DE2604931A1

DE2604931A1 - Verfahren und vorrichtung zur verhuetung aussergewoehnlicher nichtstationaerer stroemungszustaende - des sogenannten pumpens bei schaufelverdichtern

Info

Publication number: DE2604931A1
Application number: DE19762604931
Authority: DE
Inventors: Miroslav Dipl Ing Hibs
Original assignee: STATNI VYZK U STAVBU STROJU
Current assignee: STATNI VYZK U STAVBU STROJU
Priority date: 1975-02-11
Filing date: 1976-02-09
Publication date: 1976-08-19
Also published as: DE2604931C2; CS175129B1; GB1536363A; CH614498A5

Description

Statni vyzkumny üstav pro stavbu strojü, Prag - Tschechoslowakei

Verfahren und Vorrichtung zur Verhütung außergewöhnlicher' nichtstationärer Strömungszustände - des sogenannten Pumpens bei Schaufelverdichtern

Der Betrieb von Schaufelverdxchtern wird durch die Grenzen der maximalen und minimalen Drehzahl, die Grenze der Überflutung, die Grenze der maximalen Durchflußwiderstände sowie durch die Forderung der Vermeidung außergewöhnlicher nichtstationärer Strömungserscheinungen - des sogenannten Pumpens - und durch die Forderung der Vermeidung von Schwingungen der Teile, welche ihren Höhepunkt nach Überschreitung der Grenze des Pumpens erreichen, beschränkt. Indem die Berücksichtigung der zuerst genannten Forderungen bei der Konzeption der Steuerung keine Schwierigkeiten mit sich bringt, ist die Verhütung des Pumpens bis heute ohne befriedigende Lösung geblieben und es werden immer wieder geeignete Verfahren zur Verhütung des Pumpens gesucht .

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ORIGINAL INSPECTED

Unter &em"Pumpen" eines Schaufelverdichters versteht man heftige Druck- und Durchflußschwankungen des verdichteten Gases, bei denen in der Regel viele Konstruktionsteile einer beträchtlich hohen Zusatzbeanspruchung im Betrieb unterliegen. Mit dem sogenannten Pumpen geht eine verscHechterte Umwandlung der kinetischen Energie des strömenden Gases in die Druckenergie im Schaufelkanal einher, was mit einer Verbreiterung des Gebietes des von der Schaufeloberfläche infolge der Veränderung des Zuflußgeschwindigkeitswinkels getrennten Stromes zusammenhängt. Beim "Pumpen" selbst kommt es dann nach Übertritt der Grenze des Einsetzens des Pumpens zum Zusammenbruch der erwähnten Energieumwandlung, was sich nach Stabilisierung der Zustände in einem bestimmten Abstand oberhalb der Grenze des Einsetzens des Pumpens an der Charakteristik des Verdichters durch geringe Gasverdichtung, geringen Gasdurchfluß und beträchtlich erniedrigte Leistung auswirkt. Diese unerwünscnte Beeinträchtigung der Punktion des Schaufelverdichters sowie die Gefährdung seiner Be- · triebssicherheit zwingt dazu, diese Maschinen durch Steuerkreise auszurüsten, die entweder durch Ablaß der überflüssigen Durchflußmenge oder durch Drehung der Schaufel die Entstehung der Erscheinungen des Pumpens um den Preis einer leichten Verschlechterung der Leistung aufschieben können.

Das Schlüsselproblem jedes Steuerkreises zur Verhütung des "Pumpens" stellt die Schaffung eines Fühlers dar, welcher die Annäherung an die Grenze des Pumpens meldet. Wegen der komplizierten Erscheinungen kurz vor dem Beginn des Pumpens sowie wegen der numerisch bis jetzt nicht

