DE29005C - Neuerung an der durch das Patent Nr. 1250geschützten Kälteerzeugungsmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die Neuerung bezieht sich:

1. auf die Art der Absperrung der Ammoniakcompressoren gegen die Atmosphäre durch eine neutrale Flüssigkeit,

2. auf Einrichtungen zur selbsttätigen Entfernung und Rectification der überschüssigen neutralen Flüssigkeit,

3. auf Einrichtungen zur Verhütung von Ueberhitzungen in den Compressoren.

Zu i. Zur Abdichtung und Schmierung der Compressoren dient bei der Maschine, wie sie in Patentschrift No. 1250 beschrieben ist, eine neutrale Flüssigkeit, welche in einer zwischen dem Compressionsraum und der Atmosphäre liegenden (in nachstehendem kurzweg als »Sperrkammer« bezeichneten) Kammer einem geeigneten Druck ausgesetzt ist.

Bei den in genannter Patentschrift aufgeführten Beispielen ist als geeigneter Druck ein dem inneren Dampfdruck überlegener Druck gewählt. Thatsächlich liefert diese Einrichtung eine vollkommene Abdichtung bei solchen flüchtigen Körpern (wie z. B. Methyläther), gegen welche die Sperrflüssigkeit nicht nur in dem Sinne neutral ist, dafs sie durch dieselben nicht zersetzt wird, sondern welche auch nicht von der Sperrflüssigkeit in grofsen Mengen absorbirt werden.

Bei solchen flüchtigen Körpern dagegen, welche, wie Ammoniak, von jeder verwendbaren Sperr- und Schmierflüssigkeit reichlich absorbirt werden, ist die Abdichtung keine vollkommene mehr, sobald die neutrale Flüssigkeit in der Kammer sich mit Ammoniak gesättigt hat. Diesem Uebelstande soll die nachstehend beschriebene Einrichtung begegnen.

Führt man der Kolbenstange eines Ammoniakcompressors aufserhalb der wohlverpackten Stopfbüchse in reichlicher Menge eine geeignete Sperr- und Schmierflüssigkeit (z. B. Glycerin) in reinem Zustande zu, so zeigt sich die eigenthümliche Erscheinung, dafs dieselbe von dem Compressor förmlich eingesogen wird, dafs also trotz eines sehr hohen inneren Druckes eine Bewegung der Sperrflüssigkeit von aufsen nach innen stattfindet. Es rührt dies daher, weil die kleinen Mengen der reinen Sperrflüssigkeit, welche von der Kolbenstange transportirt werden, in der Sperrkammer und im Compressor Ammoniak aufnehmen, dabei ihr Volumen vergröfsern und nun bei Rückkehr der Kolbenstange von den Packungen theilweise abgestreift werden. Auch dann, wenn die Sperrkammer einem äufseren, dem inneren überlegenen oder gleichen Druck nicht ausgesetzt, sondern ' vollständig gegen die Druckleitung abgesperrt ist, wird dieselbe von der Sperrflüssigkeit deshalb Stets gefüllt erhalten, wobei sich in derselben ein Druck herstellt, welcher bezüglich seiner Gröfse lediglich von dem augenblicklichen Zustande der Packungen auf beiden Seiten der Sperrkammer abhängig ist. Diejenigen Mengen von Ammoniak, welche vermöge der unvermeidlichen Undichtheiten der inneren Packungen

in die Sperrkammer gelangen, werden dort von der Sperrflüssigkeit absorbirt und bei der Bewegung derselben von aufsen nach innen wieder in den Compressor eingeführt.

Die Zuführung der reinen Sperr- und Schmierflüssigkeit zur Kolbenstange aufserhalb der Sperrkammer kann in der Weise geschehen, dafs eine kleine, durch die Schwungradwelle des Compressors angetriebene Pumpe/, Fig. i, aus einem unter der Stopfbüchse liegenden Reservoir a die Sperrflüssigkeit fortwährend durch die Röhrchen / und e in eine Kammer b schöpft, welche in der Stopfbüchsbrille die Kolbenstange umgiebt und aus welcher die vom Compressor nicht angesaugte Menge von Sperrflüssigkeit durch ein Ueberlaufröhrchen i wieder in das Reservoir α zurückkehrt.

