DE20220577U1 - Pressure generators for flowing media - Google Patents

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Abstract

Druckerzeuger für strömende Medien, bei dem mittels eines, insbesondere über einen Frequenzrichter drehzahlsteuerbaren Motor ein Verdichter antreibbar ist, wobei mindestens ein Sensor (T) zur Erfassung von betriebsbedingten Temperaturen im oder am Verdichter (V) vorgesehen und durch das Ausgangssignal des Sensors (T) die Drehzahl des Motors (M) regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (T) im Schalldämpferbereich des Verdichters (V) derart positioniert ist, dass hierdurch die Temperatur im Inneren des Verdichters (V) erfassbar und die Temperatur eines Schalldämpfers (S1) überwachbar ist.Pressure generator for flowing media, in which a compressor can be driven by means of a motor which can be speed-controlled, in particular via a frequency converter, at least one sensor (T) being provided for detecting operating temperatures in or on the compressor (V) and by the output signal of the sensor (T) the speed of the motor (M) can be regulated, characterized in that the sensor (T) is positioned in the silencer area of the compressor (V) in such a way that the temperature inside the compressor (V) can be detected and the temperature of a silencer (S1) can be monitored.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckerzeuger für strömende Medien, bei dem mittels eines, insbesondere über einen Frequenzumrichter drehzahlsteuerbaren Motors ein Verdichter antreibbar ist.The invention relates to a Pressure generator for flowing Media in which the speed can be controlled by means of a frequency converter Motors a compressor can be driven.

Derartige Druckerzeuger werden beispielsweise bei Vacuum-Hebegeräten eingesetzt. Die Gasaustrittstemperatur der Druckerzeuger überschreitet bei zu starker Drosselung jedoch die thermischen Grenzen der Maschine. Deshalb wird zur Vermeidung thermischer Überanspruchungen eine Druckbegrenzung mit Hilfe von Druckbegrenzungsventilen vorgenommen. Diese sind allerdings in ihrem Ansprechverhalten relativ ungenau und außerdem nicht völlig störunanfällig. Ferner wird durch den resultierenden Bypassbetrieb zusätzlich Energie verbraucht. Aus diesem Grund ist es prinzipiell auch möglich, dass die Druckdifferenz erfasst wird und regelnd auf den Strom des Motors einwirkt. Da jedoch kein völlig zuverlässiger Zusammenhang zwischen dem Strom und der Druckdifferenz vorliegt, kann es dabei zu Fehlreaktionen kommen.Such pressure generators are, for example used with vacuum lifting devices. The gas outlet temperature of the pressure generator exceeds if it is too strong However, throttling the thermal limits of the machine. Therefore is used to avoid thermal overload a pressure limitation with the help of pressure relief valves. However, their response behavior is relatively imprecise and also not entirely susceptible to interference. Further additional energy is consumed by the resulting bypass operation. Out for this reason it is in principle also possible that the pressure difference is detected and has a regulating effect on the current of the motor. However, since not a completely reliable connection between the current and the pressure difference, it can wrong reactions occur.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckerzeuger der eingangs genannten Art so auszubilden, dass dieser gegen thermische Überbeanspruchungen sicher geschützt ist.The object of the invention is a To train pressure generators of the type mentioned at the outset so that these against thermal overload safely protected is.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein Sensor zur Erfassung von betriebsbedingten Temperaturen im oder am Verdichter vorgesehen ist und dass durch das Ausgangssignal des Sensors die Drehzahl des Motors regelbar ist.According to the invention, this is Task solved by that at least one sensor for recording operational temperatures is provided in or on the compressor and that by the output signal the speed of the motor is adjustable.

Eine erste vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor im Schalldämpferbereich des Verdichters vorgesehen ist. Damit sind die empfindlichen Schalldämpferelemente gegenüber Temperatur geschützt. Ebenso ist es auch möglich, dass der Sensor im Lagerbereich des Verdichters vorgesehen ist, da auch das Lager ein gegenüber Temperatur gefährdetes Bauteile ist. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass durchaus mehrere Sensoren an verschiedenen Orten vorgesehen sein können, die jeweils durch ihr spezifisches Ansprechen als Einzelaggregat oder als Gesamtkomplex die Drehzahlrücknahme des Motors auslösen.A first advantageous training The invention is characterized in that the sensor in the silencer area of the compressor is provided. This makes the sensitive silencer elements across from Temperature protected. It is also possible that the sensor is provided in the bearing area of the compressor, since the camp is also opposite Temperature at risk Components. At this point it should be pointed out that absolutely multiple sensors can be provided at different locations each by their specific response as a single unit or as a whole complex, the speed reduction trigger the motor.

