungsverhältnis betrieben wird, Hierdurch wird die Gefahr einer Drosselung an der Auetrittsöffnung weiter verringert, und ee wird keine Ubersohttseige Antriebsleistung benötigt, um die nicht benötigte Kühlflüssigkeit zusammen mit der j

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unter einem niedrigen •'-'ruck stehenden großen Luftmenge während des ^etriebs mit niedrigem Druck über die kleinen Austrittsöffnungen abzuführen·

Ein Hauptziel der Erfindung besteht somit darin, neuartige Verfahren und Vorrichtungen vorzusehen, mittels deren einem" Flüssigkeitsringverdichter eine Dichtungsflüssigkeit zugeführt werden kann, und zwar derart, daß sich der Bereich der Verdichtungsverhältnisse erweitert, daß die lebensdauer des ^verdichters verlängert wird, und daß sich eine Erhöhung des Wirkungsgrades ergubt·

Ferner sieht die Erfindung ein neuartiges, sich selbsttätig anpassendes System zum Zuführen einer Dichtungsflüssigkeit zu, das Änderungen der inneren Laufspiele der Pumpe ausgleicht und automatisch die benötigte Menge der Dichtungsflüssigkeit zuführt.

Ferner sieht die Erfindung automatische Zuführungsmittel vor, um einem Verdichter zusätzliche Flüssigkeit zu leinigungszwecken dann zuzuführen, wenn eine zusätzliche Reinigungsflüssigkeitsmenge benötigt wird, wobei diese Mittel wirkungslos werden, sobald kein Bedarf für zusätzliche Reinigungsflüssigkeit mehr besteht.

Weiterhin sieht die Erfindung ein System zum Zuführen einer Dichtungsflüssigkeit vor, das insofern mit einer Selbstregelungswirkung arbeitet, als es nicht erforderlich ist, die " primäre Strömungsgeschwindigkeit der Dichtungsflüssigkeit am Einlaß während eines kurzzeitigen Betriebs bei niedrigen Verdichtungsverhältnis sen oder bei Verdichtungsverhältnissen erneut

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einzustellen, denen diese primäre Strömungsgeschwindigkeit nicht angepaßt war.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Systems zum Zuführen einer Dichtungsflüssigkeit zu einer mit hohem Verdichtungsverhältnis arbeitenden Pumpe, das dann, wenn die Pumpe mit niedrigen "erdichtungsverhaltnissen betrieben wird, mit einer geringeren Antriebsleistung auskommt und innerhalb eines großen Bereichs von Verdichtungsverhältnissen gleichmäßig bzw, stoßfrei arbeitet.

V»^reiterhin bezieht sich die Erfindung auf verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zum Entlasten eines Flüssigkeitsringverdichtersystems. Der Ausdruck "Entlasten" bezeichnet hier den Vorgang, mittels dessen die Verdichterwirkung der Pumpe beseitigt wird, wenn ein -^ruckregelschalter oder dergleichen die gewünschte Obergrenze des ^rucks auf der Förderseite der Pumpe fühlt» Um zu verhindern, daß diese obere Druckgrenzß überschritten wird, ist es üblich, die flüssigkeitsringpumpe weiter anzutreiben, die jedoch einfach dadurch wirkungslos zu machen ist, daS man die'Pumpe entlüftet bzw. die Dichtungsflüssigkeit vom Umfang der G-ehäuseeerweiterung abführt. Dieses bekannte Entlastungsverfahren ist aus zwei ^runden unzweckmäßig. Erstens ist es bei Flüssigkeitsringpumpe^ mit zwei einander gegenüber liegenden üehäuseerweiterungen bis Jetzt üblich, nur eine ü-ehäuseerweiterung zu entlasten und so die Pumpwirkung des ilüssigkeitsrings zu beseitigen. Diese unsymmetrische Entlastung des Flüssigkeitsrings führt zu einer schwerwiegenden Störung dee Gleichgewichts der auf den Läufer wirkenden Kräfte. Bei dem erfindungsgemäßen, sich selbsttätig anpassenden und eine Kompen-

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sation bewirkenden System zum Zuführen der Dichtungsflüssigkeit sind dagegen Mittel vorhanden, die es ermöglichen, diese ^ehäuseerweiterung der Pumpe gleichzeitig zu entlüften und so zu entlasten, da das erfinduhgsgemäße System symmetrisch ausgebildet und abgeglichen ist.

Das zweite und sehr nachteilige Merkmal der bis jetzt bekannten Entlastungssysteme besteht darin, daß dann, wenn die ^verdichtungswirkung der Flüssigkeitsringpumpe durch Abführen der Dichtungsflüssigkeit beseitigt wird, die auf der Förderseite des Verdichters gespeicherte, unter hohem Druck stehende Luft zur Wirkung kommt, ihre Strömungsrichtung augenblicklich» umkehrt und sich nach hinten durch die Pumpe hindurch mit einer %aft entspannt, die gleich der normalerweise durch den Läufer aufgebrachten Kraft oder größer als diese Kraft ist. Diese Ausdehnungskraft treibt den zerstörten Flüssigkeitsring nach hinten durch den Läufer und die Kammer zurück und wirkt plötzlich als Bremse oder kurzzeitig derart, daß der Läufer als Turbine in der ~einrichtung angetrieben wird. Die sich entspannende Luft und der zerstörte Flüssigkeitsring werden entgegen der Drehrichtung der Schaufeln vorwärtsgetrieben, um teilweise über den Einlaß und schließlich über die eine geöffnete Entlastungsöffnung in einer der beiden Gehäuseerweiterungen einer gewöhnlich zwei ^ehäuseerweiterungen aufweisenden Pumpe pder über die eine vorhandene Entlastungsöffnung einer Pumpe mit nur einer exzentrischen Gehäuseerweiterung zu entweichen.

Bei einem Hochdruckverdichter führt diese Entspannung in der umgekehrten Richtung über den soeben entlasteten Flüssigkeitsringverstärker zum Auftreten zerstörender Kräfte. Einen

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Maßstab für diese plötzliche Entspannungswirkung erhält man, wenn man einen Verdichter während des Stillsetzens beobachtet. Das vorstehend beschriebene bekannte Verfahren zum Entlasten eines Verdichters wirkt praktisch nach Art einer Entspannungsbremse, mittels deren ein mit 3 500 U/min umlaufender Läufer innerhalb von drei oder vier Umdrehungen zum Szillstand gebracht wird, wobei ein starkes charakteristisches kreischendes Geräusch erzeugt wird. Gemäß der Erfindung wird das Auftreten nicht ausgeglichener Kräfte beim Entlasten oder Anhalten eines Flüssigkeitsringverdichters vermieden, und gleichzeitig kann der Läufer des Verdichters ungehindert auslaufen und zum Stillstand kommen, wobei nur geringe oder überhaupt keine Geräusche auftreten.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden die genannten Verbesserungen dadurch erzielt, daß zuerst der längs des Verdichters herrschende Luftdruck ausgeglichen wird, um die Gefahr auszuschalten, daß sich die verdichtete Luft von der Förderseite aus in der Rückwärtsrichtung durch den Verdichter hindurch gegen den zerstörten Flüssigkeitsring und die Dichtungsflüssigkeit entspannt. Sobald sich der Einlaßdruck und der Auslaßdruck der Pumpe ausgeglichen haben, wird die Flüssigkeit des Flüssigkeitsrings über die Ebtlastungsöffnung abgeführt, und dies wird durch den vorhandenen Fliehkraftdruckunterschied bewirkt. Hierbei wird eine gleichmäßige und geregelte Entlastung erzielt, bei der keine Geräusche auftreten, und bei der keine Beanspruchung der Pumpenteile erfolgt. Zwar gilt die vorstehende Beschreibung des Entlastungsvorgangs fUr den Fall, daß die Flüssigkeitsringpumpe außer Betrieb gesetzt wird, während sie

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weiterhin angetrieben wird, doch sei bemerkt, daß sich der gleiche Grundgedanke bezüglich der Entlastung ebenso gut dann anwenden läßt, wenn die Pumpe zum Stillstand gebracht werden soll, während der Antriebsmotor abgeschaltet ist» Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung von Mitteln, um den Verdichter gegen Beschädigungen für den Fall zu schützen, dass die Antriebsspannung ausbleibt, oder daß sich die Drehzahl des Antriebsmotors verringert, oder daß eine Überlastung der Pumpe eintritt, da sie gegen einen zu hohen Druck arbeiten muß, oder daß aus irgendeinem anderen Grunde, z.B· infolge übermäßiger Zufuhr von Flüssigkeit, eine Überlastung erfolgt, Für einen Hochdruckverdichter ist es charakteristisch, daß an den verschiedenen Punkten längs der Gehäuseerweiterung der statische Druck, der beim normalen -Betrieb erzeugt wird, niedriger ist als der Nennwert des Förderdrucks des Verdichters. Der Geschwindigkeitsdruck des Flüssigkeitsrings macht sich an diesem Punkt nicht als meßbarer Überdruck bemerkbar. Wenn jedoch die normale Geschwindigkeit des Flüssigkeitsrings aus irgendeinem Grunde gestört wird und der Ring zum Stillstand kommt, wie es weiter oben beschrieben wurde, wird der statische Druck auf der Förderseite augenblicklich nach hinten zu dem Flüssigkeitsring übertragen, und wenn diese Erhöhung des statischen Drucks oder der Druckstoß in dem Flüssigkeitsring durch einen Druckregelschalter gefühlt wird, kann dieser Schalter augenblicklich in Tätigkeit treten, um das erwähnte Entlastungssystem zu betätigen, damit der Verdichter entlastet und gegen Beschädigungen geschützt wird. Diese Erhöhung des ^rucks des Flüssigkeitsringa "tritt immer dann auf, wenn aeine Geschwindigkeit herabgesetzt wird, wie es der Fall ist, wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine

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verringert oder die Antriebsmaschine stillgesetzt wird, z.B. bei einem kurzzeitigen Ausfall der Spannung oder beim Stillsetzen des Verdichters oder bei einer unbeabsichtigten Verringerung der Antriebsdrehzahl einer Antriebsturbine usw. Jede Verringerung der Geschwindigkeit, die von einer Erhöhung des Drucks des Flüssigkeitsrings begleitet ist, dient als Steuersignal, um das Entlastungssystem zu betätigen und so den Verdichter gegen Kavitationsschäden zu schützen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht somit darin, neu- λ artige Verfahren und Mittel vorzusehen, um ein mit einem Flüssigkeitsring arbeitendes Verdichtersystem derart zu entlasten, daß ein geregelter Übergang zwischen dem Betriebszustand und dem Ruhezustand erzielt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines neuartigen Entlastungssystems für einen Flüssigkeitsringverdichter, das es ermöglicht, den Druck zwischen dem Verdichtereinlaß und dem Auslaß in dem Zeitpunkt auszugleichen, in welchem die Pumpwirkung des Flüssigkeitsrings beseitigt wird. g

Ferner sieht die Erfindung ein Entlastungssystem vor, das es ermöglicht, dem Einlaß der Pumpe Dampf unter dem normalen Förderdruck der Pumpe zuzuführen·

Weiterhin sieht die Erfindung ein neuartiges Entlastungen system vor, mittels dessen der Pumpenaualaß zur Atmosphäre oder praktisch gegen den Einlaßdruck der Pumpe entlüftet wird, um während der Entlastung die Drücke am Einlaß und Auslaß auszugleichen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung neuartiger Schutzmittel gegen einen unerwünschten

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Betriebszustand, wie er durch den Ausfall der Spannung oder eine Verringerung der Antriebsdrehzahl herbeigeführt werden könnte.

Ferner sieht die Erfindung einen neuartigen Schutz ge/;en das Auftreten des erwähnten unerwünschten Betriebszustandes vor, der durch eine Überlastung des Verdichters durch eine zu große Flüssigkeitszufuhr, einen zu hohen Druck oder andere Überlastungsursachen herbeigeführt wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Schnitt längs der Linie 1-1 in Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringverdichter.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringverdichter und zeigt schematisch eine Anordnung von an den Verdichter angeschlossenen Leitungen.

Fig. 3 zeigt in einer Stirnansicht die linke Seite des Verdichters nach Fig. 1, wobei der Motor fortgelassen ist.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine andere Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringverdichters.

