DE19711117C1 - Anlage zum Verdichten eines gasförmigen Mediums oder zur Erzeugung eines Vakuum - Google Patents
Anlage zum Verdichten eines gasförmigen Mediums oder zur Erzeugung eines VakuumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Verdichten eines gasförmigen Mediums oder
zur Erzeugung eines Vakuum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine gattungsbildende Anlage ist aus der DE 41 35 442 C1 bekannt. Bei dieser Anlage
handelt es sich um eine luftgekühlte Verdichteranlage zur Erzeugung von Druckluft im
Niederdruckbereich zwischen 1 bis 4 bar mit einem durch einen Motor angetriebenen
achsgleich horizontal liegenden einspritzgekühlten Verdichter und einer
dazwischenliegenden Kupplung. Weitere Bauelemente der bekannten Anlage sind ein
Ölabscheidebehälter, ein Luftansaugfilter und ein Ölfeinabscheider, wobei in dem
Zwischenraum zwischen Motor und Verdichter der Ölabscheidebehälter als
Multifunktionsgehäuse angeordnet ist. Das Multifunktionsgehäuse weist eine Ansaug-
und eine Druckkammer auf, die als Vorabscheider ausgebildet ist und im unteren
Bereich den Ölsumpf bildet. Auf einer parallel zu den Gehäusefüßen liegenden
flanschartigen Fläche sind der Ölfeinabscheider und der Luftansaugfilter befestigt, die
über im Gehäuse angebrachte Öffnungen mit der Druck- bzw. Ansaugkammer
verbunden sind.
Nachteilig bei dieser bekannten Anlage sind der komplizierte Aufbau des
Multifunktionsgehäuses, der sich entsprechend in den Herstellkosten niederschlägt
sowie eine druckfeste Ausführung für Überdrücke bis 30 bar und Skalierung auf einen
großen Leistungsbereich bis z. B. 250 kW nicht zuläßt, sowie der erforderliche
Platzbedarf für die Anordnung des Maschinensatzes.
In der DE-PS 4 71 456 ist eine Kompressionskältemaschine offenbart. Die auf einer
Grundplatte vertikal befestigte Haube bildet einen Kondensationsraum für die Anlage. Auf
der Grundplatte ruht ein becherförmiges Gehäuse, welches eine Kapsel für den den
Kompressor antreibenden Elektromotor bildet, und darüber ist ein Behälter angebracht, der
den Kompressor einkapselt und als Sammelraum für das flüssige Arbeitsmittel dient. Der
Anschlußkanal des Kompressors steht in Verbindung mit einer Leitung, die ein offenes Ende
besitzt und eine Stoßplatte trägt. Der den Kompressor einkapselnde Behälter steht in
Verbindung mit dem Kondensationsraum. Im oberen Teil der Haube sind Kühlschlangen
angeordnet. Das verwendete Arbeitsmittel ist ein Gemisch eines Kältemittels mit einem
Schmiermittel. Der Kompressor fördert dieses Gemisch, welches gegen die Stoßplatte prallt.
Die Flüssigkeit fällt in den unteren Teil des Behälters, welcher den Kompressor umgibt. Da
das flüssige Arbeitsmittel im Behälter der Wärme des Kompressors ausgesetzt ist, wird das
darin enthaltene Kältemittel ausgetrieben. Es bleibt eine Flüssigkeitsmasse zurück, die einen
höheren Prozentsatz von Schmiermittel enthält.
Die heißen Dämpfe des Kältemittels werden mittels der Kühlschlangen kondensiert. Nach
Durchströmen des flüssigen Kältemittels im Verdampfer wird das Kältemittel über
entsprechende Leitungen zur Einlaßöffnung des Kompressors zurückgeführt. Im Unterschied
zu einem Verdichter handelt es sich bei einer Kompressorkältemaschine um eine
geschlossene Anlage, bei der durch die Einkapselung sichergestellt ist, daß kein Kältemittel
entweichen kann. Im Bereich des Behälters werden mittels einer Destillation zwei
Flüssigkeiten, d. h. das Kältemittel und das Schmiermittel voneinander getrennt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zum Verdichten eines gasförmigen Mediums
oder zur Erzeugung eines Vakuum anzugeben, die einen kostengünstiger
herstellbaren Flüssigkeitsabscheider aufweist und die für den Maschinensatz weniger
Platz beansprucht.