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bewältigten Erscheinungen ist es "bisher nicht gelungen, einen Fühler zu erfinden, welcher die mit dem Beginn des Pumpens zusammenhängenden wesentlichen Erscheinungen verläßlich zu melden vermag. Zur Zeit v/erden anstelle echter pumpenfeststellender Fühler gewöhnlich Fühler der thermodynamischen Hauptgrößen benutzt, wie z.B. Durchfluß-, Drehdruck- oder Temperaturfühler. Die Signale dieser Fühler werden dann in entsprechende Funktionsgeneratoren eingegeben, die beim gegebenen Zustand den laufenden Wert der gewählten Funktion mit dem zulässigen Wert vergleichen. Soweit zwischen beiden angegebenen Werten eine Ungleichheit besteht, übermittelt der Funktionsgenerator dem pumpenverhütenden Steuerkreis kein Signal. Sobald jedoch die genannten Werte einander näherkommen oder identisch werden, macht das Ausgangssignal einen das Pumpen des Verdichters verhindernden Eingriff auf Kosten der erzielbaren Leistung. Das angedeutete System beruht auf einer vorläufigen experimentellen Untersuchung des Verlaufes der Grenze des Pumpens sowie des Verlaufes des zulässigen Funktionswertes des im Einzelfall angewandten Verdichtergenerators im Prüfraum des Herstellerbetriebes. Außer diesem System einer Verhütung des Pumpens sind in der letzten Zeit auch neue Methoden entwickelt, die den Beginn des Pumpens oder die sich durch Schwingung des Gasdruckes im Eintrittsstutzen des Verdichters auswirkenden vor dem Pumpen auftretenden Zustände registrieren. Die Kreise dieser Art zur Verhütung des Pumpens werden mit einem fluidischen Fühler zur Feststellung einer Veränderung des relativ stabilen Druckwertes und zur Aufnahme seiner Variabilität in Abhängigkeit von der Amplitudengröße oder der Veränderungszahl ausgestattet. Nachteil aller dieser Systeme ist es, daß man auf ihre Ungenauigkeit oder beschränkte Empfindlichkeit durch Einführung einer Eeservezone B vor der Grenze P des

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Pumpens (siehe !Pig. 1) Rücksicht nehmen muß, denn diese Zone ist nicht ganz zu vernachlässigen und vermindert den Betriebsbereich A. Weitere Nachteile sind auch die Kompliziertheit dieser Gerate sowie in der Regel der Preis und das Gewicht.

Diese Nachteile beseitigt die Erfindung. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit der unmittelbaren Messung der Grenze zu schaffen, bei der das Pumpen beginnt .

Die Erfindung nutzt für die Messung eine andere charakteristische Größe und basiert auf einer wesentlichen, mit dem Pumpen der Schaufelverdichter zusammenhängenden Erscheinung, nämlich der bedeutend verbreiterten Stromtrennung an den Schaufeln. Diese Größe stellt den die Druckänderung entlang der umströmten Oberfläche, das ist bei einem Schaufelverdichter entlang der Rotor- oder vorteilhafter, der Statorradschaufeln, bezeichnenden Druck-,ko effizienten.

Die Größe ist durch den Ausdruck

C 'p = (1)

pco - pi

definiert, wo pso, pco Pa den statischen Druck und den Gesamtdruck von dem Schaufelrad bedeutet.

pi Pa- bedeutet den Druck von der Druckabnahme an der umströmten Schaufeloberfläche, was eine alternative Form der gewöhnlichen Definition

pso - pi

Op = (2)

pco - pso

darstellt.

609834/0327 "⁵-

Der Wert des Druckkoeffizienten Cp hängt bei wenig veränderlichem Gesamtdruck pco teils von dem pso-Druck, teils vom pi_Druck ab, welcher sich bedeutend ändert, besonders wenn das Gebiet des getrennten Stromes in der Richtung von der Profilabflußkante zur Stelle dessenmaximaler Dicke verbreitert wird. Dies ist in der B'ig. 2 veranschaulicht zusammen rait einer Maßangabe für das Gebiet der getrennten Strömung beim Verdichterbetrieb in der Nähe des Nennpunktes, wo die Zuflußgeschwindigkeit die Größe W und die durch den Winkel cC gegebene Kicntung aufweist. Der entsprecnende Verlauf des statischen Druckes entlang der. Profiloberfläche wird dann durch Kurve a dargestellt. Sobald jedoch der Betriebszustand des Verdichters vom Nennstand stark abweicht, wird sich auch der Vektor der Zuflußgeschwindigkeit beträchtlich ändern und . das Gebiet der getrennten Strömung verbreitert sich gegen die Sichtung der Umströmung. Diesem das Profil umgebenden Strömungsfeld entspricht der durch Kurve b schematisch dargestellte Druckverlauf pi. Beim Vergleich der Kurven a und b ist es klar, warum es zur Änderung des Druckes pi kommt; daraus ergibt sich auch, daß die Größe der Änderung mit der Lage des Druckabnahmepunktes pi zusammen- ■ hängt.