Fig. 5 ist ein Teilschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4.

Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch eine dritte Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringverdichters.

Fig. 7 ist ein Teilschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6. 009818/0692

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Fig. 8A zeigt in einem Teilschnitt eine andere Anordnung einer mit einer der Gehäuseerweiterungen verbundenen Entnahmekammer.

Fig. 8B zeigt die Anordnung der Entnahmekammer bei der anderen Gehäuseerweiterung des Verdichters nach Fig. 8A.

Fig. 9A zeigt eine weitere Anordnung einer an einen der Gehäuseerweiterungen angeschlossenen Entnahmekammer.

Fig. 9B zeigt die Anordnung der an die andere Gehäuseerweiterung des Verdichters nach Fig. 9A angeschlossenen Entnahmekammer.

Fig. 10 zeigt im Schnitt eine Zumeßdrossel, mittels deren der Strom der durch eine leitung strömenden Flüssigkeit geregelt bzw. gedrosselt wird.

Fig. 11 ist ein Längsschnitt durch ein Rückschlagventil, bei dem das Strömungsmittel in beiden Richtungen strömen kann·

Fig. 12 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zum Verdichten eines Strömungsmittels.

Fig. 13 zeigt eine andere Ausbildungsform der aus Fig. 12 ersichtlichen Mittel zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit.

Fig. 14 zeigt eine andere Ausbildungsform des Teils der Anordnung nach Fig. 12, der dazu dient, die Überschüssige Kühlflüssigkeit abzuführen und die Reinigungsflüssigkeit erneut umzuwälzen·

Fig. 15 zeigt ein erfindungsgemäßes System zum Verdichten

eines Strömungemittels, bei dem Maßnahmen getroffen sind, um

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den Verdichter automatisch zu entlasten.

Fig. 16 zeigtbeine andere Ausbildungsform eines Ventils, mittels dessen der Abscheider und der Einlaß des Systems nach Fig. 15 miteinander verbunden werden können.

Fig. 17 zeigt schematisch die Verbindungen zwischen den ■^ruckfühleinrichtungen und den Solenuidventilen des Systems nach Fig. 15·

Fig. 18 zeigt die Anwendung einer erfindungsgemäßen Entlastungsanordnung bei einem System bekannter Art.

Fig. 19 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Entlastungsanordnung in Verbindung mit einem System bekannter Art·

Fig. 20 zeigt ein mechanisches Entlastungssystem, das analog zu dem elektrischen System nach Fig. 19 arbeitet,

Fig. 21 ist ein Längsschnitt durch das in Fig. 20 gezeigte druckempfindliche "Ventil.

Gemäß Fig. 1 bis 3 ist der Flüssigkeitsringverdichter 24 auf einem geeigneten Unterbau 26 angeordnet, der auch einen Antriebsmotor 28 trägt, durch den der Verdichter 24 angetrieben wird. Der Verdichter umfaßt einen Läufer 30 mit zwei Stirnwänden 32 und 34» die sich in parallelen Ebenen rechtwinklig zur Achse des Läufers erstrecken; ferner umfaßt der Läufer 30 mehrere im wesentlichen radial verlaufende Schaufeln 36, die aich zwischen den Stirnwänden 32 und 34 erstrecken und an ihren Enden mit den Stirnwänden verbunden sind, so daß sie zusammen damit gemäß Fig. 2 Verdrängungskammern 38 abgrenzen. Diese Verdrängungskammern

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sind an ihren äußeren ünden 40 und an ihren inneren Enden 42 offen.

Weiterhin umfaßt der Verdichter 24 ein Gehäuse 44 mit einem becherförmigen Gehäuseteil 46, das den Läufer umschließt, und einem Kopfstück 48 mit einem zentral angeordneten Abschnitt 50, der in den Läufer 30 hineinragt und von diesem umschlossen wird, Die ^ehäuseteile 48 und 46 sind mit abdichtender Wirkung miteinander verbunden, z.B. durch geeignete, hier nicht gezeigte Schrauben, wobei zwischen den ^ehäuseteilen geeignete Mchtun- M gen vorgesehen sind. Gemäß Fig. 2 weist der zentrale Abschnitt !30 des Geliäuseteils 48 einen inneren rohrförmigen Abschnitt 52 und einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 54 auf, die durch radiale Stege 56 verbunden sind; diese Stege sind um die Achse des Verdichters so verteilt, daß sie zwei einander gegenüber liegende Einlaßkammern 58 und zwei einander gegenüber liegende Austritts].ammern 60 abgrenzen. Der äußere rohrförmige Abschnitt 54 des zentralen Abschnitts 50 des Gehäuses ist mit zwei einander gegenüber liegenden Einlaßöffnungen 62 versehen, über die das Strömungsmittel in die Läuferkammern 38 eintreten kann; ' ferner sind zwei Auslaßöffnungen 64 vorgesehen, die mit den Austrittskammern 60 in Verbindung stehen, und über die das verdichtete Strömungsmittel zu den Austrittskammern 60 gelangen kann.

Gemäß Fig. 2 erstreckt sich das Gehäuse 44 nicht längs eines Kreises. Vielmehr weist das Gehäuse gemäß Fig. 2 einen oberen und einen unteren Abschnitt auf, die vom Umfang des Läufers 30 durch einen Abstand getrennt sind, so daß sie zusammen mitadem Läufer zwei einander gegenüber liegende Gehäuseerweite-

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rungen 66 bilden. Der Läufer 30 dreht sich gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinne, und während des normalen Betriebs erstreckt sich ein Flüssigkeitsring längs des äußeren Umfangs des Läufers 30 in die ^ehäuseerweiterungen 66 hinein} dieser Flüssigkeitsring läuft zusammen mit dem Läufer um. Dreht sich der Läufer gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinne, zieht sich dieser Flüssigkeitsring an den Enden 68 der G-ehäuseerweiterungen gegenüber der Läuferachse zurück, so daß das Strömungsmittel über die Öffnungen 62 aus den Einlaßkammern 58 angesaugt wird, und daß das zu verdichtende Strömungsmittel radial von der Läuferachse weg in den Kammern 38 verdrängt wird, v/enn sich der Flüssigkeitsring gegenüber der Läuferachse zurückzieht, wird das zu verdichtende Strömungsmittel in die Lammern 38 gesaugt, bis der Flüssigkeitsring die Teile der Gehäuseerweiterungen 66 erreicht, welche direkt oberhalb bzw. unterhalb des Läufers liegen, d.h. dort, wo die ^ehäuseerweiterungen ihre größte Breite haben; von diesen Zonen aus kehrt der Flüssigkeitsring bis zu den Enden 70 der Gehäuseerweiterungen wieder zur Läuferachse zurück, so daß das Strömungsmittel in den Verdrängungskammern 38 verdichtet wird; dieses verdichtete Strömungsmittel entweicht dann über die Öffnungen 64 in die Austrittskammern 60,

Das zu verdichtende Strömungsmittel, bei dem es sich gewöhnlich um ein Gas oder ein Gemisch aus Gas und Dampf handelt, wird dem Verdichter 24 über eine Austrittsleitung 72 zugeführt, in die ein geeignetes Rückschlagventil 74 eingeschaltet ist; die Eintritteleitung 72 steht mit Räumen innerhalb des Gehäuseteils 48 in Verbindung, die ihrerseits mit den Einlaßkammern 58 verbunden sind. Der Motor 28 ist durch eine geeignete

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^ 76 mit einer Antriebswelle 78 verbunden, die durch den LIotor 28 angetrieben werden kann und mit der ^wabe 80 des Läufers 38 verbunden ist} die Nabe 80 wird durch einen inneren Abschnitt der Stirnwand 34 gebildet und ist bei 81 auf geeignete V/eise mit der Welle 78 verkeilt, so daß sie mit der Welle drehfest verbunden ist. Die Gehäuseteile 48 und 46 sind mit geeigneten Stopfbuchsen 82 und 84 versehen, durch die hindurch sich die Antriebswelle 78 erstreckt. Ferner trägt das Gehäuse Lagerböcke 86 als Unterstützungen für Lager 88, in denen die Welle läuft.

Im Inneren des Gehäuseteils 46 vorgesehene Räume stehen mit einer Austrittsleitung 90 in Verbindung, mittels deren das aus den Kammern 60 entweichende verdichtete Strömungsmittel nachstehend beschriebenen Abscheidermitteln zugeführt wird, in denen das verdichtete Strömungsmittel in Gas und Flüssigkeit zerlegt v/ird.

Eine Kühl- und Dichtungsflüssigkeit v/ird dem Verdichter von einer geeigneten Quelle aus gemäß Fig. 1 über eine Leitung 92 zugeführt; diese Flüssigkeit wird von dem Raum 94 zwischen der »/eile 78 und dem zentralen Abschnitt -jQ des Gehäuseteils 48 aufgenommen; die Kühlflüssigkeit strömt dort an der Y/elle 78 entlang, wo die Welle von dem zentralen Gehäuseabschnitt 50 umschlossen ist, und der zentrale Abschnitt 50 weist zwei öffnungen 96 auf, die mit den Einlaßkammern 58 verbunden sind, so daß die Dichtungsflüssigkeit über die Offnungen 96 zu den Kammern 58 strömen kann, und zwar zusammen mit dem über die Eintrittsleitung 72 zugeführten Gas, um zu den Verdrängungskammern 38 zu gelangen und schließlich den Verdichter in der beschriebenen

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Weise über die Austrittsleitung 90 zu verlassen· Die beschriebene Konstruktion und Wirkungsweise des Verdichters bzw„ der Pumpe ist kennzeichnend für Flüssigkeitsringpumpen_e

Gemäß Fig. 1 ist der äußere Rand der Stirnwand 32 von einer nach innen gerichteten kreisrunden Fläche des ^ehäuseteils 46 umgeben, die in unmittelbarer Nähe dieses Randes der Stirnwand angeordnet ist, so daß eine Trennfläche 98 vorhanden ist, und der innere Rand der Stirnwand 32 bildet eine Trennfläche zusammen mit einer nach außen gerichteten kegelstumpfförmigen Fläche der Außenwand des zentralen Abschnitts 50 des Gehäuse- ' teils 48. Die Stirnwand 34 bildet an ihrem äußeren Rand eine Trennfläche 102 zusammen mit einer nach innen gerichteten Fläche des Gehäuseteils 46, und der innere Rand der Stirnwand 34 bildet eine Trennfläche 104 zusammen mit einer zweiten nach außen gerichteten kegelstumpfförmigen Fläche auf der Außenseite des zentralen Abschnitts 50 des Gehäuseteils 48. Es ist wichtig, an diesen Trennflächen eine einwandfreie Abdichtung zu bewirken; jedoch besteht bezüglich der Fertigungstoleranzen und der Montagegenauigkeit eine bestimmte Grenze, die wirtschaftlich vertretbar ist, wenn die ortsfesten und die drehbaren Teile des Verdichters an diesen Trennflächen abgedichtet werden sollen, wobei es gleichzeitig erforderlich ist, dafür zu sorgen, daß sich der Läufer 30 gegenüber dem Verdichtergehäuse 44 ungehindert drehen kann.

Im folgenden wird beschrieben, auf welche Weise die Erfindung die Aufgabe löst, eine einwandfreie Abdichtung an diesen Trennflächen zu bewirken.

