DE1728559B1

DE1728559B1 - DEVICE FOR REGULATING THE AMOUNT OF SEALING LIQUID IN A LIQUID RING COMPRESSOR

Info

Publication number: DE1728559B1
Application number: DE19651728559
Authority: DE
Inventors: Adams Harold Eugene
Original assignee: Nash Engineering Co
Current assignee: Nash Engineering Co
Priority date: 1964-05-20
Filing date: 1965-05-17
Publication date: 1977-07-07
Also published as: DE1728558B1; NO117039B; BE664205A; GB1112361A; FI47926C; FR1514930A; NL144367B; FI47926B; US3289918A; DE1503586A1; DE1503586B2; NL6506261A

Description

tenden Abschnitt des Abscheiders verbindet, und daß die gemeinsame Leitung zwei parallele Leitungsabschnitte mit entgegengesetzt wirkenden EinwegventilenTending section of the separator connects, and that the common line connects two parallel line sections with counteracting one-way valves

Abführung von Ringflüssigkeit unter Umgehung der Drucköffnungen direkt zum Umfang der Kompressorkammer. Dabei wird die Zuführung bzw. Abführung derDischarge of ring fluid, bypassing the pressure openings, directly to the periphery of the compressor chamber. The supply or discharge of the

Förderdruck im Abscheider ist, um so mehr Flüssigkeit wird dem Flüssigkeitsring zugeführt, weil der Druck im Abscheider den unter dem Förderdruck liegendenDelivery pressure in the separator, the more liquid is supplied to the liquid ring because the pressure in the Separator that is below the delivery pressure

Eine solche Einrichtung ist bereits bekannt (DT-PS
6 62 514). Bei dieser bekannten Einrichtung ist die
Leitung zum Zuführen von Flüssigkeit mit einem
Handabsperrventil versehen, das gegebenenfalls geöff- 35 Ringflüssigkeitsdruck aufweisenden Punkt am Umfang net wird, um dem System von außen Flüssigkeit des Kompressorgehäuses mit dem Flüssigkeit enthalzuzuführen. Ebenso dient die Leitung zum Abführen von
Flüssigkeit dazu, überschüssige Flüssigkeit aus dem
Kompressor abzulassen und damit dem System zuSuch a device is already known (DT-PS
6 62 514). In this known device is the
Line for supplying liquid with a
Provided manual shut-off valve, which is optionally opened point on the circumference having ring fluid pressure, in order to supply fluid from the compressor housing with the fluid to the system from the outside. The line is also used to discharge
Liquid to remove excess liquid from the
Discharge the compressor and thus the system

entziehen. Die Abführleitung mündet daher nicht in den 40 und jeweils einer Strömungsdrossel aufweist. Abscheider, ist jedoch mit einem Absperrventil Bei dieser Ausbildung erfolgt die Zuführung bzw.revoke. The discharge line therefore does not open into the 40 and each has a flow restrictor. Separator, but is equipped with a shut-off valve.

versehen, das vom Förderdruck aufgesteuert wird.
Diese Flüssigkeitsentnahme aus dem Kompressor dient
einer Leerlaufentlastung, da sie sich bei einem
vorbestimmten hohen Förderdruck einstellt, der die 45 Ringflüssigkeit über den Druck im Abscheider ge-Folge fehlender Abnahme von komprimiertem Gas ist. steuert. Je höher das Verdichtungsverhältnis bzw. der Es ist ersichtlich, daß diese Einrichtung mit in den
Leitungen zum Zuführen bzw. Abführen von Flüssigkeit
vorgesehenen Absperrventilen keine automatische
Regelung bzw. Anpassung des Flüssigkeitsrings bewirkt, 5° mittleren Ringflüssigkeitsdruck übersteigt. Daher eignet falls der Flüssigkeitsring-Kompressor mit einer Abwei- sich die Erfindung insbesondere für Flüssigkeitsringchung vom Betriebsauslegungspunkt betrieben wird. Kompressoren mit hohen Verdichtungsverhältnissenprovided, which is controlled by the delivery pressure.
This withdrawal of liquid from the compressor is used
an idle discharge, since they are at a
sets a predetermined high delivery pressure, which is the 45 ring liquid above the pressure in the separator-consequence of a lack of decrease in compressed gas. controls. The higher the compression ratio or the It can be seen that this device is in the
Lines for supplying or removing liquid
provided shut-off valves are not automatic
Regulation or adjustment of the liquid ring causes the mean ring liquid pressure to exceed 5 °. Therefore, if the liquid ring compressor is operated with a difference, the invention is particularly suitable for liquid ringing from the operating design point. Compressors with high compression ratios