Ganz wesentlich für die Erfindung ist es auch, dass die Regelung auf die maximal zulässige Temperatur der Bauteile des Verdichters ausgelegt ist, wenn dieser sich im Grenzbereich seiner Leistung befindet, oder aber, dass die Regelung auf die maximal zulässige Temperatur des vom Verdichter angetriebenen Mediums bzw. Fördergutes ausgelegt ist, wenn es sich dabei um ein temperaturempfindliches Medium bzw. Fördergut handelt.It is also very important for the invention that that the regulation to the maximum allowable temperature of the components of the compressor is designed if it is in the limit range its performance, or that the scheme is at the maximum permissible Temperature of the medium or material conveyed by the compressor is designed if it is a temperature-sensitive medium or conveyed goods is.

Eine zuverlässige Realisierung des Druckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass als oder statt eines Verdichters eine Vakuumpumpe, ein Seitenkanalgebläse, ein Radialkompressor, ein Rootsgebläse, ein Schraubenverdichter oder eine ähnliche bzw. ähnlich wirkende Strömungsmaschine vorgesehen ist.A reliable realization of the pressure generator is characterized in that as or instead of a compressor a vacuum pump, a side channel blower, a radial compressor Roots blower, a screw compressor or a similar or similar acting flow machine is provided.

Dadurch, dass die Sensorsignale an weitere Einrichtungen zur Steuerung und Anzeige, insbesondere an Diagnoseeinrichtungen, weiterleitbar sind, ergibt sich ein zusätzlicher Kur dennutzen.Because the sensor signals on other devices for control and display, in particular on Diagnostic devices that can be forwarded result in an additional one Cure benefit.

Dadurch, dass die Sensorsignale über einen Umsetzer auf einen Analog-Eingang für Drehzahlsollwerte des Motors geschaltet sind, ergibt sich eine ausgesprochen einfache Schaltung und dadurch, dass der Umsetzer baulich mit dem Frequenzumsetzer vereinigt ist, ist der konstruktive Aufwand minimiert.The fact that the sensor signals via a converter to an analog input for Speed setpoints of the motor are switched, there is a pronounced simple circuit and the fact that the converter structurally with the Frequency converter is combined, the design effort is minimized.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.

Die Darstellung gemäß 1 zeigt einen Verdichter V, der von einem Motor M angetrieben wird. Bei diesem handelt es sich um einen drehzahlsteuerbaren Motor, der seine Ansteuerung über einen Frequenzumrichter FU erfährt. Die Ein- und Auslässe für den Verdichter V sind beim Ausführungsbeispiel mit zwei Schalldämpfern S1 und S2 versehen. Die weiteren Anschlüsse an die Schalldämpfer S1 und S2 sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die Gesamtanordnung ist über einen Flansch F an der Übersichtlichkeit halber ebenfalls nicht dargestellte Tragelemente befestigbar.The representation according to 1 shows a compressor V by an engine M is driven. This is a speed-controllable motor that is controlled by a frequency converter FU experiences. The inlets and outlets for the compressor V are in the embodiment with two silencers S1 and S2 Mistake. The other connections to the silencers S1 and S2 are not shown for the sake of clarity. The overall arrangement is via a flange F For the sake of clarity, also not shown support elements can be attached.

Wesentlich für die Erfindung ist nun, dass mindestens ein Temperatursensor – im Beispiel der durch einen verdickten Punkt angedeutete Temperatursensor T – die Temperaturverhältnisse im Inneren des Verdichters V erfasst. Beim gezeigten Verdichter V befindet sich der Temperatursensor T in der Nähe des Schalldämpfers S1, da hier eine Temperaturüberwachung einwandfrei sicherstellt, dass die für den Betrieb dieses Schalldämpfers S1 zulässige Temperatur nicht überschritten wird. Über die Möglichkeit, den Temperatursensor T alternativ an anderen gefährdeten Bereichen im Innenraum des Verdichters oder wärmeleitend am Verdichter V anzubringen, ist bereits eingangs berichtet worden. Ferner ist es auch möglich, dass mehrere Temperatursensoren verteilt im Verdichter V untergebracht sind, die nach vorgegebenen Algorithmen ausgewertet werden, so dass stets die Gesamttemperaturbelastung unkritisch bleibt.It is essential for the invention that at least one temperature sensor - in the example the temperature sensor indicated by a thickened point T - The temperature conditions inside the compressor V detected. With the compressor shown V is the temperature sensor T near the silencer S1 , because temperature monitoring ensures that the operation of this silencer is correct S1 permissible temperature is not exceeded. About the possibility of the temperature sensor T alternatively in other hazardous areas in the interior of the compressor or in a heat-conducting manner on the compressor V has already been reported at the beginning. Furthermore, it is also possible for a plurality of temperature sensors to be distributed in the compressor V are housed, which are evaluated according to predetermined algorithms, so that the overall temperature load remains uncritical.