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Soweit die Trennfläche 104 in Frage komut, wird die Kiihl- und ErgänzungsflUssigkeit, die der dammer 94 über die Leitung 92 zugeführt wird, so zu der Trennfläche 104 geleitet, daß an dieser Stelle durch die Flüssigkeit eine Abdichtung bewirkt wird; bezüglich der Abdichtung an der Trennfläche 104 ergeben sich somit keine besonderen Schwierigkeiten. Diese Kühl- und ISr&änzungsflüssigkeit dient nicht nur dazu, an der Trennfläche 104 eine Abdichtung zu bewirken, sondern sie kühlt die Welle und die Dichtungspackungen 82 und 84, die gleichzeitig duriEh die Flüssigkeit geschmiert werden. M

Im Hinblick auf die übrigen Trennflächen 98, 100 und 102 ist das Gehäuse 4 4 mit zwei Entnahmekammern 106 versehen, die an den breitesten Stellen der Gehäuseerweiterungen 66 vorgesehen und gemäß Fig. 1 und 2 mit diesen äehäuseerweiterungen durch Schlitze 108 verbunden sind. Ein Leitungssystem 110 steht in Verbindung mit den beiden Entnahmekammern 106, so daß dem Leitungssystem Flüssigkeit aus den Entnahmekammern zugeführt wirdj da sich die Flüssigkeit in den Gehäuseerweiterungen 66 unter einem Druck befindet, der durch die Fliehkraft hervorgerufen wird, ( welche durch den'Läufer 30 erzeugt wird, steht die Flüssigkeit in den Entnahmekammern 106 und damit auch in dem daran angeschlossenen Leitungssystem 110 unter einem erheblichen Druck. Im bereich des ^aehäuseteils 48 umfaßt das Leitungssystem 110 zwei Leitungsabschnitte 112, die über Kanäle 113 in dem Gehäuse mit einer Stirnwandabdichtungskammer 114 verbunden sind, welche durch die Stirnwand 32 des Läufers 30 und das Gehäuse abgegrenzt wird} diese Stirnwandabdichtungskammer 114 steht einerseits mit der Trennfläche 98 und andererseits mit der

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Trennflache oder Fuge 100 in Verbindung. Ferner umfaßt das Leitungssystem 110 zwei Leitungsabschnitte 116, die zu einer zweiten Stirnwandabdichtungskammer 118 führen, welche durch die Stirnwand 34 und das Gehäuseteil 46 abgegrenzt wird und mit der Fuge 102 in Verbindung steht.

Bei der erfindungsgemäßen, eine selbsttätige Kompensation bewirkenden Flüssigkeitsdichtung wird somit die Dichtungsflüssigkeit von den mittleren Teilen der Gehäuseerweiterungen aus in die Entnahmekamniern 106 hineingesaugt, und diese Dichtungslüssigkeit, die unter dem an den Entnahmekammern herrschenden ^ruck steht, wird den Dichtungskammern 114 und 118 für die Stirnwände zugeführt, wobei der Druck der Dichtungsflüssigkeit im wesentlichen dem Druck entspricht, der in den mittleren Teilen der Gehäusevorsprünge herrscht. Die Dichtungsflüssigkeit wird somit kontinuierlich den kritischen Fugen zugeführt, sie wird innerhalb des "erdichters gewonnen, und sie wird von den Gehäusevorsprüngen aus zu den Dichtungskammern umgewälzt, von denen aus sie wieder zu den Gehäusevorsprüngen zurückströmt, ohne daß die normale Wirkungsweise der Austrittsöffnungen 64 beeinträchtigt wird. Die Leitungsmittel 110 stehen auch mit einer Leitung 120 in Verbindung, die einen gemeinsamen Anschluß zwischen dem gesamten Kompensationssystem und den noch zu erläuternden Abscheidermitteln bildet; zu Reinigungszwecken dienende Flüssigkeit wird ebenfalls über diesen Leitungsanschluß 120 zugeführt. Ferner wird die überschüssige Kühlflüssigkeit auf eine noch zu erläuternde Weise über den Anschluß 120 zu den Abscheidermitteln umgeleitet.

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Da es bei der beschriebenen Anordnung nicht erforderlich ist, die verbrauchte Dichtungsflüssigkeit über die normalen Austrittsöffnungen des Verdichters abzuführen, steht mehr Raum zum Abführen der verdichteten Gase über die Austrittsöffnungen zur Verfugung, wenn sich die Spalte an den erwähnten Fugen infolge der Abnutzung oder falscher Einstellung vergrößern, wird eine größere Menge der Dichtungsflüssigkeit benötigt, wenn eine einwandfreie Abdichtung erzielt werden soll. Da das erfindungsgemäße Dichtungssystem jedoch mit einer Rückumwälzung der Dicntungsflüssigkeit arbeitet und die Dichtungsflüssigkeit den " Fugen in unbegrenzter ^enge unter dem an den Sehäusewrweiterungen herrschenuen Druck zugeführt werden kann, wird automatisch die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit der Dichtungsflüssigkeit erzielt, d.h. diese Strömungsgescirwindigkeit stellt sich selbsttätig auf den richtigen wert ein. ./enn sich bei den bekannten Systemen die Breite der Spalte vergrößert, kann eine ausreichende Abdichtung der verbreiterten Spalte nur dadurch erzielt werden, daß der Flüssigkeitsstrom mit der wand neu eingestellt wird, so daß er den veränderten Erfordernissen entspricht. ( Ferner ist es bei den bekannten Systemen erforderlich, die vergrößerte Dichtungsflüssigkeitsmenge über die Austrittsöffnungen 64, 64 abzuführen, und hierdurch wird die Abfuhr der verdichteten Gase über diese Öffnungen behindert. Natürlich ist bei den : bekannten Systemen außerdem ein erhöhter Energieaufwand erforderlich, um die größere Flüssigkeitsiiienge abzuführen, und schließlich führt die Notwendigkeit, die größere Flüssigkeitsmenge über die Austritteöffnungen abzuführen, wenn sich die Spalte vergrößert haben, bei den bekannten Pumpen dazu, daß der ' Flüssigkeitsring bei fortschreitend niedriger werdenden Förder-

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drücken zum Stillstand kommt.

Die über die leitung 92 zugeführte Ergänzungsflüssigkeit kann der Wasserleitung oder einen anderen Quelle entnommen werden, oder sie kann auf eine noch zu erläuternde Weise von einem Abscheider oder Aufnehmer aus erneut umgewälzt werden. Für das Verständnis der Erfindung ist es jedoch ohne Bedeutung, von welcher Art die Kühlflüssigkeitsquelle ist, die an die Leitung 92 angeschlossen ist«,

Bei der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausbildungsform umfaßt das Gehäuse 44a des Verdichters 24a Gehäuseteile 46a und 48a, und bei dieser Ausbildungsform sind ebenfalls zwei Entnahmekammern 106a vorgesehen, die durch Schlitze 108a mit den Gehäuseerweiterungen 66a verbunden sind. Bei dieser Ausbildungsform sind jedoch keine äußeren Leitungsmittel vorhanden, die mit dem Leitungssystem 110 nach Fig. 1 vergleichbar wären. Vielmehr stehen die Stirnwand-Abdichtungskammern 114a. und 118a direkt in Verbindung mit den Entnahmekammern 106a, und zwar über Kanalmittel 110a, die durch einfache Öffnungen gebildet werden, welche sich durch die Enden der Entnahmekammern direkt zu den Dichtungskammern der Stirnwände erstrecken; auf diese Weise kann die Dichtungsflüssigkeit, die unter dem ^ruck steht, der im mittleren Teil der Gehäuseerweiterungen herrscht, direkt über die Öffnungen 110a zu den Dichtungakammern strömen, um an den Fugen 98, 100 und 102 eine Abdichtung zu bewirken» somit ist der Strömungsweg der Dichtungsflüssigkeit erheblich kürzer als bei der Abordnung nach Fig. 1 bis 3. Die gemeinsame Verbindung 120a für das kompensierende Dichtungssystem, die zu den Absoheidermitteln führt, steht in diesem Falle in direkter Verbindung mit

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der unseren Entnahmekammer 106a. Abgesehen von den erwähnten Unterschieden entspricht die Anordnung nach Pig. 4 und 5 derjenigen nach Fig. 1 bis 3.

Pig. 6 und 7 zeigen eine Ausbildungsform, die von besonders einfacher Konstruktion ist, da es nicht erforderlich ist, besondere Entnahmekammern vorzusehen. Der Verdichter 24b umfaßt wiederum ein Gehäuse 44b mit einem Gehäuseteil 46b, das an seinem Umfang dort, wo es die äußeren Ränder der Stirnwände des Läufers direkt umschließ, mit einander diametral gegenüber liegenden Paaren von Einschnitten 110b versehen ist, so daß bei dieser Ausbildungsform praktisch eine Unterbrechung an den Trennfugen zwischen den äußeren Rändern der Läuferstirnwände und dem Gehäuse vorhanden ist; an diesen Unterbrechungsstellen sind für jede Lauferstirnwand zwei obere bzw. zwei untere Einschnitte 110b vorgesehen. Die Einschnitte 110b bilden die Leitungsmittel der Anordnung nach Fig. 6 und 7, und die Einschnitte sind direkt mit den Dichtungskammern 114b und 118b für die Stirnwände verbunden. Bei dieser Anordnung kann an den mittleren Teilen der Gehäuseerweiterungen 66b die Flüssigkeit, die unter dem Druck steht, welcher im mittleren Teil der Gehäuseerweiterungen herrscht, direkt über die Einschnitte 110b zu den Dichtungskainiaern für die Stirnwände gelangen; hierdurch wird die Konstruktion erheblich vereinfacht, und der Kreislauf für die Dichtungsflüssigkeit hat eine noch geringere Länge als bei der Anordnung nach Fig. 4 und 5·

Bei der Anordnung nach Fig. 6 und 7 ist eine untere Kammer 122 vorgesehen, die über einen Schlitz 124· mit dem mittleren Teil des unteren Gehäusivoreprunge verbunden ietf jedoch bildet

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diese untere Kammer 122 lediglich eine Verbindung zwischen dein eine selbsttätige Kompensation bewirkenden Dichtungssystem und der gemeinsamen Leitung 120b, die das Dichtungssystem mit den Abscheidermitteln verbindet«

In der Praxis werden die Konstruktionen nach Fig. 4 und 6 gegenüber derjenigen nach Fig. 1 bevorzugt, denn diese Konstruktionen sind einfacher und arbeiten mit einem höheren YiTirkungsgradj um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird jedoch im folgenden das Dichtungssystem nach Fig. 1 näher erläutert.

Es ist nicht erforderlich, die Entnahmekammern bzw. die Einschnitte 110b bei der Konstruktion nach Fig. 6 genau in der Mitte der Gehäuseerweiterungen 66 anzuordnen. Gemäß Fig. 8A und 8B entsprechen die dort gezeigten Entnahmekammern 126a und 126b in jeder Hinsicht den Entnahmekammern 106 nach Fig. 2; der einzige Unterschied besteht darin, daß die Entnahmekammern nach Fig. 8A und 8B über die mittleren '-t'eile der Gehäuseerweiterungen hinweg versetzt und in einem kleineren Abstand von den Austrittsenden 70 als von den Eintrittsenden 68 angeordnet sind. Die Entnahmekammern 126a und 126b stehen über Schlitze 128a und 128b mit den Gehäuseerweiterungen an solchen Teilen derselben in Verbindung, in welchen höhere Drücke herrschen als genau in der Mitte der Gehäuseerweiterungen; dies hat zur Folge, daß es bei. der Anordnung nach Fig. 8A und 8B möglich ist, ein mit einer Kompensationswirkung arbeitendes Dichtungssystem vorzusehen, das mit einem Druck arbeitet, der höher ist als der bei der Anordnung nach Fig. 2 erzielbare Druck.

