-
Rotations- bzw. Drehkolbenverdichteranlage mit
-
Ölkreislauf und Absperrorganen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Rotations- bzw. Drehkolbenverdichteranlage mit einer in den Verdichter mündenden
Gas-Ansaugleitung und wenigstens einer Ölabscheidereinrichtung, welcher das komprimierte
Gas-Öl-Gemisch durch eine Gemisch-Druckleitung zuströmt und von welcher das abgeschiedene
Öl durch eine Ölrückführleitung zum Verdichter zurückgeführt wird, wobei in der
Gas-Ansaugleitung, der Gemisch-Druckleitung und der Öl-Rückführleitung äe ein Absperrorgan
angeordnet ist, welches bei Leerlauf bzw. Stillstand des Verdichters schließbar
und bei dessen Lastlauf öffenbar ist.
-
Zur Kompression von gasförmigen Medien werden in vielen Fällen
beispielsweise
Schraubenkompressoren verwendet. Sie sind betriebssicher und ruhig im Lauf. Das
zu komprimierende gasförmige Medium wird durch eine Gas-Ansaugleitung angesaugt
und im Arbeitsraum des Verdichters auf bekannte Weise dadurch komprimiert, daß es
fortlaufend durch jeweils zwei ineinandergreifende Schraubengänge zweier in einem
Gehäuse angeordneter Rotoren von der Saugseite bis zur Druckseite des Kompressors
geschoben wird, wobei sich das Volumen der das Gas oder die Luft enthaltenden Verdichtungsgänge
jeweils verringert. Das i.omprimierte gasförmige Medium wird nach Austritt aus der
Druckseite des Verdichters durch eine Druckleitung in Richtung zum Verbraucher befördert.
-
Bei der Kompression wird zur Kühlung, Schmierung und Abdichtung, abgesehen
von den Trockenlaufkompressoren, immer eine Flüssigkeit, in der Regel Öl verwendet.
Das Öl wird dabei üblicherweise zu Beginn der Verdichtung in den Arbeitsraum des
Kompressors eingeführt. Nach Beendigung der Verdichtung ist dafür zu sorgen, daß
das Öl wieder von dem komprimierten Gas getrennt wird. Hierzu ist in der Gemisch-Druckleitung
zwischen Verdichter und Verbraucher wenigstens eine entsprechende Ölabscheidereinrichtung
angeordnet.
-
Diee Ölabscheidereinrichtung ist bei kleineren Verdichteranlagen einfach
durch einOlabscheiderkessel gebildet, in welchem in der Regel eine Ölabscheiderpatrone
angeordnet ist. Beim Durchtritt des Gas-Öl-Gemischs durch die Wandungen der Ölabscheiderpatrone
wird das Öl abgeschieden, und das abgeschiedene Öl sammelt sich in einem im unteren
Bereich des Ölabscheiders befindlichen Ölraum.
-
Insbesondere bei größeren Verdichteranlagen wird jedoch die erforderliche
Ölabscheidereinrichtung in einen Öl-Vorab-scheider und einen diesem nachgeschalteten
Öl-Feinabscheider aufgeteilt.
-
Dabei ist der Öl-Vorabscheider als normalerweise zylindrisches, liegendes
Gefäß ausgebildet, welches von dem aus dem Verdichter austretenden komprimierten
Gas-Öl-Gemisch im wesentlichen in Längsrichtung durchströmt wird. Hierbei erfolgt
eine Öl-Vorabscheidung, wobei sich das vorabgeschiedenen Öl in dem im unteren Bereich
des Öl-Vorabscheidergefässes Ölraum sammelt. Im übrigen ist der nachfolgende Öl-Feinabscheider
zumeist als Ölabscheidergefäß mit Ölabscheiderpatrone ausgebildet, wobei er grundsätzlich
der vorstehend beschriebenen, vor allem bei kleineren Verdichteranlagen verwendeten
Ölabscheidereinrichtung entspricht.
-
Das aus den Ölabscheidereinrichtungen austretende, vom Öl befreite
komprimierte gasförmige Medium strömt dem Verbraucher zu.
-
Hingegen wird das in den Ölabscheidereinrichtungen abgeschiedene Öl
durch eine Öl-Rückführleitung zum Verdichter zurückgeführt.
-
Um beim Leerlauf bzw. Stillstand des Verdichters ein Eintreten von
weiterem gasförmigem Medium in den Verdichter zu verhindern, ist bei den bekannten
Verdichteranlagen in der Ansaugleitung eine Drosselklappe angeordnet, welche beim
Leerlauf bzw. Stillstand des Verdichters schließbar und bei dessen Lastlauf öffenbar
ist.