Das Ausgangssignal des Temperatursensors T wird an einen kleinen Umsetzer in Form einer Reglerplatine geleitet, die sich im Innenraum des Frequenzumrichters FU befindet und die an den Analog-Eingang des Frequenzumrichters FU zur Drehzahlbeeinflussung angeschlossen ist.The output signal of the temperature sensor T is passed to a small converter in the form of a controller board, which is located in the interior of the frequency converter FU and to the analog input of the frequency converter FU is connected to influence the speed.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, dass hier eine thermische Schutzfunktion optimal integriert ist, so dass sonstige Schutzeinrichtungen, wie z.B.The main advantage of the arrangement according to the invention is that a thermal protection function is optimally integrated here so that other protective devices such as

Druckventile, weitgehend entfallen können. Die erfindungsgemäße Regelung gibt dabei direkt eine Stellgröße in analoger Form für die Drehzahl vor und kann somit an jedem üblichen Frequenzumrichter mit Analog-Eingang aufgeschaltet werden. Die Stellgröße „Temperatur" berücksichtigt die Umgebungstemperatur und die Temperatur des Mediums, beispielsweise des Fördergases. Der Vorteil der unmittelbaren Temperaturüberwachung gegenüber einer Druckbegrenzungsmaßnahme kommt insbesondere bei Aufstellung des Aggregats in großer Höhe, beispielsweise im Hochgebirge zum Tragen. Dort würde nämlich eine Druckbegrenzung zu einem völlig anderen Ansprechverhalten als in Meereshöhe führen. Dazu mag folgende Angabe hilfreich sein. Bei Normalhöhe NN und einem Umgebungsdruck der Atmosphäre von 1013 mbar möge ein Differenzdruck am Begrenzungsventil auf 300 mbar eingestellt sein. Das führt zu einem Grenzwert von 713 mbar. Das Druckverhältnis im Verdichter, bei dem das Ventil anspricht, ist dann 1013/716 = 1,42.Pressure valves can largely be dispensed with. The control according to the invention directly specifies a manipulated variable in analog form for the speed and can thus be connected to any conventional frequency converter with an analog input. The manipulated variable "temperature" takes into account the ambient temperature and the temperature of the medium, for example the conveying gas. The advantage of direct temperature monitoring compared to a pressure limitation measure is particularly evident when the unit is installed at a high altitude, for example in the high mountains. This is because pressure limitation would be a complete problem The following information may be helpful: At normal altitude NN and an ambient pressure of 1013 mbar, a differential pressure at the limiting valve may be set to 300 mbar. This leads to a limit value of 713 mbar. at which the valve responds, 1013/716 = 1.42.

Im Falle, dass das Aggregat in 2000 m über dem Meer aufgestellt sei, würde dort unter gleichen Umständen ein atmosphärischer Druck von 800 mbar vorliegen. Bei einem Differenzdruck von ebenfalls 300 mbar würde der Grenzwert in diesem Fall 500 mbar betragen. Das Druckverhältnis von 800 mbar zu 500 mbar führt nun auf einen Wert von 1,6. Die Druckverhältnisse am Verdichter von 1,42 im ersten Fall und 1,6 im zweiten Fall unterscheiden sich um etwa 15% und damit ganz erheblich. Da mit steigendem Druckverhältnis während des Betriebs die Gastemperatur im Verdichter ansteigt, müsste im Fall der Aufstellung des Gerätes im Hochgebirge mit einer thermischen Überbeanspruchung gerechnet werden. Demzufolge müsste je nach Aufstellungshöhe des Aggregates der Differenzdruck verschieden hoch eingestellt werden. Eine derartige Anpassmaßnahme ist bei der Temperaturregelung gemäß der Erfindung aber gerade nicht erforderlich.In the event that the unit is in 2000 m above the Sea would be there under the same circumstances an atmospheric Pressure of 800 mbar. With a differential pressure of also Would be 300 mbar the limit in this case is 500 mbar. The pressure ratio of 800 mbar leads to 500 mbar now to a value of 1.6. The pressure conditions at the compressor of 1.42 in the first case and 1.6 in the second case differ by approximately 15% and therefore quite substantial. Because with increasing pressure ratio during the In operation, the gas temperature in the compressor should increase Case of installing the device Expected thermal overload in the high mountains become. Accordingly, should depending on the installation height of the The differential pressure can be set at different heights. Such an adaptation measure is in temperature control according to the invention just not necessary.