Die i*ig. 5 zeigt den informativen Wertverlauf des empfohlenen charakteristischen Parameters für den Fühler zur Anzeige des Pumpens in Abhängigkeit vom' Durchfluß des Gases G durch den Verdichter. In diesem Diagramm ist der zulässige Wert und der Grenzwert des Druckkoeffizienten Opp und Gpm aufgezeichnet, welcher für den Gasdurchfluß vor und bei Beginn des Pumpens (an der Grenze des Pumpens) zuständig ist. Das Diagramm zeigt auch, daß bei einer ent-

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sprechend gewählten Lage der Druckabnahme pi der Druckkoeffizient einen ziemlich wenig veränderlichen Wert (Kurve c) in dem breiten Arbeitsgebiet des Verdichters aufweist, in der Nähe der Grenze des Pumpens dagegen ändert sich sein V/ert mit dem großen Gradient. Die Kurve d zeigt den Verlauf des Druckkoeffizienten für einen anderen Punkt der Druckabnahme von der Schaufeloberfläche, welcner für den Anschluß des Pumpenfühlers nicht geeignet ist.

Aus der Definition des Druckkoeffizienten ergibt sich, daß es sich um eine dimensionsIose Größe handelt, deren Wert teils von den Eingangsstromparametern pco, pso, teils vom Bild des Stromfeldes pi abhängt. Dabei ist es wichtig, daß der viert dieser Größe während der Zustandveränderungen grundsätzlich unverändert bleibt, soweit der Durchflußcharakter aufrechterhalten wird. Das kommt z.B. in dem die Schaufel umgebenden Stromfeld vor, wo das Trennstromgebiet durch ständige Größe und Lage gekennzeichnet wird.

Diese bedeutende Eigenschaft der empfohlenen charakteristischen Größe erlaubt es, einen Fühler zur Feststellung des Beginns des Pumpens zu konstruieren, welcher den laufenden Wert Gp mit dem eingestellten zulässigen Wert vergleicht, indem er ein Ausgangssignal in den (logischen oder analogischen) Steuerkreis übermittelt, sobald sich beide Werte angenähert haben oder gleich geworden sind. Deshalb zeichnet sich das empfohlene System durch eine Einfachheit aus, auf deren Grund man sehr verläßliche, präzise, schnelle,

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billige und leichte Steuersysteme zur Verhütung des Pumpens bei Schaufelverdichtern entwerfen kann.

Zur Realisierung eines Druckkoeffizientenfühlers kann man übliche Prinzipien anwenden, wie das elektrische, pneumatische oder fluidische. Dieses letzte ist für den verfolgten Zweck besonders geeignet, denn es erlaubt das Problem des Baues eines Fühlers der Größe, welche eigentlich ein Verhältnis von zwei Differenzen darstellt, sehr' leicht zu lösen. Deshalb wollen wir zuerst seiner Anwendung Aufmerksamkeit widmen.