-
Ferner ist bei denbekannten Verdichteranlagen zur Vermeidung eines
Rückströmens von Öl zum Verdichter, wenn dieser sich im Leerlauf oder Stillstand
befindet,lder Öl-Rückführleitung ein insbesondere als Absperrkolben ausgebildetes
Absperrventil angeordnet. Dieses Absperrventil wird beim Leerlauf bzw. Stillstand
des Verdichters geschlossen und bei dessen Lastlauf wieder geöfnet. Schließlich
ist bei den bekannten Verdichteranlagen noch in der zu den Ölabscheidereinrichtungen
führenden Gemisch-Druckleitung ein Rückschlagventil angeordnet, welches durch sein
automatisches Schließen beim Leerlauf bzw. Stillstand des Verdichters ein unerwünschtes
Rückströmen des komprimierten Gas-Öl-Gemischs in den Verdichter verhindern soll.
Beim Lastlauf öffnet dieses
Rückschlagventil wieder automatisch.
-
Bei den drei vorstehend beschriebenen bekannten Absperrorganen erfolgt
jedoch in deren Öffnungsstellung immer eine Umlenlcung der Strömung, was vor allem
bei größeren Verdichteranlagen zu merklichen Strömungs- und damit Energieverlusten
führt. Ferner sind diese bekannten Absperrorgane infolge der in ihnen enthaltenen
größeren Anzahl von Einzelteilen relativ störungsanfällig. Schließlich ist bei der
Funktionsweise der bekannten Absperrorganen nicht gewährleistet, daß diese wirklich
auch wie und wann gewünscht gleichzeitig schließen bzw.
-
öffnen, wobei/88+ in der Gas-Ansaugleitung angeordneten Drosselklappe
ohnehin ein vollkommen dichtes Absperren nicht oder nur mit größere Aufwand erfolgt.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache
und wirksame Rotations- bzw. Drehkolbenverdichteranlage der eingangs beschriebenen
Gattung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Verdichteranlagen vermeidet,
wobei insbesondere an den drei besonders hervorgehobenen Absperrorganen während
des Lastbetriebs des Verdichters keine Energieverluste auftreten und diese beim
Übergang zum Leerlauf genau gleichzeitig schließen bzw. beim Übergang zum Lastlauf
genau gleichzeitig öffnen. Dabei sollen die drei Absperrorgane funktionssicherer
als bisher sein.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die drei Absperrorgane
mit unumgelenktem Durchtrittspfad für das hindurchtretende Medium ausgebildet sind
und mittels einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung zwangsweise synchron betätigbar
sind. Die Absperrorgane weisen gemäß besonders vorteilhaften Ausführungsformen jeweils
einen einen geradenDurchtrittskanal enthaltenden beweglichen Absperrteil von sphärischer
Form ("1Zugelhahn) oder zylindrischer Form ("Zylinderhahn") auf. Die Betätigungseinrichtung
kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch ein mechanisches Gestänge gebildet
sein. Sie kann jedoch bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausbildung durch eine
hydraulische oder
pneumatische Steuereinrichtung gebildet sein.
-
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit besonders einfachen Mitteln.Absperrorgane
in der Form von Kugel- oder Zylinderhähnen oder dergleichen ermöglichen bekanntlich
in Öffnungsstellung ein ungehindertes Durchströmen ohne irgendwelche Umlenkungen
des strömenden Mediums, sodaß sich beim Hindurchströmen dieses keinerlei Strömungs-
und damit Energieverluste ergeben. Andererseits ermöglichen derartige Absperrorgane
ein besonders schnelles und exaktes Verschließen bzw. Wiederöffnen des Strömungsweges.
-
Dieser Vorteil kommt in besonderem Maße zur Geltung, wenn diese drei
Absperrorgane erfindungsgemäß mittels einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung zwangsweise
synchron betätigt werden. Im übrigen sind Absperrorgane wie Kugel- oder Zylinderhähne
oder dergleichen infolge ihres sehr einfachen Aufbaus besonders funktionssicher.
Im Ergebnis arbeitet ein erfindungsgemäßer Verdichter im Leerlauf (sowie entsprechend
auch beim Anlaufen) ohne åede Beeinflußung saug- oder druck- oder ölseitig, andererseits
beim Lastlauf mit erhöhtem Wirkungsgrad und im übrigen generell sicherer als bei
den bisherigen Verdichteranlagen.
-
Bei einer in der Praxis besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die drei Absperrorgane pweils am beim Verdichter befindlichen Ende
der ihnen zugeordneten Leitung angeordnet und direkt am Verdichterghäuse angeflanscht.
Diese Ausführungsform ergibt eine besonders kompakte Ausbildung der erfindungsgemäßen
Verdichteranlage, wobei auch die Betätigungseinrichtung für die drei Absperrorgane
optimal kompakt ausgebildet werden kann.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels naher erläutert-Es zeigen: Figur 1 eine erfindungsgemäße
Verdichteranlage im schematischen Längsschnitt und
Figur 2 im vergrößerten
Detail den Verdichter der Verdichteranlage gemäß Figur 1 mit angeflanschten Absperror:anen
und diesen zugeordneter (schematisiert dargestellter) Betätigungseinrichtung.