Ausgehend von der bekannten Anlage wird die Aufgabe mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil
von Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird der Maschinensatz einschließlich des Flüssigkeitsabscheiders
vertikal aufgestellt, da erfahrungsgemäß die Betreiber solcher Anlagen im
Aufstellungsbereich weniger Platz in der Horizontalen, aber meistens ausreichend
Platz in der vertikalen Richtung haben. Der freiwerdende Raum in der Horizontalen
kann dazu genutzt werden, um die peripheren Anlageteile dichter an den
Maschinensatz heranzurücken, so daß sich insgesamt eine kompakte Anlage ergibt.
Der Flüssigkeitsabscheider ist vorzugsweise als Hohlzylinder ausgebildet und die
Kupplung umgreifend koaxial zur Maschinenachse angeordnet. Die Querschnittsfläche
des Flüssigkeitsabscheiders muß aber nicht zwingend kreisrund sein. Für bestimmte
Anwendungsfälle kann es von Vorteil sein, wenn die Querschnittsfläche oval oder
elliptisch ist. Der bevorzugte Hohlzylinder ist eine einfache geometrische Form, die
beispielsweise aus Blechteilen als Schweißkonstruktion oder als einteiliges oder
mehrteiliges Gußstück herstellbar ist. Dabei liegen die Herstellkosten im Vergleich zur
bekannten Ausführung erheblich niedriger. Weiterhin ist eine Skalierbarkeit auf einen
großen Leistungsbereich gegeben. Außerdem sind mit dieser Anlage Überdrücke bis
30 bar beherrschbar.
In besonderen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Maschinenachse um bis zu 30° aus
der Vertikalen zu neigen, und zwar in Richtung des Druckstutzens, damit die
abzuscheidende Flüssigkeit besser abfließen kann.
Um eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung des Flüssigkeits-Gas-Gemisches
im Austrittsbereich zu erreichen und Druckverluste sowie Kosten von verbindenden
Leitungen zu vermeiden, ist der Druckstutzen der Verdichterstufe bzw. der Pumpe in
Form einer sich erweiternden Tasche ausgebildet und direkt mit der Eingangsseite des
Flüssigkeitsabscheiders verbunden.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Anlage ist einsetzbar als Verdichteranlage zum
Verdichten von Gasen und Gasgemischen insbesondere Luft für einen
Leistungsbereich von 2 bis 315 KW und für einen Druckbereich von 1 bis 30 bar bzw.
als Pumpe zur Erzeugung eines Vakuum von 10 Millibar bis nahezu
Atmosphärendruck. Als Verdichterstufe bzw. Pumpe können Rotationsmaschinen, z.
B. Flügelzellenmaschinen oder Schraubenrotoren eingesetzt werden, in deren
Arbeitsraum vorzugsweise Öl eingespritzt wird. Alternativ kann dies auch ein anderes
Kühlmedium wie z. B. Wasser sein. Die Rückkühlung der abgeschiedenen Flüssigkeit
kann über ein Gas, z. B. mittels eines separaten oder mit der Antriebsmaschine
verbundenen Gebläses oder über einen wassergekühlten Wärmetauscher erfolgen.
Als Antriebsmaschine kommen E-Motoren oder sonstige Kraftmaschinen zum Einsatz.
In der einzigen Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles für die
Verdichtung von Luft die erfindungsgemäß ausgebildete Anlage näher erläutert.