Wird infolge eines ungenügenden Zustandes der inneren Packungen die in die Kammer eindringende Ammoniakmenge zu grofs, um auf die vorbeschriebene Weise in den Compressionsraum zurückgeführt zu werden, so ist ein Entweichen von Ammoniak durch die äufseren Packungen in die Atmosphäre möglich. Diesem bei mangelhafter Wartung eintretenden Verlust kann vorgebeugt werden, wenn man von aufsen her der Sperrkammer fortwährend solche Mengen der Sperrflüssigkeit zuführt, dafs die aus dem Compressionsraum in die Sperrkammer gelangenden Ammoniakmengen mit Sicherheit absorbirt werden.

Hierzu kann die gleichfalls aus Fig. ι ersichtliche Combination dienen. Aus dem Sperrflüssigkeitsreservoir α drückt die kleine Pumpe p fortwährend entsprechende Mengen der Sperrflüssigkeit durch die Röhrchen / und η in die Sperrkammer i. Von dieser Flüssigkeit gelangt ein gewisser Theil auf die oben beschriebene Weise in den Compressor, während der andere Theil durch das Röhrchen r abgeführt wird, um, von dem etwa absorbirten Ammoniak auf die weiter unten beschriebene Weise befreit, neuerdings dem Reservoir α zugeführt zu werden.

Die Modification gegenüber den in der Patentschrift No. 1250 dargestellten und beschriebenen Beispielen für die Einrichtung der Sperrkammer beruht also darauf, dafs bei der Ammoniakcompression fortwährend ein gewisses Quantum reiner Sperrflüssigkeit der Sperrkammer zugeführt wird, wobei der Druck in der Sperrkammer ein beliebiger sein kann. Das der Sperrkammer zugeführte Quantum der Sperrflüssigkeit kann entweder nur dasjenige sein, welches selbstthätig infolge der Absorption von aufsen her angesaugt wird, oder es kann aufserdem ein zusätzliches Quantum zugeführt werden.

Zu 2. Die fortwährende Einführung reiner Sperrflüssigkeit in die Sperrkammer und in den Compressor macht nun aber Einrichtungen nothwendig zur Entfernung gleich grofser Mengen derselben aus der Maschine und zur Ausscheidung und Wiedergewinnung des in denselben absorbirten Ammoniaks.

Es sind in der Patentschrift No. 1250 Einrichtungen in der Druckleitung zur Ansammlung und Rückführung der neutralen Flüssigkeit beschrieben. Diese Einrichtungen bedürfen im Falle der fortwährenden Einführung reiner Sperrflüssigkeit in die Sperrkammer einer solchen Ergänzung, dafs nicht blos eine Zurückführung, sondern auch eine Rectification der im Kreislauf sich bewegenden Sperrflüssigkeit stattfindet. Hierzu können entweder dieselben Apparate benutzt werden, welche zum Abdestilliren des für die Füllung der Maschine dienenden Salmiakgeistes bestimmt sind, oder es kann ein besonderer Rectificirapparat für die Sperrflüssigkeit hinzugefügt werden.

Im ersteren Falle wird das Sammelgefäfs S, Fig. 2, in der Druckleitung durch ein Röhrchen g mit dem Destillirapparat verbunden. Dieses Röhrchen läfst, so lange der Hahn h geöffnet wird, eine gewisse Portion Sperrflüssigkeit aus dem Sammelgefäfs in den Destillirapparat überströmen. Hierselbst wird das in der Sperrflüssigkeit absorbirte Ammoniak abdestillirt, und zwar in die Saugleitung der Maschine, während die Sperrflüssigkeit wieder der Stopfbüchse des Compressors zugeführt wird.

Soll ein besonderer Rectificirapparat für die Sperrflüssigkeit hinzugefügt werden, so kann derselbe entweder ebenso eingerichtet und mit dem Sammelgefäfs der Druckleitung verbunden werden, wie der Destillationsapparat, wobei ein discontinuirlicher Rectificationsprocefs stattfinden mufs, oder es kann ein continuirlich und selbstthätig wirkender Apparat hergestellt werden, wie Fig. 2 ihn darstellt. Derselbe besteht aus zwei hohen und engen cylindrischen Gefäfsen w und k, welche je von einem weiteren cylindrischen Gefäfs umschlossen und in ihrem oberen Theil durch das Sammelstück m mit einander verbunden sind. In das Gefäfs w tritt von unten die vom Sammelgefäfs S durch das Röhrchen 0 und eventuell von der Sperrkammer ί durch das Röhrchen r kommende und nunmehr zu rectificirende Sperrflüssigkeit ein. In dem Mafse, in welchem sie in dem Cylinder w in die Höhe steigt, wird sie erwärmt und erhitzt, und zwar dadurch, dafs in dem Raum zwischen dem Cylinder w und dessen Ummantelung von oben her Dampf (oder das aus den Condensationstöpfen der Dampfleitung und der Dampfmaschine kommende Wasser) eintritt.