-
Die dargestellte Schraubenverdichteranlage dient beispielsweise zum.Verdichten
von Luft. Die zu verdichtende Luft wird durch einen Ansaugfilter 1 und eine Gas-Ansaugleitung
2 in den Arbeitsraum des Schraubenverdichters 3 eingesaugt, in welchem äe ein weiblicher
und männlicher Rotor angeordnet sind, die miteinander kammen. Die beiden Rotoren
werden mittels einer (nicht dargestellten) Antriebseinrichtung angetrieben. Im Arbeitsraum
des Verdichters 3 wird die Luft auf die bereits eingangs beschriebene Weise komprimiert
und verläßt anschließend den Verdichter 3 durch eine Gemisch-Druckleitung 4 in Richtung
auf den Verbraucher.
-
Zu Beginn der Kompression wird zur Kühlung, Schmierung und Abdichtung
Öl in den Arbeitsraum des Verdichters 3 eingeführt, welches nach Beendigung der
Kompression aus der komprimierten Luft wieder entfernt werden muß. Hierzu mühdet
die Gemisch-Druckleitung 4 zunächst in einen Öl-Vorabscheider 5 ein, in welchem
eine Vorabscheidung von Öl aus dem komprimierten Luft-Öl-Gemisch auf die nachstehend
näher beschriebene Weise erfolgt.
-
Der Ül-Vorabscheider 5 ist als relativ langes liegendes zylindrisches
Druckgefäß ausgebildet, an dessen vorderem Ende die Druckleitung 4 im (unteren)
Ölbereich 9 einmündet. Im Ölbereich 9 befindet sich das im Öl-Vorabscheider 5 aus
dem komprimierten Luft-Öl-Gemisch bereits vorabgeschiedene Öl. Das durch die Druckleitung
4 ankommende verdichtete Luft-Öl-Gemisch durchströmt den Ölraum 9 des Öl-Vorabscheiders
5 im wesentlichen in dessen Längsrichtung. Während dieses Weges steigen die Luftblasen
an die Öloberfläche, wo sie in den darüber befindlichen Luftraum 12 des Öl-Vorabscheiders
5 gelangen. Hingegen bleibt der größte Teil des Öls im Ölraum 9,aus welchem es laufend
durch
die Öl-Abflußleitung 1o abfließt.
-
Die von dem größten Teil des Öls befreite Luft strömt anschließend
durch eine Leitung 6 in einen Öl-Feinabscheider 7, in welchem das rest-liche Öl
aus der Druckluft herausgefilt-ert wird.
-
Hierzu ist im Öl-Feinabscheider 7 eine auswechselbare Ölabscheiderpatrone
13 angeordnet. Beim Durchtritt der das Restöl ehaltenden Druckluft durch die porösen
Wandungen der Ölabscheiderpatrone koagulieren an diesen die restlichen Ölpartilwel,
welche laufend zum Boden des Öl-Feinabscheiders 7 strömen.
-
Das im Öl-Vorabscheider 5 abgetrennte Öl fließt laufend durch die
Öl-Abflußleitung 1o in eine Öl-Rückführleitung 15. tsprechend strömt das im Öl-Feinabscheider
7 abgeschiedene Öl laufend durch eine Öl-Abflußleitung 14 in die Öl-Rückführleitung
15. Durch die Öl-Rückführleitung 15, in welcher ein Ölfilter 16 und ein Ölkühler
17 angeordnet sind, wird das gesamte abgeschiedene Öl zum Verdichter 3 zurückgeführt,
wo es in dessen Arbeitsraum eingesaugt wird.
-
Die praktisch vollkommen vom Öl befreite Druckluft wird schließlich
durch eine Leitung 8 dem Verbraucher zugeführt. In der Leitung 8 ist eine Ventileinrichtung
21 angeordnet, welche bei Leerlauf oder Stillstand des Verdichters 3 automatisch
eschlossen ist, sodaß verdichtete und vom Öl befreite Druckluft dann an einem Zurückströmen
in die Verdichteranlage gehindert wird. Die Ventileinrichtung 21 öffnet automatisch,
wenn beim Anfahren des Verdichters 3 eine bestimmte Druckhöhe erreicht ist.
-
An den kompressorseitigen Enden der Gas-Ansaugleitung 2, der Öl-Rückführleitung
15 und der Gemisch-Druckleitung 4 befindet sich äe ein Absperrorgan 18 bzw. 19 bzw.
20, welche bei Leerlauf bzw. Stillstand des Verdichters 3 sowie auch bei dessen
Anlaufen geschlossen werden, um ein Einströmen von Ansaugluft bzw. ein Rückströmen
von komprimiertem Luft-Öl-Gemisch bzw.