Das fluidische Prinzip beruht auf der Ausnutzung der Eigenschaften der strömenden Flüssigkeit, der Eigenschaften der aneinanderstoßenden Flüssigkeitsströme sowie der Mitwirkung der Flüssigkeitsströme mit den umströmten Wänden. Für die Konzeption eines Fühlers zur Feststellung des Beginns des Pumpens erscheint das fluidische Element der Bewegungsgrößen sehr geeignet, das.durch Zusammenstoß von zwei Strömen und durch Ablenkung des resultierenden Stromes gemäß der Einwirkung der Teilbewegungsgrößen gekennzeichnet ist. Dieses Element ist in der Fluidik prinzipiell bekannt und wird oft als Proportionalverstärker benutzt. Für den Bedarf dieses Fühlers ist Jedoch eine spezielle Gestaltung notwendig. Gemäß der in Fig. 4· entworfenen Kanalsilhouette des fluidischen Fühlers ist der Nenner des Koeffizienten c'p durch Anschluß des Druckgefälles (pco - pi) zwischen einem Eingangs- (a, a) und einem Ausgangskanal (c c) gegeben. Ferner ist der Zähler des Koeffizienten c'p durch Anschluß des Druckgefälles pso - pi

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zwischen den zweiten Eingangs- (b b) und den zweiten Ausgangskanal (c c) ausgedrückt. Dadurch werden im fluidisciien Element zwei Ströme (A, B) gebildet, die im Schnittpunktraum der Düsen b^, b~ zusammenstoßen, sich verbinden und weiterlaufen in der Richtung, deren Neigungswinkel mit den ursprünglichen Bewegungsgrößen zusammenhängt. Der Ablenkungswinkel des resultierenden Stromes modelliert dabei den laufenden Wert des Druckkoeffizienten c'p. Die Erreichung des zulässigen Wertes des Druckkoeffizienten c'pp kann man dann einfach durch Einstellung des Winkels in der Verteilerschneideβ vorsehen, so daß es zum Umkippen des resultierenden Stromes in den zweiten Ausgangskanal kommt. Die früher erwähnte Spezialgestaltung bezieht sich also auf die Neigung der Kanalwände und vor allem auf den Winkel der Verteilerschneide β, für den man eine beiläufige Beziehung

c'pp — -A- -^-

ableiten kann, wo

K t"l ~ α·^βη Berichtigungskoeffizienten

β j[°] - den Verteilungsschneidewinkel, bei dem es nach Erreichung c'p = c'pp zum Umkippen des Stromes von dem einen in den zweiten Ausgangskanal kommt,

b^. [m] - die Lichtweite der Hauptdüse

bp [m] - die Lichtweite der Steuerdüse ^. Φ ο Γ-"] - den auch die Druckverluste entlang des flui-

dischen Elementes beachtenden Geschwindigkeitskoeffizienten der Düsen bedeuten.

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Der fluidische Fühler wird aus einer Metallplatte S von bestimmter Dicke S hergestellt, in der die Kanalsilhouette beispielsweise ausgeschnitten, ausgepreßt oder ausgeätzt worden ist. Auf beide Seiten dieser Funktionsplatte S werden Deckplatten O, D gelegt,· nach deren Zusammenziehung sich einzelne Kanäle bilden. An ihre Ein- bzw. Ausgänge werden Rohrstutzen angeschlossen, welche beispielsweise senkrecht in die obere Deckplatte eingesetzt werden. Diese Rohrstutzen (a,b,c, djV.jVp) besorgen die Verbindung mit den z.B. am Ver-. dichtermantel angebrachten Druckabnahmestutzen pso, pco, pi sowie mit dem Steuerkreisstutzen oder mit dem elektrisch-pneumatischen Umsetzer.

Fig. 4 zeigt eine Anschlußvariante des fluidischen Pumpenfühlers, welche bestimmten aerodynamischen Eigenschaften der Beschaufelung entspricht. In der Praxis werden freilich für die Schaufelverdichter je nach dem Zweck der Maschine verschiedene Schaufelprofile benutzt, welche in die Schaufelgitter mit verschiedenem Stromanlaufwinkel und verschiedener Schaufelteilung zusammengesetzt werden. Pur alle möglichen Varianten der Schaufelgitter kann man jedoch immer eine entsprechende Kanalsilhouette des Pumpenfühlers finden, die man in einigen Fällen noch durch Lüftungskanäle v. oder V₂ oder v,., v~ (Fig. 4) zweckmäßig ergänzen kann. Ferner ist es zweckmäßig, in jedem konkreten Fall mit Rücksicht auf ein gemeinsames Verhältnis der Einzeldruckhöhenlagen zu überlegen, welche Druckanschlußkombination an die Kanalstutzen des fluidischen Fühlers (siehe Fig. 5) für den Bedarf einer Verhütung des Pumpens am besten sein wird.