Bei den bisher bekannten Flüssigkeitsringkompresso- bzw. mit einem Abgabedruck von mehr als 6 at. Bei ren wird im Falle einer Abweichung vom Auslegungs- einer Verringerung des Abgabedruckes spielt sich der punkt zu höheren oder niedrigeren Druckverhältnissen 55 entgegengesetzte Vorgang ab, wobei Ringflüssigkeit hin die notwendige oder überflüssige Betriebsflüssigkeit über die gemeinsame Leitung zum Abscheider strömt, über die radial innerhalb des Läufers liegenden Auf diese Weise passt sich der Flüssigkeitsring-Kom-Drucköffnungen zusammen mit dem Fördermedium pressor wechselnden Verdichtungsverhältnissen selbstausgestoßen. Die hier zur Verfügung stehenden tätig an, was nicht nur einen hohen Wirkungsgrad Öffnungsquerschnitte sind jedoch begrenzt, so daß sich 60 innerhalb eines entsprechenden Betriebsbereichs, sondie Zuführung bzw. Abführung von Flüssigkeit durch dem auch eine hohe Lebensdauer des Kompressors diese öffnungen nachteilig auf die Kompressorleistung gewährleistet. Ferner kann in vorteilhafter Weise eine auswirkt. Bei großen Auslegungsdruckverhältnissen konstante Menge an Kühlflüssigkeit dem Kompressor ergeben sich zunehmend Schwierigkeiten, da hier der zugeführt werden, die auf den maximalen Kühlflüssig-Anteil der zur Abdichtung notwendigen Flüssigkeit sehr 65 keitsbedarf bei höchstem Verdichtungsverhältnis abgegroß und bei kleinen Druckverhältnissen wiederum das stellt ist, weil die überschüssige Kühlflüssigkeit ohne spezifische Volumen des geförderten Gases sehr hoch Belastung der Drucköffnungen direkt zum Abscheider ist, so daß die vorhandenen Querschnitte der Drucköff- gelangt.With the previously known liquid ring compressors or with a delivery pressure of more than 6 at In the event of a deviation from the interpretation, a reduction in the delivery pressure is played out point to higher or lower pressure ratios 55 opposite process, with ring fluid the necessary or superfluous operating fluid flows through the common line to the separator, In this way, the liquid ring-com pressure orifices fit through the radial inside of the rotor together with the pumped medium pressor, changing compression ratios are self-ejected. The ones available here operate at what is not only a high degree of efficiency However, opening cross-sections are limited, so that 60 within a corresponding operating range, sondie Supply and discharge of liquid through which also a long service life of the compressor these openings have a detrimental effect on the compressor performance. Furthermore, in an advantageous manner affects. With high design pressure ratios, constant amount of cooling liquid is sent to the compressor there are increasing difficulties, since here that are supplied to the maximum amount of coolant the liquid required for sealing very much at the highest compression ratio and at low pressure ratios this is because the excess coolant is left without specific volume of the conveyed gas very high load on the pressure openings directly to the separator is, so that the existing cross-sections of the Drucköff- arrives.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is described in greater detail below with the aid of a schematic drawing explained.

Der Flüssigkeitskompressor 1 ist mit zwei sich diametral gegenüberliegenden sichelförmigen Ausbauchungen 2, 3 versehen und weist einen Saugstutzen 4 sowie einen Druckstutzen 5 auf. Das Kompressorgehäuse 6 ist im mittleren Bereich der Ausbauchungen 2 und 3 mit Anschlüssen 7 bzw. 8 versehen.The liquid compressor 1 has two diametrically opposite sickle-shaped bulges 2, 3 and has a suction nozzle 4 and a pressure nozzle 5. The compressor housing 6 is provided with connections 7 and 8 in the middle area of the bulges 2 and 3.