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Fig. 9A und 9-B zeigen dagegen Entnahmekammern 13Oa und 130b, die über Schlitze 132a und 132b mit den Gehäuseerweiterungen 66 in Verbindung stehen; diese Entnahmekammern sind gegenüber denjenigen nach Fig. 2, denen sie im übrigen ähneln, weiter in .Richtung auf die Eintrittsenden 68 der Gehäuseerweiterun^en versetzt und daher weiter von den Austrittsenden 70 entfernt, so daß sich bei der Anordnung nach Fig. 9A und 9B ein Dichtungsdruck ergibt, der niedriger ist als bei der Anordnung nach Fig. 2. Die Entnahmekammern nach Fig. 8A und 8B stehen

über -beitungsmittel 110c in Verbindung mit den Abdichtungskammern für die Stirnwände sowie mit dem zu den Abscheidermitteln führenden Anschluß, so daß die -tjeitungsmittel 110c den schon beschriebenen Leitungsmitteln 110 entsprechen; auf ähnliche Weise stehen die Jueitungsmittel 11Od nach Fig. 9A und 9B in ^verbindung mit den Dichtungskammern für die Stirnwände sowie mit einem gemeinsamen Anschluß, der zu den Abscheidermitteln führt, so daß abgesehen von der anderen Anordnung der Entnahmekammern nach Fig. 8A bis 9B diese Konstruktionen der Anordnung nach Fig. 1 bis 3 entsprechen. (

Zwar entspricht die -^age der Entnahmekammern allgemein der Darstellung in Fig. 8A und 8B, doch ist es möglich bei für bestimmte Zwecke konstruierten Verdichtern auch eine andere Lage der Entnahmekammern vorzusehen. Bei einer Anordnung nach Fig. 8A und 8B und einem typischen Verdichter für einen Förderdruck von etwa 7 atü variiert der in dem kompensierenden Dichtungssystem herrschende Druck zwischen etwa 2,8 und etwa 4,2 atü, wenn der Förderdruck des Verdichters zwischen etwa 1,4 und etwa 7 atü variiert. ^ _üftiQWAL

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In Pig. 12 ist ein Verdichter 126 dargestellt, desaen Konstruktion der an Hand von Fig. 1 bis 3 gegebenen Beschreibung entspricht. Der Verdichter wird über eine Leitung 128 mit dem zu verdichtenden Strömungsmittel gespeist und das verdichtete Strömungsmittel wird über eine Austrittsleitung 130 an Abscheidermitteln 136 abgegeben. Die Kühl- und Ergänzungsflussigkeit, die auch als Dichtungsmittel wirkt, wird dem Verdichter über eine Leitung 132 zugeführt, in die ein Ventil 148 eingeschaltet ist, das vor der Inbetriebsetzung mit der Hand betätigt wird. In der Strömungsrichtung hinter dem Ventil 148 ist ein Rückschlagventil 150 angeordnet, und ferner ist ein Solenuidventil

152 vorgesehen, das normalerweise geschlossen ist, jedoch während des normalen Betriebs mit Hilfe der elektrischen Einrichtung des Systems geöffnet gehalten wird. In der Strömungsrichtung hinter dem Solenuidventil 152 ist ein Drosselaggregat

153 angeordnet, mittels dessen die Strömungsgeschwindigkeit der Kühl- und Ergänzungsflussigkeit geregelt wird, die über die Leitung 132 zu dem Verdichter gelangt.

Das Kompensationssystem des Verdichters 126 umfaßt eine Leitung 134 entsprechend der Leitung 110, die in der gleichen Weise an Entnahmekammern angeschlossen ist, welche mit den G-ehäuseerweiterungen verbunden sind, wie es an Hand von Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde.

In den Abscheidermitteln 136 wird das von dem Verdichter unter hohem Druck abgegebene Strömungsmittel in ein sich im oberen Teil des Abscheiders sammelndes (*as und eine sich im unteren i'eil des Abscheiders sammelnde Flüssigkeit zerlegt? ein mit einem kugelförmigen Schwimmer versehenes Ventilaggregat

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138 öffnet sich automatisch, um Flüssigkeit aus dem Abscheider 136 über eine Leitung 140 abzugeben, die zu einem geeigneten Abfluß führt; dies geschieht z.B. dann, wenn die Flüssigkeit im Abscheider eine vorbestimmte Standhöhe erreicht. Während des normalen -Betriebs wird aus dem Abscheider 136 über die Leitung 140 genau die gleiche Flüssigkeitsmenge abgegeben, die dem Verdichter über die Leitung 132 zugeführt wird. Das Verdichtete Gas wird aus dem oberen Teil des Abscheiders über eine Leitung 142 abgeführt, in die ein Rückschlagventil 144 eingeschaltet ist, um zu verhindern, daß das verdichtete Strömungsmittel in den Abscheider zurückströmt; mit Hilfe der Leitung 142 wird das verdichtete Gas der Verbrauchsstelle zugeführt.

Die Anordnung nach Fig. 12 umfaßt eine Leitung 146, die an die Leitung 134 des kompensierenden Dichtungssystems angeschlossen ist und der gemeinsamen Verbindung 120 entspricht, mittels deren das kompensierende Dichtungssystem an den Abscheider 136 angescnlossen ist.

Gemäß Fig. 12 steht die Leitung 146 in Verbindung mit ( zwei Zweigleitungen 154 und 16Θ» die parallelgeschaltet sind und zusammen durch eine gemeinsame Leitung 147 mit dem unteren Teil des Abscheiders 136 verbunden sind, in dem sich die Flüssigkeit sammelt. Gemäß Fig. 12 ist in die obere Zweigleitung 154 ein Zumeßdrosselaggregat 158 eingeschaltet, und außerdem ist ein Rückschlagventil 156 vorgesehen, das es der Flüssigkeit nur ermöglicht, von der Leitung 146 aus zum Abscheider 136 zu strömen. Andererseits enthält die parallele Zweigleitung 160 ein Rückschlagventil 162 und ein Zumeßdrosselaggregat 164J das Rückschlagventil 162 läßt die Flüssigkeit nur in der entgegengesetzten

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Richtung vom Abscheider 136 zu der Leitung 134 zurückströmen, und zwar über die gemeinsame Verbindung 146, Außerdem steht die Leitung 146 über einen Teil der Zweigleitung 160 in Verbindung mit einem mit der -üand zu betätigenden Ventil 166 und einer Abflußleitung 168, die dazu dient, das gesamte System zu entleeren, wenn es außer Betrieb gesetzt werden soll, so daß das ^entil 166 normalerweise geschlossen gehalten wird.

Die Konstruktion der Zümeßdrosselaggregate 153» 158 und 164 kann der Darstellung in Pig. 10 entsprechen. Gemäß Pig. 10 umfaßt das dort gezeigte Zumeßdrosselaggregat 170 ein einfaches Anschlußstück 172, das dort in die betreffende Leitung eingeschaltet werden kann, wo das Aggregat angeordnet werden soll, und dieses Anschlußstück 172 trägt eine querliegende Platte 174 mit einer Drosselöffnung 176; die Größe der Drosselöff'nung bestimmt den Plüssigkeitsdurchsatz der Leitung, in die das Aggregat 170 eingeschaltet ist.

Während des normalen Betriebs des Systems nach Pig. 12, d.h. wenn der Verdichter dem Abscheider 136 verdichtete Luft und Dampf zuführt, wird das Solenuidventil 152 geöffnet gehalten, damit stänäig Flüssigkeit über die Leitung 132 in den Verdichter gelangen und eine Kühlwirkung ausüben kann. Die Menge der zugeführten Kühlflüssigkeit wird durch das Drosselaggregat 153 derart zugemessen, daß dem Verdichter gerade eine ausrei chende Menge der Kühlflüssigkeit zugeführt wird, wenn der Verdichter gegen einen hohen Druck arbeitet. Während dee normalen Betriebs mit dem konstruktiv vorgesehenen hohen Förderdruck des Verdichters überschreitet der im Abscheider 136 herrschende

Druck den Druck in dem kompensierenden Dichtungasystem.Baher

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bewirkt der Druckunterschied zwischen dem Abscheider 136 und der Leitung 134 des kompensierenden Dichtungssystems, daß automatisch eine zusätzliche Plüssigkeitsmenge von dem Abscheider aus über die Leitung 160 und die Drossel 164 im Dichtungssystem und von dort aus zu Reinigungszwecken dem Verdichter zugeführt wird. -Bei höheren Verdichtungsverhältnissen muß eine solche Reinigungsflüssigkeit zugeführt werden, um die verdichtete Gasladung über die Austrittsöffnungen auszutreiben. Das Abgeben dee kleineren Volumens des verdichteten Gases erfordert eine größere Flüssigkeitsmenge, um eine vollständige Entfernung des verdichteten Gases im letzten Teil des Verdichtungszyklus zu gewährleisten. Bei einem typischen Verdichter für einen Förderdruck von etwa 7 atü beträgt der Druck in dem komoensierenden Dichtungssystem etwa 3»5 atü, wenn der Austrittsdruck des Abscheiders etwa 3,5 atü beträgt, doch wenn der Austrittsdruck des Abscheiders auf etwa 7 atü erhöht wird, steigt der Druck in dem kompensierenden Dichtungssystem nur auf etwa 4,2 atü an, so daß ein Druckunterschied von 2,8 atü für das Abgeben der Reinigungsflüssigkeit zur Verfügung steht. ^

In diesem Zeitpunkt verhindert das Rückschlagventil 156, daß Flüssigkeit vom Abscheider 136 aus über die Zweigleitung 154 zur Leitung 134 des Kompensierenden Dichtungssyetems strömt, doch ermöglicht es das Rückschlagventil 162, daß die Flüssigkeit durch die Zumeßdrossel 164 strömt j hierbei bewirkt der höhere Druck der Flüssigkeit im Abscheider 136, daß daa Rückschlagventil 162 geöffnet wird. Somit wird automatisch Flüssigkeit vom Abscheider zu dem kompensierenden Dichtungesystem zurückgeleitet, um die erwähnte Reinigung zu bewirken, während

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der Verdichter in der normalen V/eise mit einem hohen Förderdruck betrieben wird, wobei der Druck im Abscheider 136 erheblich über dem -Druck liegt, der in dem kompensierenden Dichtungssystem herrscht. Die Zumeßdrossel 164 regelt hierbei die Strömungsgeschwindigkeit der Reinigungsflüssigkeit, die zu dem Verdichter zurückgeleitet wird.

Während des ^etriebs des Systems mit einem niedrigen Druck, d.h. wenn es weder erforderlich noch erwünscht ist, zusätzliche Reinigungsflüssigkeit zuzuführen, wird das Rückschlagventil nicht von Flüssigkeit durchströmt, denn der Druck, der in diesem Falle im mittleren Teil der Gehäusevorspränge herrscht, ist höher als der Förderdruck und damit auch höher als der ^ruck der Flüssigkeit im Abscheider, so daß das Ventil 162 in diesem Fall geschlossen bleibt. Wenn der -^ruck in dem kompensierenden Dichtungssystem höher ist als der Druck im Abscheider, verhindert somit das Schließen des Rückschlagventils 162, daß Flüssigkeit zurückströmt und Dichtungsflüssigkeit aus dem kompensierenden Dichtungssystem verloren geht. Wird der Verdichter dagegen bei noch niedrigeren Förderdrücken betrieben, ist die Kühlflüssigkeitsmenge, die in diesem Falle benötigt wird, erheblich kleiner als die über die Drossel 153 zugeführte Menge, wozu kemerkt sei, daß diese Drossel so konstruiert ist, daß sie die größeie Kühlflüssigkeitsmenge zuführen kann, die benötigt wird, wenn der Verdichter in der normalen Weise mit einem hohen Druck betrieben wird» Bei einem bestimmten System wird es jedoch häufig erforderlich sein, den Verdichter bei niedrigeren Förderdrüoken zu betreiben, und in diesen Fällen ist es nicht erforderlich., eine größere Kühlflüssigkeitsmenge zuzuführen, bzw. die Zuführung

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einer solchen größeren Menge ist sogar schädlich, da ee schwierig ist, die gesamte Flüssigkeitsmenge über die relativ kleinen Austrittsöffnungen des Verdichters zusammen mit dem größeren Volumen des Gases und des Dampfes abzuführen, das bei diesen niedrigeren Förderdrücken vorhanden ist. -^ei einem bestimmten Verdichter würde das Volumen des Gases bei einem Förderdruck von etwa 1,4 atü um mehr als das Dreifache größer sein als bei einem Förderdruck von etwa 7 atü. Bei dem Betrieb mit einem solchen niedrigen Förderdruck wird ein falscher oder unbrauchbarer Gegendruck innerhalb der Läuferschaufeln des Verdichters ^ aufgebaut, der zusätzliche Antriebsenergie verzehrt und in manchen Fällen sogar dazu führt, daß der Flüssigkeitsring zum Stillstand gebracht wird; hierdurch würde wiederum ein weiterer hoher Energieverbrauch bedingt, es würde Kavitation auftreten, und der Verdichter könnte sogar beschädigt werden. Wie eingangs bereits erläutert, ist es gemäß der Erfindung möglich, zu vermeiden, daß diese nicht benötigte Kühlflüssigkeitsmenge über die normalerweise kleinen Austrittsöffnungen des Verdichters während des betriebs mit niedrigem Förderdruck abzuführen, so daß j mehr Raum zum Abführen des größeren Gasvolumens zur Verfügung steht, das bei dem niedrigen ■'-'ruck abgeführt werden muß·

Gemäß Fig. 12 kommen die Drossel 158 und das Rückschlagventil 156 in der Zweigleitung 154 hierbei zur Wirkung, um einen Strömungsweg für die Überschüssige Kühlflüssigkeit zu öffnen, die von dem kompensierenden Dichtungssystem aus direkt über die Leitung 147 zum Abscheider 136 strömen kann, dem jetzt ein niedrigerer -i^ruck herrscht ale in dem kompensierenden Dichtungssygrtem; somit ist es nicht erforderlich, daß die überschüssige

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Kühlflüssigkeit durch die Austrittsöffnungen des Verdichters . strömt. Während das Rückschlagventil 156 verhindert, daß-Flüssigkeit vom Abscheider 136 zu dem Dichtungssystem strömt, wenn der Verdichter mit hohem Förderdruck arbeitet, ist somit beim Betrieb mit niedrigem Förderdruck der in dem Dichtungssystem herrschende Druck höher, und in diesem Falle bewirkt dieser höhere Druck, daß das Rückschlagventil 156 geöffnet wird, um die überschüssige Kühlflüssigkeit, deren Menge durch die Drossel 158 begrenzt wird, direkt von den ilntnahmekammern aus zum Abscheider 136 zu leiten; auf diese Weise wird.die Notwendigkeit vermieden, die überschüssige Kühlflüssigkeit über den begrenzten Querschnitt der Austrittsöffnungen des Verdichters abzuführen, wobei die schon erwähnten nachteiligen Wirkungen eintreten würden.