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Die Eigenschaften des auf Grund der Berechnung gemäß dem früher erwähnten Verhältnis, gemäß einem anderen Verhältnis oder gemäß einer experimentalen Untersuchung entworfenen Elementes brauchen nicht immer den an einen Fühler zur Feststellung des Beginns des Pumpens des Schaufelverdichters gestellten Forderungen vollkommen zu entsprechen. Es ist möglich, einen eventuellen Nachteil zu beseitigen und die erforderlichen Eigenschaften durch Kreiselemente mit dem Charakter des aerodynamischen WiderStandes Xq, der aerodynamischen Kapazität χ und der aerodynamischen Induktion x-r nachzustimmen. Diese Elemente werden nach Bedarf in alle Kreiszweige (siehe Fig. 6) eingeschaltet und ihre Parameter werden aus bekannten Druck- und Geschwindigkeitsangaben in den ■Verbindungsleitungen festgestellt. Es ist angedeutet, wie man den Wert des aerodynamischen Widerstandes im Hauptstromkreis eines Fühlers mit einer nicht entsprechenden statischen Charakteristik der Umschaltung (Linie 3 in. Fig. 7) bestimmen kann, wo 4pn = pco - pi = K'für das gegebene Hauptstromgefälle und Zi pn = pso - pi = 1'für die gegebenen Kanalausmaße der das Druckgefälle regulierenden Silhouette gefordert werden. Falls jedoch die Beschaufelung der Verdichterstufe lediglich das Steuergefälle Dpf = d bietet, genügt es, in den Hauptströmkreis einen aerodynamischen V/iderstand Xq = K'- K" einzubauen, wodurch die gewünschte Funktion des Fühlers erreicht wird. Analog geht man vor, wenn eine Stabilisierung und Zubereitung der veränderlichen Druck- und Durchflußwerte beim Entwurf der aerodynamischen Filter mit Eigenschaften der aerodynamischen Kapazität und Induktion gewünscht wird. Es ist möglich, die Elemente mit den Eigenschaftan des aerodynamischen Widerstandes, der aerodynamischen Kapazität und aerodynamischen Induk-

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tion auch zur Einstellung der Vorlaufgröße bei der Bestimmung der Lage der Pumpengrenze auszunutzen (siehe Fig. 8), Bei Einschaltung des aerodynamischen Widerstandes Xq₁ hinter den elektro-pneumatischen Umsetzer T im Ausgangskanal wird die Grenze des Pumpens mit Vorlauf I, angezeigt. (Zur Stromumkippung kommt es bei G* ^.) Wird der Widerstand auf den Wert umgeschaltet, so steigt der Vorlauf auf Ip (zur Umkippung kommt es bei CJp^" ^^e^ An²^i-S¹¹¹¹S äer Pumpengrenze kann man den Vorlauf freilich auch durch die Wahl des entsprechenden Winkels der gehneideβ einstellen, wie es bereits aus den früheren Ausführungen zu sehen ist.

Der fluidische Fühler zur Feststellung des Beginns des Pumpens übermittelt dem angeschlossenen Steuerkreis ein durch Druck- und Durchfluß gekennzeichnete» Signal. Dieses Signal kann man wieder mit fluidischen Elementen weiterbearbeiten oder man kann einen elektro-pneumatischen Umsetzer einschalten. Dadurch bekommen wir anstatt eines fluidischen ein elektrisches Signal, welches vorteilhafter ist in dem Falle, wo es auch einen elektrischen Steuerkreis gibt. Als elektro-pneumatischer Umsetzer mit einem logischen Signal ist ein mit elektrischem Eontakt zur Einschaltung oder Ausschaltung des elektrischen Kreises versehenes Membranelement günstig. Im Falle eines proportionalen Steuerkreises übergibt das erforderliche Signal ein durch Spulen, Elektroden, bzw. Draht- oder Halbleiterwiderstände ergänztes Membranelement bei Ausnutzung des Induktions-, Kapazitäts- oder Widerstandsprinzips eines elektro-pneumatischen proportionalen Umsetzers.