Die wesentlichen Bauelemente der Anlage sind eine Antriebsmaschine 1, die in
diesem Ausführungsbeispiel ein E-Motor ist, sowie eine über eine Kupplung 3 damit
verbundene Verdichterstufe oder Pumpe 2. Die Achsen der Antriebsmaschine 1 und
der Verdichterstufe 2 sind fluchtend zueinander ausgerichtet und der gesamte
Maschinensatz ist vertikal aufgestellt. Erfindungsgemäß ist im Zwischenraum zwischen
Antriebsmaschine 1 und Verdichterstufe 2 ein Flüssigkeitsabscheider 4 angeordnet
und zwar koaxial zur Maschinenachse liegend und die Kupplung 3 umgreifend. In dem
Flüssigkeitsabscheider 4 wird das von Verdichterstufe 2 über einen Druckstutzen 9
ausgeschobene Flüssigkeits-Gasgemisch getrennt und in dem nachgeschalteten
Flüssigkeitsfeinabscheider 5 die verbleibenen und noch mitgerissenen
Flüssigkeitstropfen abgeschieden. Vorzugsweise ist der Druckstutzen 9 als eine sich
erweiternde Tasche ausgebildet, die direkt mit der Eingangsseite des
Flüssigkeitsabscheiders 4 verbunden ist. Die im Flüssigkeitsabscheider 4
abgeschiedene Flüssigkeit wird über Leitungen 6 auf den Einspritzbereich der
Verdichterstufe 2 rückgeführt. In der Rückführleitung 6 ist ein Filter 7 und ein Kühler 8
angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kühler 8 gasgekühlt und die
erwärmte Kühlluft, hier symbolisiert durch schraffierte Pfeile 10, verläßt die Anlage
über einen Schacht 11. Über ein separat angeordnetes Gebläse, bestehend aus E-
Motor 12 und Lüfterrad 13 wird die Antriebsmaschine 1 gekühlt. Das Lüfterrad 13 kann
auch durch die Antriebsmaschine 1 selbst angetrieben werden bzw. auf der
Antriebswelle der Antriebsmaschine 1 selbst angeordnet sein.
Die angesaugte Luft wird über einen Luftansaugfilter 14 und einem Steuerventil 15
dem Ansaugstutzen 16 der Verdichterstufe 2 zugeführt. Die verdichtete und erwärmte
Luft durchläuft nach Austritt aus dem Flüssigkeitsfeinabscheider 5 einen Teilbereich
des zuvor erwähnten Kühlers 8 und wird über einen Anschlußstutzen 17 der
Verbrauchsstelle zugeführt.
Claims (6)
1. Anlage zum Verdichten eines gasförmigen Mediums oder zur Erzeugung eines
Vakuum, bestehend aus einer Antriebsmaschine und einer achsgleich damit
liegenden flüssigkeitseinspritzgekühlten Verdichterstufe oder Pumpe mit einer
dazwischenliegenden Kupplung, einem im Zwischenraum zwischen
Antriebsmaschine und Verdichterstufe oder Pumpe angeordneten
Flüssigkeitsabscheider und einem daran angeschlossenen
Flüssigkeitsfeinabscheider, wobei in einer den Flüssigkeitsabscheider mit der
Verdichterstufe oder Pumpe verbindenden Rückführleitung ein Filter und ein
fluidbeaufschlagter Kühler angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Maschinensatz (1, 2, 3) einschließlich des Flüssigkeitsabscheiders (4)
eine vertikale oder um eine bis zu 30° von der Vertikalen abweichende Lage
einnimmt und der Flüssigkeitsabscheider (4) in Form eines koaxial zur
Maschinenachse liegenden, die Kupplung (3) umgreifenden prismatischen
Hohlkörpers ausgebildet ist.
2. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlkörper als Hohlzylinder ausgebildet ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckstutzen (9) der Verdichterstufe oder der Pumpe (2) in Form einer
sich erweiternden Tasche ausgebildet und direkt mit der Eingangsseite des
Flüssigkeitsabscheiders (4) verbunden ist.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Neigung der Maschinenachse in Richtung Druckstutzen (9) liegt.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Flüssigkeitsabscheider (4) als Gußteil ausgebildet ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Flüssigkeitsabscheider (4) eine Schweißkonstruktion aus Blechteilen
ist.
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Also Published As
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