Bei einem typischen Verdichter für einen Förderdruck von etwa 7 atü geht der -i^ruck der Dichtungsflüssigkeit nicht unter etwa 2,8 atü zurück, und zwar auch dann nicht, wenn der Förderdruck nur etwa 0,7 bis etwa 1,4 atü beträgt. Auf diese Weise steht ein Druckunterschied von rund 2,1 atü zur Verfügung, mittels dessen die überschüssige Kühlflüssigkeit in der soeben beschriebenen Weise über die Leitung 154 zum Abscheider zurückgeführt werden kann.

Fig. 14 ist eine Teildarstellung einer weiteren Anordnung, die es ermöglicht, Reinigungsflüssigkeit vom Abscheider aus dem Verdichter zuzuführen und die überschüssige Kühlflüssigkeit direkt und nicht über die Austrittsöffnungen des Verdichters zum Abscheider abzuführen. Bei der Anordnung naoh Fig. 14 ist der gemeinsame Anschluß 146 für die Leitungsmittel 134 des kompen-

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sierenden Dichtungssystems über eine einzige Leitung 178 mit dem Abscheider 136 verbunden. In die Leitung 178 sind ein Rückschlagventil 180 und eine Drossel 182 eingeschaltet, welch letztere gemäß Fig. 10 ausgebildet und mit einer Drosselöffnung von geeigneter Größe versehen sein kann.

Weitere Einzelheiten des Ventils 180 sind in Pig. 11 gezeigt, 'o-einäß I?ig. 11 umfaßt dieses Ventil ein Ventilgehäuse 184 mit einer inneren Querwand 186, die eine Öffnung aufweist} ferner ist eine Klappe 188 vorgesehen, die das Ventil verschließt, um das Strömen von Flüssigkeit von dem Dichtungssystem zu dem Abscheider zu verhindern, wie es auch mit Hilfe eines normalen Rückschlagventils bewirkt werden könnte. Gemäß Fig. 11 ist jedoch üie Klappe 188 mit einer Drosselöffnung 190 versehen. V/ährend des normalen betriebs mit hohem Förderdruck, d.h. wenn im Abscheider ein höherer Druck herrscht als in dem Dichtungssystem, wird die Klappe 188 durch die Flüssigkeit angehoben, die vom Abscheider zum Verdichter strömt, so daß die Drosselöffnung 190 den betrieb nicht beeinflußt und die Reinigungsflüssigkeit automatisch vom Abscheider aus in der beschriebenen Meise zum Verdichter zurückgeleitet wird. Beim Betrieb mit niedrigem Förderdruck kann jedoch die zu dem Ventil 180 gelangende überschüssige Kühlflüssigkeit durch die Drosselöffnung 190 zum Abscheider 136 strömen, so daß auf diese V/eise das Ventilaggregat 180 die überschüssige Kühlflüssigkeit über die Leitung 178 zum Abscheider 136 strömen lassen kannj hierdurch wird die Notwendigkeit vermieden, die überschüssige Kühlflüssigkeit über die Auatrittsöffnungen des Verdichters abzuführen.

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Fig. 13 zeigt eine weitere Anordnung zum Zuführen der Kühlflüssigkeit zum Verdichter. Gemäß Fig. 13 verbindet eine leitung 192 den die Flüssigkeit enthaltenden unteren ^lj-'eil des Abscheiders 136 über ein Ventil 194 mit einem Wärmeaustauscher 198,der über eine Leitung 199 mit einer geeigneten Drossel 200' gemäß Fig. 10 mit einem Ventil 202 verbunden ist, das geöffnet wird, wenn das Kühlsystem benutzt wird. Die gekühlte, erneut umgewälzte Dichtungsflüssigkeit durchströmt eine Leitung 132·, die ebenso wie die ^eitung 132 nach Fig. 12 an den Verdichter angeschlossen ist. Die Kühlflüssigkeit für den Wärmeaustauscher 198 wird über eine gesonderte Leitung 204 und ein Ventil 206 zugeführt. Das Ventil 206 wird geöffnet, wenn der Wärmeaustauscher benutzt werden soll; die Kühlflüssigkeit wird aus dem wärmeaustauscher über eine Leitung 208 und ein geöffnetes Ventil 210 abgeführt; dieses Ventil kann geschlossen werden, um das Kühlsystem abzusperren, wenn es nicht benutzt wird. Bei der abgeänderten Anordnung nach Fig. 13 kann somit die Kühl- und Ergänzungsflüssigkeit direkt dem Abscheider 136 entnommen ' werden, damit Kühl- und Dichtungsflüssigkeit dem Verdichter zugeführt werden kann; bei dieser Anordnung kann die an eine Wasserleitung angeschlossene Speiseleitung 132 entweder unbenutzt bleiben, oder sie kann einfach dazu dienen, das System anfänglich zu füllen, woraufhin die i/asserleitung abgesperrt wird; danach bildet das erfindungsgemäße System ein von außen unabhängiges Aggregat.

Bei dem System nach Pig. 13 wird nur eine sehr geringe Flüssigkeitsmenge über den Ablauf 140 abgegeben, denn die normalerweise durch den Ablauf 140 austretende Flüssigkeit wird

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statt dessen über das Kühlsystem nach Pig. 13 erneut umgewälzt, und das Schwimmerventil 138 wird nur selten betätigt, wenn die Standhöhe der Flüssigkeit im Abscheider 136 es erforderlich macht, den Ablauf 140 zu öffnen_e

Fig. 15 zeigt ein System, das im wesentlichen dem System nach Fig. 12 entspricht. Ähnliche Teile sind daher jeweils mit den gleichen J3ezugszahlen bezeichnet, und man erkennt, daß dem Verdichter 126 das Strömungsmittel über einen Einlaß 128 zugeführt wird, der durch ein Rückschlagventil 224 gesteuert wird, J um zu verhindern, daß das verdichtete Strlmungsmittel zur Niederdruckseite der Anlage zurückströmt. Das verdichtete Strömungsmittel wird über die Leitung 130 dem Abscheider 136 zugeführt. Ferner ist bei der Anordnung nach Fig. 15 daß mit einer selbsttätigen Kompensation arbeitende, weiter oben beschriebene Dichtungssystem vorgesehen; die zugehörigen Leitungsmittel 134 sind über den Anschluß 146 mit den Zweigleitungen 154 und 160 in der beschriebenen Weise verbunden, so daß bei niedrigem Förderdruck die überschüssige Kühlflüssigkeit automatisch abgeführt wird, während bei hohem Förderdruck automatisch die Rückleitung von Reinigungsflüssigkeit bewirkt wird. Die Kühlflüssigkeit wird über die Leitung 132 zugeführt, deren Ventil 148 während des betriebs geöffnet ist; ein Rückschlagventil 150 verhindert das Entweichen der Kühlflüssigkeit aus dem Verdichter in der entgegengesetzten Richtung, und ein Solenuidventil 152 wird während des normalen betriebs geöffnet gehalten} das Ventil 152 bleibt normalerweise geschlossen, wenn sich das System nicht in Betrieb befindet! hierauf wird nachstehend an Hand von Fig. 17 näher eingegangen· Das in dem Abscheider 136 unter Druck

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stehende Gas verläßt den Abscheider über die ""eitung 142 und das Rückschlagventil 144, um zu einer Verbrauchesteile zu gelangen; ein mit der "and zu betätigendes Ventil 143 wird geöffnet gehalten und ist nur zu dem Ζγ/eclc vorgesehen, daß diese Leitung abgesperrt werden kann, wenn sie nicht benutzt wird_e

Das besondere Merkmal der Anordnung nach Pig. 15 besteht darin, daß die Austrittsleitung 142 für das unter .Druck stehende Gas direkt mit der Einlaßleitung 128 für das zu verdichtende Gas verbunden ist, und zwar über eine Leitung 212, die mit der Leitung 128 in der Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil 224 und mit der Leitung 142 in der Strömungsrichtung vor dem Rückschlagventil 144 verbunden ist, so daß das über die Leitung 142 abgeführte Gas direkt über die Leitung 212 zur Einlaßleitung 128 strömen kann. Diese Verbindung wird jedoch während des normalen Betriebs durch ein Solenuidventil 214 geschlossen gehalten, das normalerweise geöffnet ist, jedoch geschlossen bleibt, v/enn das System unter normalen Bedingungen arbeitet.

Ferner ist an die Leitung 128 in der Stromungsriclitung hinter dem Rückschlagventil 224 eine Austrittsleitung 216 angeschlossen, in die eine Zumeßdrossel 220 und ein Absperrventil 218 eingeschaltet sind; das Ventil 218 wird geöffnet, wenn über die Leitung 216 eine Verbindung zur Atmosphäre hergestellt werden soll; der Durchsatz der Leitung 216 wird duroh die Drossel 220 geregelt, wenn das Ventil 218 geöffnet wird. Das Ventil 218 wird geschlossen, wenn die zur Atmosphäre dienende Ent-

epannungs- oder Entnahmeleitung 216 nicht benutzt werden soll.

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In der Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil 144 ist an die Austrittsleitung 142 für das verdichtete Gas eine ■^eitung 226 angeschlossen, die zu einer Druekfühleinrichtung 222 führt, mittels deren ein Schalter betätigt v/erden kann; dieser Schalter gehört zu einer elektrischen Schaltung, die in Fig. 17 schematisch dargestellt ist.

U-emäß Fig. 17 umfaßt die ^eitung 226 einen zylindrischen Abschnitt, in dem ein Kolben 228 verschiebbar ist; eine Feder 230 spannt den Kolben 228 entgegen dem -^ruck des Strömungsmittels in der leitung 226 vor. Jiin G-ewindestopf en 232 greift am oberen Ende der ^xeder 230 an, damit die Spannung üer Feder eingestellt werden kann, so daß sich der Kolben 228 entgegen der Kraft der "eder bewegt, wenn der Druck in der Leitung 226 und damit auch in der Leitung 142 eine vorbestimmte Obergrenze erreicht. Die Druekfühleinrichtung 222 ist in einen elektrischen Stromkreis 2^6 eingeschaltet, der mit den elektrischen Speiseleitungen auf oeliebige geeignete V/eise verbunden ist; ferner sind zwei Kontakte 238 vorgesehen, die durch ein leitfähiges °rgan 240 überbrückt werden, das gegenüber der Kolbenstange 234 isoliert ist, so daß normalerweise, d.h. wenn der -^ruck in der Austrittsleitun-j-142 unter der vorbestimmten Obergrenze liegt, für die die "oder 230 eingestellt ist, die Kontakte 238 leitend miteinander verbunden werden, wobei der Solenuid 244 dea Ventils 152 und der Solenuid 248 des Ventils 214 eingeschaltet werden. Diea hat zur Folge, daß das Ventil 152, das gemäß Fig. 17 normalerweise durch die Fuder 242 geschlossen gehalten wird, durch den eingeschalteten Solenuid 244 geöffnet gehalten wird, während das Ventil 214, das normalerweise gemäß Fig. 17 durch die

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Feder 246 geöffnet gehalten wird, jetzt durch den eingeschalteten Solenuid 248 geschlossen gehalten wird.

