DE3436022A1 - Fluessigkeitsring-verdichter - Google Patents
Fluessigkeitsring-verdichterInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
- F04C29/122—Arrangements for supercharging the working space
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
- F04C19/005—Details concerning the admission or discharge
Description
NAGHCl.
Beschreibung
SIHI GmbH & Co KG
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsringverdichter insbesondere für den Betriebsbereich von
Ansaugdrücken unter 1 bar mit mindestens an einer Stirnseite des Flügelrades der ggf. letzten Verdichterstufe
eng angrenzend angeordneter Steuerscheibe mit oinem Druckdurchlass für das Fördermedium.
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Die von den Verdichtern minimal zu" erreichenden Änsäugdrücke
hängen einmal ab von der konstruktiven Gestaltung solcher Verdichter, zum anderen aber auch von dem Dampfdruck
des als Betriebsflüssigkeit verwendeten Mediums. Wird *Verdichter mit saugseitigem Druck betrieben, der
nahe an dem Dampfdruck der Betriebsflüssigkeit liegt, so wird der Massenstrom an Gas, der von der Pumpe gefördert
wird, entsprechend gering und der auf der Verdichtersaugseite anfallende Dampfanteil ensprechend groß. Es kommt
dann schließlich zu Kavitationserscheinungen im Verdichter, die sich insbesondere an der Steuerscheibe im
Bereich des Druckdurchlasses der ggf. letzten Verdichterstufe und an den Flügelrädern zeigen. Ursache dafür ist,
daß bei solchen minimalen Massenströmen in den Flügelzellen kurz vorm Öffnen gegen den Druckraum des Verdichters
der ggf. letzten Verdichterstufe noch ein relativ hoher Unterdruck herrscht. Im Druckraum selbst - da
kaum Massenstrom herrscht - sammelt sich Flüssigkeit an und diese bedeckt schließlich auch den Anfangsbereich des
Druckdurchlasses, so daß beim Öffnen der Flügelradzellen zum Druckraum hin es durch den Druckdurchlass zu einem
schlagartigen Rückstrom von Flüssigkeit in die Zelle kommt, hierbei so hohe Geschwindigkeiten erreicht werden,
daß einmal an den Flügel - und Druckdurchlasskanten Erosionsschäden auftreten und daß Verdampfungen auftreten
und die Dampfblasen dann beim Eintritt in die Flügelzellen und beim dann folgenden Druckanstieg wieder zusammenfallen
und die unerwünschten Kavitationsschäden hervorrufen.
Bisher hat man versucht das zu verhindern, indem man beispielsweise
auf der Verdichtersaugseite oder aber bei mehrstufigen Verdichtern zwischen den Stufen Luft oder Gas
von außen zugibt, was jedoch den Nachteil hat, daß dadurch die Verdichterleistung bei Zugabe dieses Gases oder
dieser Luft nachteilig beeinflußt wird.
Darüberhinaus ist es sehr schwierig, c.ie Zugabe von Luft
bzw. Gas richtig zu steuern, da die Zugabe bei ganz bestimmten Ansaugdrücken des Verdichters einsetzen muß und
entsprechend empfindliche Ventile, die in engen Druckbereichen ansprechen, sehr kostspielig und aufwendig und
darüberhinaus auch sehr empfindlich sind.
Man hat weiter versucht Kavitations- und Erosionsschäden
bei diesen Verdichtern zu vermeiden, indem man insbesondere bei hohen Unterdrücken, aus dem Druckraum der
Verdichter Flüssigkeit und Gas getrennt abführt und somit den Druckdurchlass auch bei niedrigen Ansaugdrücken
des Verdichters, d. h. bei niedrigen Massenströmen vollkommen flüssigkeitsfrei hält. Nachteilig ist hierbei, daß
die getrennte Abführung von Gas und Flüssigkeit aus dem Druckraum des Verdichters entsprechend aufwendig ist und
auch eine Regelung vorgesehen sein muß, die die getrennte Abführung eben insbesondere bei niedrigen Ansaugdrücken
des Verdichers wirksam werden läßt.