An den Saugstutzen 4 ist eine Saugleitung 10 mit einem Rückschlagventil 11 angeschlossen. Ferner mündet in den Kompressor 1 eine Leitung 12 zum Zuführen von Kühlflüssigkeit. Die Kühlflüssigkeitsleitung 12 ist mit einem von Hand betätigbaren bzw. einstellbaren Ventil 13, einem Rückschlagventil 14, einem in die Schließstellung vorgespannten und durch den Betrieb des Kompressors 1 in Öffnungsstellung gehaltenen Solenoidventil 15 und einer Strömungsdrossel 16 versehen. Der Druckstutzen 5 des Kompressors 1 ist über eine Druckleitung 17 an einen Abscheider 18 angeschlossen, von dem eine Abgabeleitung 19 mit einem Rückschlagventil 20 ausgeht. Der Abscheider 18 ist ferner mit einer Ablaufleitung 21 versehen, der ein Schwimmerventil 22 zugeordnet ist, um den Flüssigkeitsspiegel im Abscheider 18 auf gleicher Höhe zu halten.A suction line 10 with a check valve 11 is connected to the suction nozzle 4. Further A line 12 for supplying cooling liquid opens into the compressor 1. The coolant line 12 is equipped with a manually operable or adjustable valve 13, a check valve 14, one preloaded in the closed position and in the open position due to the operation of the compressor 1 held solenoid valve 15 and a flow restrictor 16 are provided. The pressure port 5 of the compressor 1 is connected via a pressure line 17 to a separator 18, of which a discharge line 19 with a check valve 20 goes out. The separator 18 is also provided with a drain line 21, which is a Float valve 22 is assigned to keep the liquid level in the separator 18 at the same level keep.

Die vom Flüssigkeitsring im Kompressor 1 ausgefüllte untere Ausbauchung 3 ist über den Anschluß 8 und eine Leitung 23 mit dem Flüssigkeit enthaltenden unteren Ende des Abscheiders 18 verbunden. Die obere Ausbauchung 2 des Kompressors 1 ist über den Anschluß 7 und eine Zweigleitung 24 an die Leitung 23 und damit gleichfalls an den Abscheider 18 angeschlossen. Von der Zweigleitung 24 gehen Stichleitungen 25 und 26 aus, die Flüssigkeit unter dem mittleren Ringdruck den Stirnseiten des Kompressorgehäuses 6 zuführen, um durch einen entsprechenden Gegendruck eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 6 und dem Läufer zu bewirken.The lower bulge 3 filled by the liquid ring in the compressor 1 is via the connection 8 and a line 23 connected to the lower end of the separator 18 containing liquid. The upper The bulge 2 of the compressor 1 is connected to the line 23 via the connection 7 and a branch line 24 and thus also connected to the separator 18. Stub lines 25 go from the branch line 24 and 26 from, the liquid under the mean ring pressure the end faces of the compressor housing 6 feed to create a seal between the housing 6 and the by a corresponding counter pressure Effect runner.

In die Leitung 23 zwischen dem Kompressor I und dem Abscheider 18 sind zwei parallele Leitungsabschnitte 27, 28 mit jeweils einer Strömungsdrossel 29 bzw. 30 und einem Rückschlagventil 31 bzw. 32 eingeschaltet, so daß Flüssigkeit vom Kompressor 1 zum Abscheider 18 nur durch den Leitungsabschnitt 27 und Flüssigkeit vom Abscheider 18 zum Kompressor 1 nur durch den Leitungsabschnitt 28 strömt. Ferner ist an die Leitung 23 eine Ablaufleitung 33 mit einem handbetätigten Absperrventil 34 angeschlossen, so daß erforderlichenfalls die gesamte, den Kompressor 1 und den Abscheider 18 umfassende Anlage von Flüssigkeit entleert werden kann.In the line 23 between the compressor I and the separator 18 are two parallel line sections 27, 28 each with a flow throttle 29 and 30 and a check valve 31 and 32, respectively switched on, so that liquid from the compressor 1 to the separator 18 only through the line section 27 and liquid flows from the separator 18 to the compressor 1 only through the line section 28. Furthermore is on the line 23 is connected to a drain line 33 with a manually operated shut-off valve 34 so that if necessary, the entire, the compressor 1 and the separator 18 comprehensive system of liquid can be emptied.