Wenn der ^ruck in der Äustrittsleitung 142 die Obergrenze erreicht, auf die die ^ruekfühlmittel 222 eingestellt worden sind, z.B. durch Einstellen des Gewindestopfens 232, wird somit das Schaltorgan 240 von dem Kontakt 238 abgehoben, so daß der Stromkreis 236 unterbrochen wird und die Solenuide 244 und ausgeschaltet werden; infolgedessen kann die i'eder 242 jetzt das Ventil 152 schließen, während die -feder 246 das Ventil öffnet.

Das Öffnen des ^ventils 214 beim Erreichen der Obergrenze des Drucks bewirkt, daß die Eintrittsleitung 128 sofort dem gleichen Druck ausgesetzt wird wie die AustritIsleitung 142, so daß ein augenblicklicher Druckausgleich zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Verdichters 126 herbeigeführt wird. Somit herrscht am Einlaß und am Auslaß des Verdichters im wesentlichen der gleiche Druck, abgesehen von geringfügigen Druckverlusten an dem Ventil 214 und in den Verbindungsleitungen 142, und 128· Das Rückschlagventil 224 verhindert das Ehtweichen des den Druckausgleich bewirkenden Gases zur Atmosphäre. Wird das Ventil 214 geöffnet, wird somit der Einlaß 128 des Verdichters sofort mit Druck beaufschlagt und im wesentlichen unter dem gleichen Druck gehalten, der am Auslaß des Verdichters herrscht, und die Belastung des Verdichters durch den Druckunterschied wird augenblicklich auf einen Punkt herabgesetzt, bei welchem der Verdichter lediglich das Gas erneut umwälzt, wobei der Druck des Gases dem Druck am Verdichterauslaß entsp \ ;ht.

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Hierbei erzeugt der Verdichter nur einen sehr geringen Druckunterschied zwischen seinem Einlaß und seinem Auslaß. Jedoch fährt der Verdichter fort, zu pumpen und gemäß seiner vollen Förderleistung das Gas mit dem Austrittsdruck umzuwälzen, der in diesem Augenblick vorhanden ist_e

Der Flüssigkeitsring des 'erdichters entwickelt in diesem Zeitpunkt einen Flüssigkeitsdruck und eine Reaktionskraft innerhalb der Gehäuseerweiterungen infolge der normalen Fliehkraft. Dieser innere Druck des Flüssigkeitsring ist höher als der ■'-'ruck am Verdichtereinlaß, und zwar um den auf die Fliehkraft zurückzuführenden Betrag, der bei einer typischen Konstruktion für einen Förderdruck von etwa 7 atü etwa einem Druckunterschied von 3,5 atü entspricht«

Üfi'net sich das Ventil 214, so daß der Austrittsdruck auf den Verdichtereinlaß wirkt, setzt der Druckunterschied, der durch die Fliehkraftwirkung des Läufers hervorgerufen v/ird, die Gehäuseerweiterungen und das kompensierenden Dielitungssystem einem Druck aus, der über dem ausgeglichenen Druck am Einlaß und Auslaß liegt. Dieser höhere Flüssigkeitsdruckunterschied, der, wie schon erwähnt, bei einem typischen Verdichter für einen Förderdruck von etwa 7 atü etwa 3»5 atü beträgt, dient dazu, die Flüssigkeit augenblicklich aus den Gehäuseerweiterungen zu entfernen, und zwar über das Leitungssystem 134 und die Zweigleitung 154t so daß die Flüssigkeit zu dem Abscheider 136 strömt, und zwar genau in der gleichen Weise, in welcher die überschüssige Kühlflüssigkeit beim Betrieb mit niedrigem Förderdruck abgeführt wird, wie es an Hand von Fig. 12 beschrieben wurde. Unter diesen Umständen gibt daher der Verdichter nur

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infolge der Fliehkraftwirkung die Flüssigkeit des ständig umgewälzten Flüssigkeitsrings an den Abscheider 136 ab, so daß die -Betriebsflüssigkeit sehr schnell abgeführt wird; auf diese Weise wird der Verdichter schnell entlastetk so daß keine weitere Pumparbeit geleistet zu werden braucht, da die den Flüssigkeitsring bildende Flüssigkeit abgeführt worden ist. Diese Entlastung wird gleichmäßig bewirkt, und in keinem Zeitpunkt v/ird die Abführung der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsring durch ^ ein Zurückströmen von Gas oder andere Vorgänge gestört, wie es im egensatz hierzu bei den bekannten Systemen während der Entlastung geschieht. Bei dem erfindungsgemäßen System wird die Flüssigkeit auf einfache und ruhige »/eise durch die Schleuderwirkung des läufers in den Abscheider überführt. Bei den bis jetzt gebräuchlichen Entlastungssystemen wird die Flüssigkeit dadurch abgeführt, daß das unter hohem Druck stehende Gas entspannt und gleichzeitig abgeführt wird, wobei das Gas die Flüssigkeit mitreißt und sie einem Ablauf zuführt, der dem Druck der Atmosphäre ausgesetzt ist_o

Aus Fig. 16 ist ersichtlich, daß es nicht erforderlich ist, das Ventil 214 mit Hilfe eines Solenuids zu betätigen, sondern daß man das ^ventil durch ein Ventil 214' ersetzen kann, das durch eine Membran in Abhängigkeit vom Luftdruck betätigt wird? in diesem Falle bewirken die Druckfühlmittel 222 beim Erreichen der Obergrenze des Drucks, daß das Solenuidventil 250 geöffnet wird, um eine geeignete Druclluftquelle mit dem Membranventil 214» zu verbinden und dieses Ventil zu öffnen, wobei die Austrittsleitung 142 und die Saugleitung 128 über die leitung 212 • direkt miteinander verbunden werden, so daß die vorstehend

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beschriebene v/irkung erzielt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung sowie aus Fig. 17 ist ersichtlich, daß das Öffnen des Schalters 240 der Druckfühlmittel 222 auch bewirkt, daß der Solenuid 244 des Ventils 152 stromlos gemacht wird, so daß dieses Ventil automatisch durch seine Feder 242 geschlossen wird und die Kühlflüssigkeit nicht mehr von der Leitung 532 aus durch das Ventil 152 strömen kann. Gemäß Fig. 15 ist jedoch eine Umgehungsleitung 252 vorgeshen, die um das Ventil 152 herumführt und mit einer Zumeßdrossel 254 | versehen ist, die gemäß Fig. 10 ausgebildet ist und eine Drossel-Öffnung aufweist, deren Größe so gewählt ist, daß eine begrenzte Kühlflüssigkeitsmenge zugeführt werden kann, während das Ventil 152 geschlossen ist, sobald der Schalter 240 der Druckfühlmittel 222 geöffnet worden ist. Der begrenzte Strömungsdurchsatz der Umgehungsleitung 252 ermöglicht es in diesem Zeitpunkt, dem Verdichter eine kleine Flüssigkeitsmenge zuzuführen, die dazu dient, die Innenflächen des Verdichters zu kühlen und zu schmieren, während der Verdichter mit geringer Last arbeitet· Über die Drossel 254 wird beim Betrieb des Verdichters nach dessen Entlastung eine Flüssigkeitsmenge zugeführt, die nicht ausreicht, um einen normalen Flüssigkeitsring entstehen zu lassen, so daß der Verdichter keine größere Förderleistung erreicht. Vielmehr wird der Verdichter auf diese V/eise lediglich in einen Betriebszustand gebracht, in welchem er im Leerlauf arbeiten kann, ohne sich während einer längeren Betriebsdauer zu erhitzen, wenn er im entlasteten Zustand betrieben wird.

Geht der -^ruck in der Austritteleitung 142 auf einen vorbestimmten Mindestwert zurück, schließt sich der Schalter

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wieder, um die Solenuidventile 152 und 214 erneut einzuschalten, so daß das ^ventil 152 geöffnet und das Ventil 214 geschlossen wird; nunmehr kann sich der Flüssigkeitsring erneut ausbilden, und in dem Verdichter und dem Abscheider 136 baut sich ein Druck auf} das System arbeitet jetzt weiter, bis erneut der maximale Druck erreicht wird, woraufhin sich wiederum der beschriebene Entlastungsvorgang abspielt.

Der Ablauf des Entlastungsvorgangs kann durch die Verwendung der Entnahmeleitung 216 verbessert v/erden. Zu diesem Zweck wird das ^ventil 218 geöffnet, und wenn die Eintrittsleitung 128 unter Druck gesetzt wird, z.B. durch Offnen des ^ventils 214 zum Zwecke der Entlastung, kann die durch die Drossel 220 zugemessene Strömung zur Atmosphäre bewirken, daß der Verdichter und der Abscheider langsam auf den Druck der Atmosphäre gebracht werden. Hierbei wird eine weitere und vollständigere Entlastung des Verdichterkreislaufs dadurch bewirkt, daß die Dichte des G-ases herabgesetzt wird, das innerhalb des geschlossenen Systems erneut umgewälzt wird. Diese erfindungsgemäße Entlastung kann auch bei zahlreichen anderen Betriebsarten angewendet werden·

Statt frisches Ergänzungskühlvvaaser zu verwenden, das in der an "and von Pig. 12 und 15 beschriebenen Weise über die Leitung 132 zugeführt wird, ist es auch möglich, den in Fig. 13 gezeigten gekühlten Kreislauf für das erneut umgewälzte Kühlwasser zu benutzen. In diesem Falle wird der druckabfall in den Leitungen dea Kühlsysteme nach J?ig. 13 durch geeignete Wahl der Abmessungen oder mit Hilfe von Drosseln so eingestellt, daß

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während des Betriebs mit entlastetem Verdichter zwischen dem Abscheider 136 und dem Einlaß 132' ein gerade ausreichender Druckunterschied erzeugt wird, so daß gerade eine ausreichende Kühlflüsaigkeitsnienge zu dem Verdichter strömt, um eine ausreicnende Schmierung und Kühlung des Verdichters während des Betriebs ohne Last zu gewährleisten«

Gegebenenfalls kann man ein anderes Verfahren anwenden, um die Kühlflüssigkeit beim Betrieb ohne Last umzuwälzen; hierbei wird eine kleine Pumpe in die Leitung 199 nach Fig. 13 ein- | gescnaltet; diese Pumpe wird nur während des Betriebs ohne Last angetrieben, um dem Verdichter die zu Schmier- und Kühlzwecken benötigte Flüssigkeit zuzuführend

Ist es häufig erforderlich, den Verdichter zu entlasten, und ist es nicht erwünscht, den Druck in dem System bei jeder Entlastung bis auf den Atmosphärendruck herabzusetzen, kann man das Ventil 218 geschlossen halten oder das ganze Entnahmeleitungssystem 216 fortlassen.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Entlastung des 'erdichters ermöglicht wird, während sich die Ventile 152 und 214 in den Stellungen befinden, die sie normalerweise einnehmen, wenn die zugehörigen Solenuide nicht unter Strom stehen. Wenn aus irgendeinem Grunde die Betriebsspannung ausbleibt, die dem Antriebsmotor zugeführt wird, werden die Ventile 152 und 214 automatisch geschlossen bzw. geöffnet, so daß sich der vorstehend beschriebene Entlastungsvorgang automatisch abspielt. Bei Flüssigkeitsringverdichtern, die

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in der Nähe ihres maximalen Förderdrucks arbeiten, kommt es des öfteren vor, daß dann, wenn Spannungsschwankungen auftreten oder die dem Antriebsmotor zugeführte Spannung kurzzeitig ausbleibt, eine Verringerung der Drehzahl des Verdichters eintritt, die ausreicht, um zu veranlassen, daß der Flüssigkeitsring zum Stillstand kommt, und wenn zugelassen wird, daß der Verdichter danach weiter arbeitet, besteht die ^efahr, daß sich der Flüssigkeitsring nicht erneut ausbildet, ohne daß die Bedienungsperson erkennt, unter welchen -bedingungen der Verdichter nunmehr arbeitet. Wird der Verdichter in diesem Zustand weiter angetrieben, ergibt sich ein außerordentlich großer Verschleiß, und es können Kavitationsschäden an dem Verdichter auftreten. Daher ist es erwünscht, Vorsichtsmaßnahmen für den nicht seltenen Fall zu treffen, daß der Verdichter weiter angetrieben wird, nachdem der Flüssigkeitsring zusammengebrochen ist; wird das vorstehend beschriebene Entlastungssystem vorgesehen, ist es möglich, eine derartige Betriebsweise des Verdichters automatisch zu verhindern, denn jedes kurzzeitige Ausbleiben der Spannung bewirkt automatisch, daß die Ventile 152 und 214 ausgelöst werden, so daß sie automatisch geschlossen bzw. geöffnet werden und sich der beschriebene Entlastungsvorgang abspielt, bevor der Flüssigkeitsring zusammenbrechen kann.