Weiter sei noch ausgeführt, dass die elektrische Ausgangsgröße der Reglerplatine auch dazu verwendet werden kann, um mit Hilfe von elektronischen Systemen wie Steuerungen, Bussysteme und Computer die Temperatur des Druckerzeugers zentral oder dezentral zu erfassen und beispielsweise zum Zweck der Steuerungsanzeige und Maschinendiagnostig weiter zu verarbeiten.It should be further stated that the electrical output quantity of the controller board can also be used to with the help of electronic Systems such as controls, bus systems and computers the temperature to record the pressure generator centrally or decentrally and, for example, to Further processing of the purpose of the control display and machine diagnostics.

Bezugszeichenliste

V
Verdichter
T
Temperatursensor
F
Flansch
S1, S2
Schalldämpfer
FU
Frequenzumrichter
M
Motor
LIST OF REFERENCE NUMBERS
V
compressor
T
temperature sensor
F
flange
S1, S2
silencer
FU
frequency converter
M
engine

Claims (7)

Druckerzeuger für strömende Medien, bei dem mittels eines, insbesondere über einen Frequenzrichter drehzahlsteuerbaren Motor ein Verdichter antreibbar ist, wobei mindestens ein Sensor (T) zur Erfassung von betriebsbedingten Temperaturen im oder am Verdichter (V) vorgesehen und durch das Ausgangssignal des Sensors (T) die Drehzahl des Motors (M) regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (T) im Schalldämpferbereich des Verdichters (V) derart positioniert ist, dass hierdurch die Temperatur im Inneren des Verdichters (V) erfassbar und die Temperatur eines Schalldämpfers (S1) überwachbar ist.Pressure generator for flowing media, in which a compressor can be driven by means of a motor which can be speed-controlled, in particular by means of a frequency converter, at least one sensor ( T ) to record operational temperatures in or on the compressor ( V ) provided and by the output signal of the sensor ( T ) the speed of the motor ( M ) is adjustable, characterized in that the sensor ( T ) in the silencer area of the compressor ( V ) is positioned in such a way that the temperature inside the compressor ( V ) detectable and the temperature of a silencer ( S1 ) can be monitored. Druckerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung auf die maximal zulässige Temperatur der Bauteile des Verdichters (V) ausgelegt ist.Pressure generator according to claim 1, characterized in that the regulation to the maximum permissible temperature of the components of the compressor ( V ) is designed. Druckerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung auf die maximal zulässige Temperatur des vom Verdichter (V) getriebenen Mediums bzw. Fördergutes ausgelegt ist.Pressure generator according to claim 1 or 2, characterized in that the control to the maximum permissible temperature of the compressor ( V ) driven medium or material to be conveyed. Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als oder statt eines Verdichters (V) eine Vakuumpumpe, ein Seitenkanalgebläse, ein Radialkompressor, ein Rootsgebläse, ein Schraubenverdichter oder eine ähnliche bzw. ähnlich wirkende Strömungsmaschine vorgesehen ist.Pressure generator according to one of the preceding claims, characterized in that as or instead of a compressor ( V ) a vacuum pump, a side channel blower, a radial compressor, a Roots blower, a screw compressor or a similar or similarly acting fluid machine is provided. Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsignale an weitere Einrichtungen zur Steuerung und Anzeige, insbesondere an Diagnoseeinrichtungen, weiterleitbar sind.Pressure generator according to one of the preceding claims, characterized characterized that the sensor signals to other facilities for control and display, especially on diagnostic equipment, are forwardable. Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsignale über einen Umsetzer auf einen Analogeingang für Drehzahlwerte des Motors (M) geschaltet sind.Pressure generator according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor signals via a converter to an analog input for speed values of the motor ( M ) are switched. Druckerzeuger nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass der Umsetzer baulich mit dem Frequenzumsetzer (FU) vereinigt oder kombiniert ist.Pressure generator according to claim 6, characterized in that the converter structurally with the frequency converter ( FU ) is united or combined.
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