Während des normalen Betriebs der Anlage, wenn der Kompressor 1 dem Abscheider 18 verdichtete Luft und Dampf zuführt, wird das Solenoidventil 15 in seiner Offenstellung gehalten, um dem Kompressor 1 Kühlflüssigkeit über die Leitung 12 zuzuführen. Die Strömungsdrossel 16 in der Leitung 12 ist dabei so bemessen, daß ausreichend Kühlflüssigkeit für einen Betrieb mit hohem Verdichtungsverhältnis bzw. mit hohem Abgabedruck zugeführt wird. Während des Betriebs mit hohem Abgabedruck, für den der Kompressor 1 ausgelegt ist, übersteigt der Druck im Abscheider 18 den Druck in den Leitungen 23, 24 im Bereich der Anschlüsse 7 und 8. Infolge dieser Druckdifferenz wird selbsttätig eine zusätzliche Menge an Flüssigkeit vom Abscheider 18 über die Leitung 23 mit dem Abschnitt 28 und der Strömungsdrossel 30 zum Kompressor 1 abgegeben, um dessen Ringflüssigkeit aufzufüllen. Eine größere Ringflüssigkeitsmenge ist erforderlich, um ein kleineres Gasvolumen von höherer Dichte über die Drucköffnungen und den Druckstutzen 5 abzugeben. Bei einer Auslegung des Kompressors für einen Druck von 7 kg/cm² beträgt der Druck Zweigleitung 24 etwa 3,5 kg/cm² wenn der Abgabedruck im Abscheider 18 etwa 3,5 kg/cm², beträgt. Steigt jedoch der Druck im Abscheider 18 auf etwa 7 kg/cm², so steigt der Druck in der Zweigleitung 24 nur auf etwa 4,2 kg/cm², so daß eine Druckdifferenz etwa von 2,8 kg/cm² vorhanden ist, um Flüssigkeit vom Abscheider 18 zum Kompressor 1 zu liefern. Das Rückschlagventil 31 bewirkt, daß diese Flüssigkeit durch die Drossel 10 strömt, die eine Aufrechterhaltung der vorgenannten unterschiedlichen Drücke hervorruft. Die Drossel 30 regelt daher den Flüssigkeitsdurchsatz vom Abscheider 18 zum Kompressor 1.During normal operation of the system, when the compressor 1 is supplying compressed air and steam to the separator 18, the solenoid valve 15 is held in its open position in order to supply cooling liquid to the compressor 1 via the line 12. The flow restrictor 16 in the line 12 is dimensioned in such a way that sufficient cooling liquid is supplied for operation with a high compression ratio or with a high discharge pressure. During operation with a high output pressure, for which the compressor 1 is designed, the pressure in the separator 18 exceeds the pressure in the lines 23, 24 in the area of the connections 7 and 8. As a result of this pressure difference, an additional amount of liquid is automatically released from the separator 18 via the line 23 with the section 28 and the flow throttle 30 to the compressor 1 in order to fill up its ring liquid. A larger amount of ring liquid is required in order to deliver a smaller gas volume of higher density via the pressure openings and the pressure connection 5. When the compressor is designed for a pressure of 7 kg / cm ² , the pressure in the branch line 24 is approximately 3.5 kg / cm ² when the discharge pressure in the separator 18 is approximately 3.5 kg / cm ² . However, if the pressure in the separator 18 rises to about 7 kg / cm ² , the pressure in the branch line 24 only rises to about 4.2 kg / cm ² , so that there is a pressure difference of about 2.8 kg / cm ² , to deliver liquid from separator 18 to compressor 1. The check valve 31 causes this liquid to flow through the throttle 10, which causes the aforementioned different pressures to be maintained. The throttle 30 therefore regulates the liquid throughput from the separator 18 to the compressor 1.