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Der im vorgehenden Text beschriebene fluidische Fühler bedeutet freilich nicht die einzige Lösung. Zur Realisierung kann man direkt das elektrische Prinzip anwenden, welches jedoch komplizierter als das fluidische System ist. Dabei besteht kein großer Unterschied in der Anwendung eines Induktions- und Kapazitätsprinzips oder eines Widerstandsumsetzers. Ihre Realisierung verlangt jeweils zwei Differentialmembranelemente zum Aufnehmen der Nenner- und Zählerdruckunterschiede aus der Definition des Druckkoeffizienten C'p oder Op. Die gewonnenen elektrischen Signale sind dann zu teilen, wozu entweder ältere Servoteiler oder für die Teilung geeignete modernere Halbleitermultipliziergeräte gebraucht werden.

Eine andere Realisierungsmöglichkeit bietet ein einfaches pneumatisches Prinzip mit zwei Differenzaufnehmern, von denen der eine durch Druckgefälle Dpn * pco - pi und der andere durch Gefälle Dpn = pso - pi belastet wird. Die Membranen dieser Aufnehmer sind mit Zugstangen ausgestattet, deren Vorschub den Belastungsdruckgefällen proportional entspricht. Die genannten Zugstangen sind an das Hebelsystem des mechanischen Teilers angeschlossen, dessen Endglied einen dem Anteil der genannten Druckfugen, d.h. dem Druckkoeffizienten C'p oder Cp proportionalen Vorschub aufweist. Durch diesen Vorschub kann man z.B. das pneumatische, hydraulische oder elektrische Leistungsglied steuern, welches bereits das Öffnen des Ablaßventils, das Drehen der Radschaufeln oder die Berichtigung der Treibstoffzuführung betätigt.

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Die Benutzung eines Druckkoeffizienten, der die Druckangabe von der Schaufeloberfläche des Rotor- oder günstiger Statorrades einschließt, stößt auf Schwierigkeiten bei Dünnprofilmaschinen. In diesem Falle ist es schwieriger, durch die Schaufel einen Druckabnahmekanal zu führen (5¹Ig. 9)» denn es könnte infolge einer beträchtlichen Querschnittsverringerung auch zu einer gefährlichen Festigkeitsverminderung der Schaufel kommen. Diese Schwierigkeiten kann man überwinden, wenn die Druckab^ nähme in einen Ersatzkörper eingebaut wird, welcher dem Schaufelprofil ähnlich gestaltet ist (Fig. 1Oa). Für die Wahl der Ersatzgestalt kommen vorwiegend die in Fig. 10b angedeuteten Entwürfe in Frage, die sich durch Zubereitung der Überdruckprofilseite kennzeichnen. Der erste Entwurf empfiehlt eine Profilverstärkung durch Verminderung der Krümmung der Überdruckprofilseite, bei dem zweit_en Entwurf wird die Verstärkung durch einen gleichentfernten Abstand der ursprünglichen Überdruckseite erzielt. Die mit diesem Ersatzprofil versehene Schaufel kann man anstelle der Normalschaufel einsetzen. Oder man kann dann diese in dem Kreisringkanal hinter die letzte oder vor . die erste Schaufelstufe unterbringen.

Das Pumpen der Mehrstufenverdichter hängt von den Eigenschaften einzelner Stufen im Betriebsbereich der Verdienter ab. Dementsprechend entsteht das Pumpen manchmal in den letzten Stufen, mancnmal breitet es sich von den ersten Stufen aus. Bei Anwendung des empfohlenen Systems der Verhütung des Pumpens durch Grenzwertiruckkoeffizientenfühler sind dann die entsprechenden Fühler in mehrere Stufen des Verdichters einzubauen.