Bei einem Verdichter oder einer Vakuumpumpe kann der Flüssigkeitsring nicht nur beim Ausbleiben der Alltriebskraft bzw. der Betriebsspannung für den Antriebsmotor zum Stillstand kommen, wobei die Verringerung oder das Ausbleiben der Spannung die normalerweise den Solenuidventilen 152 und 214 zugeführt wird, automatisch bewirkt, daß der Verdichter entlastet wird,

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um ihn vor den erwähnten Ji¹O Ige η zu schützen. Es kann z.B. vorkommen, daß der Schalter 240 nicht einwandfrei arbeitet, um den Verdichter bei der eingestellten Obergrenze des Drucks zu entlasten, jo daß die Gefahr besteht, daß der Verdichter versucht, einen Druck aufzubauen, der seine Leistungsfähigkeit überschreitet. In einem solchen Falle würde der Flüssigkeitsring zum Stillstand kommen, doch da sich der Schalter 240 nicht öffnet, würde der Verdichter weiter angetrieben werden. Ferner kann sich ein solcher B.triebszustand bei zusammengebrochenem Flüssigkeitsring einstellen, wenn der Verdichter durch eine Dampfturbine angetrieben wird und die Dampfzufuhr bis zu einem solchen Punkt verringert wird, daß die Turbine den Verdichter nicht meur mit einer Drehzahl antreibt, die ausreicht, um einen Betrieb bei dem vorgesehenen Förderdruck aufrechtzuerhalten. Der flüssigkeitsring würde in einem solchen Falle ebenfalls zum Stillstand kommen, so daß die erwähnten Schäden auftreten können und in diesem Falle würde kein Ausbleiben der Spannung eintreten, um den Verdichter automatisch in der beschriebenen V/eise zu entlasten. V/eiterhin könnte der Flüssigkeitsring zum * Stillstand kommen, wenn von der Kühlwasserleitung aus eine zu große Flüosigkeitsmenge zugeführt wird, oder sogar dann, wenn die zugeführte Kühlflüssigkeitsmenge zu klein ist.

Um die zuletzt erwähnten Möglichkeiten zu berücksichtigen, ist eine zusätzliche Druckfühleinrichtung 256 vorgesehen, die von gleicher Konstruktion sein kann wie die Druckfühleinrichtung 222. Gemäß Fig. 17 steht die Druckfühleinrichtung 256 über eine Leitung 258 mit den Leitungsmitteln 134 des kompenaierenden FlüasigkeitsdichtungseyetemB in Verbindung, so daß

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* die Einrichtung 256 den "ruck fühlt, der in dem Flüssigkeitsring herrscht. Gemäß Fig. 17 umfaßt die Einrichtung 256 einen Kolben 260, der in einer zylindrischen Verlängerung der Leitung 258 verschiebbar ist und sich unter der Wirkung einer Feder 262 entgegen diesem ^ruck bewegen kannj die -L'eder 262 ist mit Hilfe eines G-ewindestipfens 264 einstellbar· Die Kolbenstange 266 trägt ein ihr gegenüber isoliertes Schaltorgan 268, das normalerweise die beiden Kontakte 270 des Stromkreises 236 überbrückt, so daß die Zufuhr des Stroms zu den Solenuiden 244 und 248 normalerweise nicht unterbrochen wird. 'Tritt jedoch im Flüssigkeitsring des Verdichters ein ungewöhnlich hoher Druck auf, wird der Kolben 260 durch diesen Druck entgegen der Kraft der Feder 262 nach oben bewegt, so daß der Schalter 268 geöffnet wird, um die Solenuide 244 und 248 stromlos zu machen, so daß die Ventile 152 und 214 in der beschriebenen V/eise zur Wirkung kommen, um den Verdichter automatisch zu entlasten.

Bei einer bestimmten Betriebsdrehzahl ist der am Umfang des Flüssigkeitsring vorhandene Druck ziemlich konstant, und er variiert nicht im gleichen Ausmaß wie der Förderdruck des Verdichters· Der Druck des Flüssigkeitsrings ist höher als der Förderdruck, wenn der Verdichter im bereich relativ niedriger Drücke arbeitet; andererseits erreicht der Druck des Flüssigkeitsrings nicht den Förderdruck bei einem Betrieb mit höheren Förderdrücken, wie es schon erwähnt wurde. Mit anderen Worten, bei einem Verdichter für einen Förderdruck von etwa 7 atü kann der Druck des Flüssigkeitsrings nur etwa 3,5 bis etwa 4,2 atü

• betragen.

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jis könnte als un^ewöhnlicn erscheinen, daß der ^ruck, der in den Gehäuseerweiterungen herrscht, wenn der Verdichter mit hohen Pörüerüriicken betrieben wird, niedriger ist als der förderdruck, doch ergibt sich diese Tatsache daraus, daß es sich bei dem am Umfang der Gehäuseerweiterungen gemessenen Druck, z.B. an der Entnalimekammer im oberen Teil des Verdichters, nur um einen statischen Druck handelt. Der Druck des äquivalenten ^eschv/indigkeitsgefälles des zirkulierenden Flüssigkeitsrings wird bei dieser Druckmessung nicht erfaßt. Die Summe des äquivalenten Geschwindigkeitsgefälles und des statischen Drucks ist größer als das resultierende Gesamtdruckgefälle, das am Auslaß der Pumpe gemessen wird. Solange der Verdichter normal arbeitet, bleibt daher der statische Druck am Umfang der Gehäaseerweiterungen, der durch die Druckfühlmittel 256 gemessen wird, ziemlich gleichmäßig und auf einem Wert, der niedriger ist als der Förderdruck in der Leitung 130. Verliert dagegen der Flüssigkeitsring aus irgendeinem Grunde seine Geschwindigkeit, so daß er zum Stillstand kommt, wird der in der Förderleitung 130 herrschende höhere Druck augenblicklich in der Rückwärtsrichtung über den Flüssigkeitsring üoertragen, und dieser Druck wird sofort durch die ^ruckfühlmittel 256 festgetsellt. Mit anderen «/orten, sobald das kinetische Geschwindigkeitsgefälle des sich bewegenden Flüssigkeitsrings beseitigt wird, entspannt sich der Druck im Abscheider 136 und in der Förderleitung 130 nach hinten über die Austrittsöffnungen, um das gesamte Gehäuse einschließlich des Flüssigkeitsrings dem Förderdruck auszusetzen, denn der Flüssigkeitsring hat seine Energie dadurch verloren, daß er zum Stillstand gekommen ist, so daß eine erneute Entspannung nach hinten Über die Förderseite möglich wird.

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Wie schon erwähnt, führt dieser Vorgang zum Entstehen von üeräuschen sowie von Kavitation, so daß der Verdichter durch Erosion geschädigt werden kann, wenn man zuläßt, daß er längere ^eit hindurch unter diesen Bedingungen betrieben wird,,

Sieht man bei dem System nach Pig. 17 die Drucki'ühlmittel 256 vor, kann man Vorteil aus dem erheblichen Unterschied ziehen, der zwischen dem Druckunterschied zwischen dem normalen statischen Druck des Flüssigkeitsrings und dem erhöhten Druck k vorhanden ist, der in der beschriebenen iVeise beim. Stillstand des Flüssigkeitsrings auftritt; diese Erhöhung des Drucks bewirkt, daß die Druckfühlmittel 256 betätigt werden, um den Stromkreis 236 zu unterbrechen und so die Solenuide 244 und 248 auszuschalten, so daß der Verdichter in der beschriebenen Weise automatisch entlastet wird. Diese Unterbrechung des elektrischen Stromkreises dient dazu, den Verdichter augenblicklich zu entlasten und ihn so dagegen zu schützen, daß er mit zusammengebrochenem Flüssigkeitsring betrieben wird. Bei der Anordnung nach Fig. 17 setzen die Druckfühlmittel 256 den Verdichter wieder in betrieb, sobald der Druck wieder zurückgeht, doch kann die Anordnung derart sein, daß der Verdichter abgestellt bleibt, bis die Bedienungsperson den Verdichter mit der Hand wieder in Betrieb setzt. Ferner können die Druckfühlmittel dazu dienen, ein akustisches oder optisches Warnsignal zu erzeugen, damit die Bedienungsperson Kenntnis von einem ungewöhnlifc chen Betriebszustand erhält, der zum Zusammenbrechen des Flüssigkeitsrings geführt hat.

Das erfindungsgemäße Entlastungssystem kann bei Plüssigkeiteringverdichtern bekannter Art angewendet werden. In Fig.

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ist ein solcher Flüssigkeitsringverdichter 126' von bekannter Konstruktion dargestellt, der mit einem erfindungs^emäßen Entlastungssystem ausgerüstet ist; es sei bemerkt, daß der Verdichter 126' nicht das erfindungsgemäße selbstkompensierende Flüssigkeitsdichtungssystem aufweist. Jedoch ist gemäß Fig. 18 ein erfindungs^emäßes Entlastungssystem vorgesehen. Zusätzlich ist ein einziger unterer Entlastungsanschluß 272 vorhanden, der mit der unteren Gehäuseerweiterung verbunden ist. Bei einem Entlastungssystem bekannter Art würde dieser untere Entlastungsanschluß normalerweise mit einer zur Atmosphäre führenden Entleerungsleitung verbunden sein, die durch ein in diese Leitung eingeschaltetes Entlastungsventil gesteuert wäre, so daß man die den iiing bildende Flüssigkeit ablassen und die verdichtete Luft nacu außen ableiten kann, wenn der Verdichter entlastet weruen soll. Jarnit jedoch das erfindungsgemäße Entlastungssystem bei der in Fig. 18 gezeigten Anlage bekannter Art verwendet werden kann, ist die Leitung 272 mit dem unteren Teil des Abscheiders 136 verbunden, und in diese Leitung sind eine Zumeßdroasei 274 und ein Rückschlagventil 276 eingeschaltet, damit der Flüssigkeitsring entlastet werden kann, wenn die Ventile 214 und 152 betätigt werden, um den Verdichter in der beschriebenen »/eise zu entlasten. Die Entlastungsanordnung nach Fig. 18 entspricht der vorstehend beschriebenen, und sie ermöglicht es, die erfindungsgemäßen Vorteile zu erzielen, denn sie schützt den Verdichter gegen Überlastung beim Zusammenbrechen des Flüssigkeitsrings, ohne daß notwendigerweise ein kompensierendes Dichtungssystem vorgesehen zu sein braucht. Somit kann man die Vorteile des erfindungsöemäßen EntlastungssystemB auch bei schon vorhandenen Pumpen und Verdichtern erzielen, wenn man

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lediglich die Leitungen gemäß Fig. 18 abändert.

Natürlich bewirkt die·Anordnung nach Pig. 18 zusätzlich, daß für den Verdichter eine geringere Antriebsleistung benötigt wird, wenn er bei niedrigen Drücken betrieben wird, wobei jedoch die Kühlflüssigkeit mit einer konstanten Geschwindigkeit zugeführt wird, die entsprechend einem höheren Verdichtungsverhältnis eingestellt worden ist. Beim Betrieb mit niedrigeren Drücken ist der Druck in den Gehäuseerweiterungen höher als der Förderdruck im Abscheider 136; unter diesen Bedingungen strömt die Überschüssige Flüssigkeit über die Leitung 272, die Drossel 274 und das Rüchschlagventil 276 zu dem Abscheider 136, so daß die Anordnung nach Fig. 18 den zusätzlichen Vorteil bietet, daß die Abführung der überschüssigen Kühlflüssigkeit über die Austrittsöffnungen des Verdichters vermieden wird, so daß bei der Anordnung nach Fig. 18 auch der Vorteil erzielt wird, der darin besteht, daß sich die erforderliche Antriebsleistung beim Betrieb mit niedrigen Drücken verringert, wobei dem Verdichter eine konstante Menge der Kühl- und Ergänzungaflüssigkeit zugeführt wird.