-
Drucköl in dessen Arbeitsraum des Verdichters 3 zu verhindern.
-
Hingegen werden die Absperrorgane 18, 19 und 20 beim Lastlauf des
Verdichters 3 geöffnet.
-
In Figur 1 sind die Ventileinrichtungen 18, 19 und 20 lediglich schematisiert
dargestellt, und ihre gemeinsame Betätigungseinrichtung ist dort der besseren Übersichlichkeit
halber ganz fortgelassen.
-
Hingegen zeigt Figur 2 den Verdichter 3 und die Absperrorgane 18,
19 und 20 im Detail. Wie ersichtlich, sind die Absperrorgane 18, 19 und 20 erfindungsgemäß
mit unumlenktem Durchtrittspfad für das sie durchsetzende Medium ausgebildet und
sind einerseits jeweils an den Enden der (nicht dargestellten) Leitungen 2 bzw.
-
15 bzw. 4 angeschlossen und andererseits direkt am Verdichtergehäuse
22 angeflanscht. Die Absperrorgane 18, 19 und 20 sind erfindungsgemäß mittels einer
gemeinsamen Betätigungseinrichtung 23 zwangsweise synchron betätigbar. Die gemeinsame
Betätigungseinrichtung 23, welche in der Zeichnung der besseren Ubersichtlichkeit
halber lediglich schematisiert dargestellt ist, kann wie angedeutet ein mechanisches
Gestänge sein, welches jeweils am beweglichen Teil der drei Absperrorgane 18, 19
und 20 angreift, um diesen zum Öffnen oder Schließen dieser zu dre en.
-
Die Absperrorgane 19 und 20 sind im einzelnen vorzugsweise als Kugelhähne
ausgebildet, welche bekanntlich einen einen geraden Durchtrittskanal enthaltenden
beweglichen Absperrteil von sphärischer Form aufweisen. Das Absperrorgan 18 ist
im einzelnen vorzugsweise als sogenannter Zylinderhahn ausgebildet, welcher einen
gleichfalls einen geradenDurchtrittskanal enthaltenden beweglichen Absperrteil von
zylindrischer Form aufweist. In einem derartigen zylindrischen Absperrteil kann
der Durchtrittskanal als Langloch ausgebildet werden, so daß der Zylinderhahn 18
eine auch für die relativ große Volumenmenge der durch die Luft-Ansaugleitung 2
heran-strömenden Luft ausreichende Durchlaßkapazität besitzt.
-
In Figur 2 sind die Absperrorgane 18, 19 und 20 in geölineter Stellung
gezeigt, wobei zeichnerisch deutlich erkennbar ist, daß sie von dem jeweiligen Medium
durchströmt werden, ohne daß dieses irgendeine Umlenkung erfährt. Dieser geöffneten
Stellung sind die Gestänge-Anlenkpunkte A, B bzw. C zugeordnet. Werden hingegen
die Absperrorgane 18, 19 und20 mittels der Betäiungseinrichtung 23 gemeinsam geschlossen,
so verlagern sich diese Gestänge-Anlenkpunkte in die Punkte A', B' bzw. C'.
-
Es ist leicht einzusehen, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung
die Absperrorgane 18, 19 und 20 äußerst schnell und absolut synchron geschlossen
bzw. geöffnet werden können. Soiiit ist es möglich, daß der Verdichter 3 im Leerlauf
sowie entsprechend auch beim Anlaufen ohne jede Beeinflußung saug- oder druck- oder
ölseitig ist, während für den Lastlauf sämtliche Absperrorgane 18, 19 und 20 synchron
geöffnet werden, wonach das hindurchströmende Medium keinerlei Strömungs- und damit
Energieverluste verursachende Umlenkungen erfährt, Im übrigen verleihen die besonders
einfach aufgebauten Absperrorgane 18, 19 und 20 der erfindungsgemäßen Verdichteranlage
eine große Betriebssicherheit.
-
Die im dargestellten Ausführungsbeispiel verwendete bevorzugte Anflanschung
der Absperrorgane 18, 19 und 20 direkt an das Verdichtergehäuse 22 ergibt eine optimale
Kompaktheit der erfindungsgemäßen Verdichteranlage.
-
Es soll noch besonders darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung
nicht durch das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Vielmehr kann insbesondere
die gemeinsame Betätigungseinrichtung für die Absperrorgane auch anders als zeichnerisch
angedeutet ausgebildet sein, beispielsweise als eine hydraulische oder pneumatische
Steuereinrichtung. Andererseits ist die Erfindung grundsätzlich auch bei anders
ausgebildeten Verdichteranlagen anwendbar, bei welchen beispielsweise die Ölabscheidereinrichtung
nur durch einen einzigen Ölabscheider gebildet ist etc.