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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist die schwer zu beschreibende iOrm des Ausschnittes der Platte S, die aus zv/ei um etwa 90 versetzten kurzen birnenförmigen Öffnungen aa, bb und zwei langgestreckten birnenförmigen Öffnungen cc, dd besteht, wobei die langgestreckten birnenförmigen Öffnungen cc, dd einen spitzen-Winkel einschließen und im Bereich ihrer Hälse ineinander übergehen. Alle vier Hälse der birnenförmigen Ausschnitte sind in einem Punkt miteinander vereinigt. Der kurze birnenförmige Ausschnitt aa liegt diametral gegenüber der langen birnenförmigen Ausnehmung dd (180°). Die langen birnenförmigen Ausnenmungen sind durch seitlich angeschlossene Ausnehmungen V_x, und Vp erweitert.

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Claims

Patentansprüche :

1.JVerfahren zur Verhütung des Pumpens bei einem Schaufelverdichter, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gesamtdruck pco und den statischen Druck pso beide vor dem Rotor- bzw. Statorrad des Verdichters sowie den von der gewählten Schaufeloberfläche des genannten Rades abgenommenen Druck pi abnimmt bzw. mißt und die erwähnten Drücke gemäß einem der für den Druckkoeffizienten des angewandten ÜFühlerprinzips gewählten und durch die Definition

pso - pi

C'p = (1)

pco - pi

bzw. durch die Definition

pso - pi

Cp = (2)

pco - pso

gegebenen Ausdrücke umformt und ein bei dieser Umformung erhaltenes Signal der Steuerung zugrunde legt,

2. Vorrichtung zur Verhütung des Pumpens bei einem Schaufelverdichter unter Ausnutzung des Druckkoeffizienten ' als charakteristischen Parameter» dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler der Vorrichtung so konstruiert ist, um ein Signal nach Übertretung des zulässigen C'pp-

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Druckkoeffizientenwertes zu übergeben, welcher sich, vom C'pm-Grenzwert dieses Koeffizienten durch den V/ert unterscheidet, dessen Größe den Forderungen des Verdichter-Pumpensteuerkreises entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Fühler aus einem fluidischen Element besteht, dessen Kanalsilhouette Eingangskanäle aa, bb, Ausgangskanäle cc, dd, bzw. Lüftungskanäle v,., Vq hat, die so angeschlossen sind, daß der Gesamtdruck pco mit dem Eingangskanal aa, der statische Druck mit dem Eingangskanal bb und der Druck pi mit dem Ausgangskanal cc verbunden ist, wobei der Ausgangskanal dd das Flüssigkeitssignal in den Steuerkreis R infolge der Stromumkippung nach Erreichen des gewählten durch Profilierung der Kanäle sowie durch Einstellung der Verteilungsschneide ermöglichten zulässigen Cpp-Druckkoeffizientenwertes übermittelt.

4-. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Fühler aus einem fluidischen Element besteht, dessen Kanalsilhouette derart angeschlossene Eingangskanäle aa und bb, Ausgangskanäle cc, dd bzw. Lüftungskanäle V_x,, Vp hat, daß der Gesamtdruck pco mit dem Eingangskanal aa, der statische Druck pso

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mit dem Ausgangskanal cc und Druck . · ■ mit dem Eingangskanal bb verbunden sind, wobei das in den Regelkreis R übermittelte Ausgangsflüssigkeitssignal vom Ausgangskanal dd nach Stromumkippung infolge Erreichung des gewählten durch Kanalprofilierung sowie durch Einstellung der Vertailungsschneide ermöglichten zulässigen Druckkoeffizientenwertes C'pp abgenommen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Fühler aus einem fluidischen Element besteht, dessen Kanalsilhouette derart angeschlossene Eingangskanäle aa, bb, Ausgangskanäle cc, dd bzw. Lüftungskanäle v^,, Vp hat, daß der Gesamtdruck pco mit dem Eingangskanal aa, der statische Druck pso mit dem Eingangskanal bb und der Druck pi mit dem Ausgangskanal dd verbunden sind, wobei das in den Regelkreis R übermittelte Ausgangsflüssigkeitssignal vom Ausgangskanal cc nach Stromumkippung infolge Erreichung des gewählten durch Kanalprofilierung sowie durch Einstellung der Teilungsschneide ermöglichten zulässigen Druckkoeffizientenwertes C'pp abgenommen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Fühler aus einem fluidischen Element besteht, an dessen Kanalsilhouette der Eingangskanal aa, bb, der Ausgangskanal cc, dd, bzw.die Lüftungskanäle