Fig. 19 zeigt ebenfalls, auf welche Weise die erfindungsgemäße Anordnung zum Fühlen der plötzlichen Steigerung des ^rucks in dem Flüssigkeitsring, die eintritt, wenn der Flüssigkeitsring zum Stillstand kommt, bei einer Anlage bekannter Art vorgesehen werden kann. Wiederum ist ein Verdichter 126' von bekannter Konstruktion vorgesehen, dem das zu verdichtende Gas über einen Einlaß 128 zugeführt wird, während die Kühlflüssigkeit über die Leitung 132 zugeführt wird» in diesem Falle ist ein ainfaohee handbötätigtes Ventil 152' vorgesehen, mittels

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dessen die leitung 132 gesteuert werden kann, in die außerdem eine geeignete Drossel eingeschaltet ist. Das verdichtete Gas wird über die leitung 130 an den Abscheider 136 abgegeben, aus dem das unter Druck stehende Gas über die Leitung 142 entweicht, an die eine Druckfüiileinrichtung 222Ö angeschlossen ist, die ebenso ausgebildet sein kann wie die schön beschriebene Druckfühleinrichtung 222. Bei der Anordnung nach Pig. 19 würde normalerweise ein unterer Entlastungsanschluß 280 bekannter Art vorgesehen sein, in die ein Ventil 282 eingeschaltet ist, das durch die -^ruckfühleinrichtung 222' gesteuert wird, so daß dann, wenn die Einrichtung 222' den maximalen Druck fühlt, auf den die Druckfühlinittel eingestellt sind, das Ventil 282 automatisch geöffnet wird, um die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsring über die Leitung 280, das Ventil 282 und die Entleerungsleitung 284 abzuziehen, damit das System entlastet wird.

Gemäß der Erfindung wird jedoch in die Leitung 280 eine zusätzliche Druckfühleinrichtung 286 eingeschaltet, die die plötzliche Steigerung des ^rucks in dem Flüssigkeitsring fühlt, wenn aus irgendeinem Grunde der Verdichter bei zusammengebrocnenem Flüssigkeitsring weiter angetrieben wird, so daß das Geschwindigkeitsgefälle verloren geht und sich der kinetische •^ruck in der beschriebenen Weise zu dem statischen Druck addiert, was zur Folge hat, daß die erfindungsgemäß zusätzlich vorgesehenen Druckfühlmittel 286 ansprechen. Die Dpuckfühlmittel 286 sind betriebsmäßig mit dem Solenuidventil 282 verbunden, bo daß dieses ^ventil automatisch in der gleichen Weise geöffnet wird wie durch die druckfühlmittel 222', damit der Verdichter automatisch entlastet wird, um einen Betrieb mit zusammengebrochenem

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Flüssigkeitsring zu verhindern, so daß wiederum die weiter oben erwähnten Vorteile erzielt werden.

Fig. 20 und 21 zeigen ein System, das mechanisch zu dem elektrischen System nach Fig. 19 analog ist. Dieses mechanische System kann in ^verbindung mit einer Turbine oder einem anderen mechanischen Antrieb sowie auch in Verbindung mit einem elektrischen Antriebsmotor benutzt werden. Dieses System nutzt den kräftigen Druckstoß aus, der auftritt, wenn der Flüssigkeitsring zum Stillstand kommt, um ein Sicherheitsventil 288 bekannter Art zu betätigen, dessen Einzelheiten aus Fig. 21 hervorgehen. Die mit der unteren Gehäuseerweiterung verbundene Entlastungsleitung 286 ist an das Sicherheitsventil 288 angeschlossen, das geöffnet werden kann, um die Flüssigkeit aus dem Ring über die Leitung 290 abzulassen. Gemäß Fig. 21 umfaßt das Sicherheitsventil 288 bekannter Art ein Gehäuse 292, in dem sich ein Ventilorgan 294 befindet, das sich auf bekannte V/eise entgegen der Kraft einer -ß'eder 296 öffnen kann; ferner ist ein Handbetätigungshebel 298 vorgesehen, damit das Ventil jederzeit mit der Hand betätigt werden kann. Dieses Ventil kann so eingestellt werden, daß es sich öffnet, wenn der normale Betriebsdruck des Betriebsrings der in der Leitung 286 herrscht, um etwa 0,35 bi.s etwa 0,7 atü überschritten wird. Kommt der Flüssigkeitsring zum Stillstand, erhöht sich der -^ruck des Flüssigkeitsrings plötzlich auf einen höheren Wert, der eich dem Förderdruck nähert, und dieser erhöhte Druck genügt, um das Sicherheitsventil 288 zu betätigen, damit die Flüssigkeit des Rings über die Leitung 290 nach außen abgeführt wird· Die Wirkungsweise der Sicherheitsventile ist bekannt. Sie öffnen sich erst dann, wenn der eingestellte Druck erreicht wird, und sobald dies

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geschieht, öffnen sie sieh weit, um das zugehörige System vollständig zu entlasten. Sobald eine erhebliche Senkung des -"rucks nach der Entlastung des Systems eingetreten ist, schließt sich das Ventil wieder. Somit ermöglicht es ein solches Ventil, den Verdichter dagegen zu schützen, daß er ständig mit zusammengebrochenem Flüssigkeitsring betrieben wird.

Zwar wurde die Erfindung in Verbindung mit einem Flüssigkeitsringverdichter mit zwei G-ehäuseerweiterungen beschrieben, doch sei bemerkt, daß sich die Erfindung ebenso gut bei Pumpen oder Verdichtern mit nur einer Gehäuseerweiterung oder aber bei Pumpen und Verdichtern mit mehr als zwei Gehäuseerweiterungen anwenden läßt. Ferner wurden zwar elektrisch gesteuerte Ventile als Bestandteile des Systems beschrieben, doch sei erwähnt, daß man im Rahmen der Erfindung auch pneumatische Ventile oder Steuerventile anderer Bauart vorsehen könnte.

Abschließend sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die verschiedensten weiteren Abänderungen und Abwandlungen vorsehen könnte, ohne den Bereioh der Erfindung zu verlassen.

Claims (15)

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   PATENTANSPRÜCHE

   ("U Verfahren zum Abdichten eines Flüssigkeitsringverdichters mit einem läufer, einem Abscheider und einer oder mehreren Gehäuseerweiterungen gegen Undichtigkeiten zwischen der Einlaßzone und der Auslaßzone, dadurch gekennzeichnet , daß Flüssigkeit direkt dem Inneren des Verdichters (24·) unter einem Druck entnommen wird, der gleich dem Druck ist, welcher im mittleren Teil der Gehäuseerweiterungen herrscht, wobei die abgezogene Flüssigkeit direkt zu den Zonen in der Nähe der Enden des Verdichterläufers (50) zurückgeführt wird, um die Laufspielräume zwischen dem Läufer (30) und dem Verdichtergehäuse (44) erneut abzudichten·
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlaßkammer (58) über Öffnungen (62, 64) mit einer Austrittskammer (60) verbunden ist, um den Druckunterschied zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer des Verdichters (24) auszugleichen.
3. 3. Verfahren nach Ansprich 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß dann, wenn der Gasdruck in dem Abscheider (136) eine vorbestimmte Obergrenze erreicht, ein erstes SoIenuidventil (222) betriebsmäßig mit dem Abscheider verbunden wird, um automatisch Ventile (152, 214) au öffnen, so daß der Abscheider und die Einlaßkammer (58) miteinander verbunden werden, während ein augenblicklicher Auegleioh »wischen dem Druck

   ' am EinlaS de· Verdichter· und dem Druck am Auelafl dta Verdich-

   wird· original inspected

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4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausgleichen des ^ruckunterschiedes zwischen der Einlaßkammer (58) und der Austrittskammer (60) die Dichtungsflüssigkeit abgeführt und aus dem Inneren des Verdichtergehäuses (44) abgezogen wird, um die Pumpwirkung dee Flüssigkeitsrings zu beseitigen·
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausgleichen des Druckunterschiedes ein Rückschlagventil (15Θ) auf die plötzliche Erhöhung des Drucks an der Gehäuseerweiterung (66) anspricht und es ermöglicht, daß das Strömungsmittel aus der G-ehäuseerweiterung zu dem Abscheider (136) strömt, um den Verdichter (24) zu entlasten.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Verdichter (24) mit einem relativ niedrigen Druck arbeitet, Ventile (156, 162) betriebsmäßig mit Leitungsmittel (134, 146) verbunden werden, um den Strömungsmittelstrom zu verkleinern, der von der Gehäuseerweiterung (66) aus zu dem Abscheider (136) strömt, lo daß die überschüssige Kühlflüssigkeit direkt an den Abscheider abgegeben wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch g e k e η η zeiahnet , daß dann, wenn der Verdichter mit seinem normalen relativ hofeen Druck arbeitet, die Ventile (156, 162) bewirken, daß der Strömungsmitteletroia nur von dem Abscheider (136) zu dem Verdichter etrömen kann, so daß zusätzliche Reinigungeflüssigkeit automatisch zu dem Verdichter zurückströmt.

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8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ventil (152) so angeordnet ist, daß die überschüssige Kühlflüssigkeit zu dem Abscheider (136) strömen kann, wenn sie unter einem niedrigen Druck stehen, und daß Flüssigkeit vom Abscheider (136) zu dem Verdichter strömen kann, wenn der Verdichter mit dem normalen hohen Druck betrieben wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine Umgehungsleitung (252) um die Ventile (152, 214) herumführt, um die Zufuhr von Kühlflüssigkeit auch dann aufrechtzuerhalten, wenn diese Ventile geschlossen sind.
10. 10. Verfahren nach Ansprach 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß dann, wenn sich der Druck der Flüssigkeit in der Gehäuseerweiterung (66) plötzlich über den normalen Betriebsdruck hinaus erhöht, ein zweiter Solenuid (256) automatisch die Ventile (152, 214) öffnet, um so den Abscheider (136) mit der Einlaßkammer (58) zu verbinden.
11. 11. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, umfassend einen Flüssigkeitsringverdichter mit einem Gehäuse, einem ringförmigen Läufer mit mehreren sich in radialer Richtung erstreckenden Verdrängungskammern, Einlaß- und Auslaßkammern sowie ein System zum Zuführen einer Dirchtungsflüssigkeit, in dem die Dichtungsflüssigkeit ständig erneut umgewälzt wird, dadurch gekennzeichnet , daß Entnahmekammern (106) direkt mit jeder Gehäuseerweiterung (66) durch Schlitze (108) verbunden sind, und daß Leitungsmittel (110) jede Entnahmekammer mit einem radial weiter innen liegenden Teil des Gehäuses (44) nahe dem Ende dee Läufers (30) verbinden, damit die Dichtungs-

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    flüssigkeit von der Gehäuseerweiterung aus erneut der Zone in der ilähe der Enden des Läufers zugefünrt werden kann, um den Spalt zwischen dem Läufer und dem Gehäuse (44) sowie den Spalt zwischen dem Läufer und einem zentralen Gehäuseabschnitt (50) abzudichten.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Entnahmekammern (106) in der Mitte zwischen den Enden der oder jeder Gehäuseerweiterung (66) angeordnet sind und mit der zugehörigen Gehäuseerweiterung und den Leitungsmitteln (110) verbunden sind·
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmekammer (106) in einem geringes ren Abstand von einem Ende der Gehäuseerweiterung (66) angeordnet ist als vom anderen Ende der Gehäuseerweiterung.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η h -zeichnet* daß die Leitungsmittel (110) auf der Aüßeneeite des Gehäuses (44) angeordnet sind·
15. 15. Vorrichtung üäch Anspruch 14, dadurch gekeinzeichnet, däfl die Leittifigäinittel (110) durch ik i des Gehäuses (44) ausgebildet Kanäle gebildet werdetu

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