Bei der Erhitzung der Sperrflüssigkeit wird das von derselben absorbirte Ammoniak ausgetrieben und steigt in das Sammelstück m, welches mit der Saugleitung der Maschine verbunden ist, so dafs die aufsteigenden Ammoniakdämpfe vom Compressor angesaugt und in den Condensator gedrückt werden. Die rectificirte, aber noch heifse Sperrflüssigkeit gelangt aus

dem Sammelstück m in den Cylinder k und wird in dem Mafse, in welchem sie darin herabsinkt, allmälig abgekühlt durch Wasser, welches unten in den Raum zwischen dem Cylinder k und dessen Ummantelung eintritt. Aus dem Cylinder k gelangt die nunmehr abgekühlte rectificirte Sperrflüssigkeit zum Reservoir α und zur kleinen Pumpe p, um durch dieselbe wieder der Sperrkammer zugeführt zu werden.

Um auch den Austritt der Sperrflüssigkeit aus dem Sammelgefäfs S der Druckleitung in den Rectificirapparat selbsttätig zu machen, kann entweder ein kleiner oscillirender oder rotirender Schieber oder, wie Fig. 4 zeigt, ein kleiner rotirender und entsprechend gekerbter Cylinder "c so mit der Maschine verbunden werden, dafs in gleichen Zeitabschnitten bestimmte gleiche Volumina von Flüssigkeit aus dem unter Condensatordruck stehenden Sammelgefäfs 5 in den Rectificirapparat hinübergeführt werden.

Ein weiteres Beispiel eines den Austritt der Sperrflüssigkeit selbsttätig regulirenden Apparates ist in den Fig. 3 und 5 dargestellt. Das Gehäuse q ist durch zwei Röhrchen χ und y einerseits mit dem unteren, andererseits mit dem oberen Theil des tiefer liegenden Sammelgefäfses S verbunden und durch eine federnde Stahlplatte f (nach Art der Manometerplatten) in zwei Abtheilungen geschieden. Diese Stahlplatte ist mit einem cylindrischen Schieber 0 verbunden, welcher in dem Raum über der Stahlplatte eine die Communication mit dem Rectificirapparat bezw. mit dem Zufübrungsröhrchen 0 herstellende Mündung i verschliefst und öffnet, und zwar ist die Mündung so lange geschlossen, als auf beiden Seiten der Stahlplatte der gleiche Druck herrscht, also so lange, als beide Röhrchen χ und y mit Dampf gefüllt sind. Sobald aber das Röhrchen y mit Flüssigkeit, das Röhrchen χ dagegen mit Dampf gefüllt ist, wird die Stahlplatte durch die entstehende Druckdifferenz so weit durchgebogen, dafs der Schieber die Mündung öffnet.

Die Modification gegenüber den in Patentschrift No. 1250 beschriebenen Einrichtungen zur Ansammlung und Rückführung der Sperr- und Schmierflüssigkeit beruht darauf, dafs bei Ammoniakcompressionsmaschinen die Rückführung nicht direct zur Sperrkammer, sondern auf dem Umwege durch einen Rectificirapparat erfolgt.

Zu 3. Um zu verhüten, dafs bei der Compression der Ammoniakdämpfe Ueberhitzungen eintreten, kann in die Druckleitung des Ammoniakcompressors ein Apparat eingeschaltet werden, welcher nach der im Druckrohr herrschenden Temperatur den Zuflufs der Ammoniakflüssigkeit aus dem Condensator in den Verdampfungsapparat regulirt.