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v^, Vp so angeschlossen sind, daß der Gesamtdruck pco mit dein Eingangskanal aa, der Druck pi mit dem Eingangskanal bb und der statische Druck pso mit dem Ausgangskanal dd verbunden sind, wobei das in den Regelkreis R übermittelte Ausgangsflüssigkeitssignal vom Ausgangskanal cc nach. Stromumkippung infolge Erreichung des gewählten durch Kanalprofilierung sowie durch Einstellung der Teilungsschneide ermöglichten zulässigen Druckkoeffizientenwertes C'pp abgenommen wird.

7· Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß im Zweig des ein Flüssigkeitssignal für den Steuerkreis R ableitenden Ausgangskanals des fluidischen Fühlers ein elektro-pneumatischer Membranumsetzer T für ein logisches Signal angebracht ist, welcher mit den einen Bestandteil des elektrischen Steuerkreises bildenden Kontakten auf der Membrane und in der Kammer versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß im Zweig des ein Flüssigkeitssignal für den Steuerkreis R ableitenden Ausgangskanals des fluidischen Fühlers ein elektro-pneumatischer Membranumsetzer T des analogen Signals angebracht ist, welcher an der Membrane mit den die Bestandteile des elektrischen Steuerkreises des Verdichters bil-

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denden V/iderstands element en (Draht, Halbleiter) verseilen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß im Zweig des ein Flüssigkeitssignal für den Steuerkreis R ableitenden Ausgangskanals des fluidischen Fühlers ein elektro-pneumatischer Membranumsetzer T für ein analoges Signal angebracht und an der Membrane mit einer Elektrode und Spulen in der Kammer (ein Induktionstyp des Umsetzers) versehen ist. Diese Elemente bilden einen Bestandteil des elektrischen Steuerkreises des Verdichters.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß im Zweig des ein Flüssigkeitssignal für den Steuerkreis R ableitenden Ausgangskanals des fluidischen Pumpenfühlers ein elektro-pneumatischer Membranumsetzer T des analogen Signals angebracht und mit Elektroden an der Membrane und in der Kammer (ein Kapazitätstyp des Umsetzers) versehen ist, wobei diese Elektroden einen Bestandteil des elektrischen Steuerkreises des Verdichters'bilden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Fühler aus zwei elektro-pneumatischen Membran-

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differentialumsetzern besteht, von denen der eine das dem Druckgefälle pco - pi (bzw. pco - pso), der andere das dem Druckgefälle pso - pi proportionale Signal aufnimmt, wobei diese Signale nach Verstärkung und nach eventueller Verlaufszubereitung im Einklang mit der Definition des Druckkoeffizienten elektrisch geteilt werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch, gekennzeichnet,

daß im Kreis des fluidischen Fühlers Hilfselemente mit der Beschaffenheit eines aerodynamischen Widerstandes x_D, einer aerodynamischen Kapazität x_ft und ix C

einer aerodynamischen Induktion x-r (Fig. 6) eingeschaltet sind, welche eine Nachstimmung der Umschalt«ngscharakteristik auf den vorgewählten zulässigen Druckkoeffizientenwert sowie eine Einstellung des gewünschten Vorlaufes des die Nähe der Grenze des Beginns des Pumpens meldenden Signals ermöglichen.

13· Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6 und 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die Druckabnahme pi im Falle einer dünnen Schaufel von der Oberfläche eines Ersatzkörpers vorgenommen wird, dessen Profil die ursprüngliche, jedoch verstärkte Form der Unterdruckseite der Originalschaufel beibehalten hat.

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