Beim Betrieb der Anlage unter niedrigem Druck ist der mittlere Ringflüssigkeitsdruck im Kompressor höher als der Abgabedruck bzw. der Flüssigkeitsdruck im Abscheider. Dann verhindert das Rückschlagventil 32, daß Flüssigkeit durch die Leitung 23 und die Drossel 30 vom Kompressor 1 zum Abscheider 18 strömt. Wird jedoch der Kompressor 1 bei noch niedrigerem Abgabedruck betrieben, so ist die erforderliche Kühlflüssigkeitsmenge wesentlich geringer als die über die Strömungsdrossel 16 in der Kühlflüssigkeitsleitung 12 zugeführte Kühlflüssigkeitsmenge, die für einen Kompressorbetrieb mit hohem Druck eingestellt ist. Die vergleichsweise große Kühlflüssigkeitsmenge ist unnötig oder sogar schädlich, weil es schwierig ist, diese gesamte Kühlflüssigkeit über die relativ engen Drucköffnungen bzw. Kanäle des Kompressors 1 zusammen mit dem vergrößerten Volumen des Gases und Dampfes bei diesen niedrigen Drücken abzugeben. Für einen bestimmten Kompressor 1 ist das Gasvolumen bei einem Abgabedruck von etwa 1,4 kg/cm² mehr als dreimal so groß wie das Gasvolumen bei einem Nenndruck von 7 kg/cm². Unter solchen Betriebsbedingungen mit niedrigem Druck wird ein schädlicher Rückdruck in den Läuferschaufeln des Kompressors 1 aufgebaut, was eine zusätzliche Antriebskraft erfordert und gegebenenfalls zu einem Durchrutschen des Flüssigkeitsrings führt, was einen zusätzlichen Energieverbrauch, Kavitation und einen Abfall der Kompressorleistung bewirken kann. Diesen Schwierigkeiten wird dadurch begegnet, daß Flüssigkeit direkt unter Umgehung der Drucköffnungen über die Leitungen 23 und 24 sowie den Leitungsabschnitt 27 mit der Drossel 29 und dem Rückschlagventil 31 vom Kompressor 1 zum Abscheider 18 strömt, der einen geringeren Druck aufweist, als er in der Leitung 24 vorhanden ist. Die Strömungsdrossel 29 begrenzt dabei den Flüssigkeitsdurchsatz vom Kompressor 1 zum Abscheider 18. Bei einer Kompressorauslegung für 7 kg/cm² fällt der Druck in der Zweigleitung 24 nicht unter etwa 2,8 kg/cm², selbst wenn der Abgabedruck nur etwa 0,7 bis 1,4 kg/cm² beträgt. Daher ist ein Differenzdruck von bis zu 2,1 kg/cm² vorhanden, um überschüssige Kühlflüssigkeit vom Kompressor 1 durch die Leitung 23 zum Abscheider 18 zu überführen.When the system is operated under low pressure, the mean ring liquid pressure in the compressor is higher than the discharge pressure or the liquid pressure in the separator. The check valve 32 then prevents liquid from flowing through the line 23 and the throttle 30 from the compressor 1 to the separator 18. If, however, the compressor 1 is operated at an even lower output pressure, the required amount of cooling liquid is significantly less than the amount of cooling liquid supplied via the flow throttle 16 in the cooling liquid line 12, which is set for compressor operation at high pressure. The comparatively large amount of cooling liquid is unnecessary or even harmful because it is difficult to dispense all of this cooling liquid via the relatively narrow pressure openings or channels of the compressor 1 together with the increased volume of the gas and vapor at these low pressures. For a specific compressor 1, the gas volume at a discharge pressure of approximately 1.4 kg / cm ^{2 is} more than three times as large as the gas volume at a nominal pressure of 7 kg / cm ² . Under such operating conditions with low pressure, a harmful back pressure is built up in the rotor blades of the compressor 1, which requires additional driving force and possibly leads to slipping of the liquid ring, which can cause additional energy consumption, cavitation and a drop in compressor performance. These difficulties are countered by the fact that liquid flows directly from the compressor 1 to the separator 18, which has a lower pressure than it in the line, bypassing the pressure openings via the lines 23 and 24 and the line section 27 with the throttle 29 and the check valve 31 24 is present. The flow throttle 29 limits the liquid throughput from the compressor 1 to the separator 18. With a compressor design for 7 kg / cm ² , the pressure in the branch line 24 does not fall below about 2.8 kg / cm ² , even if the discharge pressure is only about 0.7 to 1.4 kg / cm ² . A differential pressure of up to 2.1 kg / cm ² is therefore present in order to transfer excess cooling liquid from the compressor 1 through the line 23 to the separator 18.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Device for regulating the amount of sealing liquid in a liquid ring compressor, which is followed by a separator, with one extending from the periphery of the compressor housing Line for discharging liquid and one opening on the circumference of the compressor housing

not enough. It should be noted that when starting one for a high pressure ratio designed compressor must first pass through a range with lower pressure ratios got to.

It is also already a liquid ring compressor known with liquid lines that extend from the periphery of the compressor housing and no valves exhibit. These fluid lines go from one

the line for supplying liquid, the point on the circumference of the compressor housing, the characterized in that a common radial is aligned with the pressure openings and therefore me line (23) for supplying and removing the highest ring fluid pressure, but not one Fluid is provided which has a mean mean ring fluid pressure. The liquid ring liquid pressure Point having point (at 7, 8) power lines are used exclusively for the discharge of on the periphery of the compressor housing (6) with the 15 ring fluid, so that an adaptation to higher Liquid-containing section of the separator pressure ratios that require a supply of additional (18) connects, and that the common line would require ring fluid to be separated from the outset parallel line sections (27, 28) with separates. This is the opposite of this known liquid ring Kom acting one-way valves (31, 32) pressor is no deviation from the and each having a flow throttle (29,30). 20 interpretative relationships provided. Liquid drainage is only required because a

Gas-liquid mixture is to be compressed and

therefore the amount of liquid in the compressor is constantly increasing.

The invention is based on the object of a device for regulating the amount of sealing liquid to create, which lead to an automatic adjustment of the ring liquid amount to different

The invention relates to a device for regulating the amount of sealing liquid in a liquid keitsring compressor, which is followed by a separator, with one of the circumference of the compressor housing outgoing line for the discharge of liquid and one on the circumference of the compressor

good operating conditions and thus an efficient

the house's opening line for supplying 30 works within an operating area with under-liquid, different compression ratios possible.

According to the invention, this object is achieved by

that a common line is provided for the supply and discharge of liquid, the central one