In Fig. 6 ist ein solcher Apparat dargestellt. Ein mit reinem flüssigen Ammoniak gefülltes Gefäfs u ist in das Druckrohr D eingesetzt und nach oben durch eine federnde Stahlplatte abgeschlossen. Von oben her schliefst sich an diese Stahlplatte das Gehäuse des Regulirventils R. Dieses Regulirventil wird einerseits von aufsen durch das Handrädchen T gestellt, gestattet aber andererseits eine Verschiebung innerhalb gewisser Grenzen auf der Achse des Handrädchens, wogegen es durch ein Gestänge mit der Stahlplatte zwangläufig verbunden ist. Beim geschlossenen Zustande des Ventils ist die Stahlplatte ungespannt, bei geöffnetem Ventil ist dieselbe also nach oben durchgebogen. Durch den Rohrstutzen c kommt das flüssige Ammoniak vom Condensator, durch den Rohrstutzen ν strömt dasselbe zum Verdampfungsapparat. Es herrscht somit auf beiden Seiten der Stahlplatte derselbe Druck, und zwar Condensatordruck, so lange die Temperatur im Gefäfs u (bezw. im Druckrohr) diejenige ist, welche reinem, gesättigtem, unter Condensatordruck stehendem Ammoniakdampf entspricht. Sobald infolge ungenügenden Zuflusses von Ammoniakflüssigkeit nach dem Verdampfungsapparat bei der Compression die Ammoniakdämpfe überhitzt werden und sobald infolge dessen die Temperatur im Druckrohr und im Gefäfs u steigt, so wächst auch der Druck im Gefäfs u und biegt die Stahlplatte weiter durch. Diese Bewegung der Stahlplatte überträgt sich auf das Regulirventil und hebt dasselbe weiter von seinem Sitz, so dafs eine gröfsere Menge von flüssigem Ammoniak passiren kann.

Um das Gefäfs u mit flüssigem Ammoniak zu versehen, kann dasselbe mit dem Rohrstutzen c vermittelst des Hahnes H in Verbindung gesetzt werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Bei Kolben dichtungen von Ammoniakcompressoren, Fig. 1, anstatt der im Haupt-Patent No. 1250, Anspruch 1., bezeichneten Einrichtung die fortwährende Zuführung von Glycerin (oder einer anderen Sperrflüssigkeit) in die Stopfbüchsbrille b zum Ersatz des vom Compressor infolge von Absorption angesaugten Glycerins, oder in die Sperrkammer s zur Absorption des bei undichter innerer Packung in dieselbe eindringenden Ammoniakgases, beides vermittelst der das Glycerin aus dem Reservoir α ansaugenden Pumpe p und unter Abführung des überschüssigen Glycerins durch die Röhren ι bezw. r.

2. Zur Entfernung und Rectification (Destillation) der hierbei in die Maschine gelangenden überschüssigen Mengen von Sperrflüssigkeit :

a) die Verbindung des Sammelgefäfses G, Fig. 2, mit dem Destillationsapparat K, Patent No. 1250, Fig. 1, vermittelst durch Röhrchen g und Absperrventil h, um den Destillationsapparat gleichzeitig zur Wiedergewinnung des Ammoniaks aus dem Glycerin benutzen zu können;

b) der mit dem Sammelgefäfs G in Verbindung stehende continuirliche Destillationsapparat, bestehend aus dem mit Dampfmantel umgebenen Rohr w, in welchem das Ammoniak ausgetrieben wird, dem mit einem Kühlwassermantel umgebenen Rohr k zur Abkühlung des vom Ammoniak befreiten Glycerins und dem sogenannten Sammelstück m, aus welchem das Ammoniakgas in die Saugleitung zurückkehrt;

c) ein rotirender oder oscillirender Schieber (r in Fig. 4 und 2), welcher aus dem Sammelgefäfs G bestimmte, der Tourenzahl des Compressors proportionale Mengen der Sperrflüssigkeit (Glycerin) durch das Rohr ο in den Destillationsapparat gelangen läfst;
d) ein den Austritt der Sperrflüssigkeit (Glycerin) selbstthätig regulirender Apparat, charakterisirt durch den mit einer federnden Stahlplatte/ verbundenen Schieber 0, welcher bei Hebung oder Senkung der Stahlplatte die Zuführungsöffnung t öffnet oder schliefst. Zur Verhütung von Ueberhitzungen bei der Compression die Combination eines in die Druckleitung eingeschalteten und mit der flüchtigen Flüssigkeit gefüllten Gefäfses (u in Fig. 6) mit einem Regulirventil, dessen Stellung mittelst einer federnden Platte von der im Gefäfs« herrschenden Dampfspannung, mittelbar also von der in der Druckleitung bestehenden Temperatur abhängig gemacht ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.