Bei einer weiteren Ausführung in einem speziellen Verdichter mit vertikaler Welle ist die Rückführung von Gas bzw.
Luft in den Druckraum des Verdichters bekannt eine Maßnahme7die
jedoch nur einen Teilerfolg gebracht hat bzw. sich bei anderen Verdichtern als völlig wirkungslos erwiesen
hat.
Um die Nachteile z.u vermeiden wird erfindungsgemäß deshalb
vorgeschlagen, bei dem Flüssigkeitsring-Verdichter, in Drehrichtung gesehen, im ersten Viertel des nicht
durch Ventile oder Klappen abdeckbaren Teiles des Druckdurchlasses der ggf. letzten Verdichterstufe eine Öffnung
anzuordnen, die direkt verbunden ist mit einem Gas- /Luftraum in dem etwa der Verdichtungsdruck des Verdichters
herrscht. Bei niedrigen Massenströmen des Verdichters herrscht in diesem Bereich des Druckdurchlasses ein geringfügiger
Unterdruck, hervorgerufen durch das laufende Öffnen der Flügelradz.ellen, in denen der Verdichterendruck
noch nicht erreicht ist. Das durch den Unterdruck einströmende Gas bzw. die einströmende Luft verhindert dann,
daß Flüssigkeit in diesem Bereich in die Flügelradzellen
zurückströmt und verhindert damit natürlich- -aiauh dlö oben
beschriebenen Kavitations- und Erosionsschaden.
Weiter wird vorgeschlagen, die in den Druckdurchlass der Verdichterstufe mündende öffnung mit dem Gasraum des dem
Verdichter nachgeschalteten Abscheidebehälters zu verbinden. Hierdurch läßt sich in besonders einfacher Weise
erreichen, daß an dieser Stelle im Druckdurchlass ein Druck zur Verfügung steht, der etwa dem Verdichtungsdruck
des Verdichters entspricht.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, die Öffnung im Druckdurchlass der ggf. letzten Verdichterstufe
in einem Abstand von der Stirnfläche des Flügelrades entfernt anzuordnen, der etwa einer Stärke des Flügelrades
im Bereich des Druckdurchlasses oder etwas weniger entspricht. Bei einer zu dichten Anordnung der öffnung an
der Flügelradstirnseite zeigen sich störende Strömungsgeräusche. Bei zu großer Entfernung von der Stirnseite des
Flügelrades geht ein Teil der kavitations- und erosionshemmenden Wirkung verloren.
Eine bevorzugte Stelle zur Mündung der öffnung im Druckdurchlass
der ggf. letzten Verdichterstufe ist die radial äußere Begrenzung des Druckdurchlasses der Steuerscheibe.
Von hier aus läßt sich in besonders einfacher Form die öffnung durch die Steuerscheibe hindurch nach außen
führen und von dort aus über eine externe Verbindung zu einem Raum in dem etwa der Enddruck des Verdichters
herrscht.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist
die Anordnung der öffnung im Druckdurchlass der ggf.-letzten
Verdichterstufe in der in diesem Bereich ggf. vorhandenen Schräge der etwa geraden oder aber auch gebogen
ausgeführt radialen Druckdurchlassbegrenzung. Einmal kommt man bei dieser Anordnung mit der öffnung sehr nahe an
den Druckdurchlassbeginn und zum anderen kann man durch die entsprechende Lage der Öffnung auch die Entfernung
zur Stirnseite des Flügelrades hin genau festlegen.
Eine besonders einfache Ausführung der Erfindung ist weiter darin zu sehen, die Öffnung im Druckdurchlass der ggf.
letzten Verdichterstufe als einfache Bohrung auszuführen. Wie leicht einzusehen, bereitet das fertigungstechnisch
die geringsten Schwierigkeiten.
Um ein Austreten von Flüssigkeit und Gas beim Betrieb des Verdichters mit größeren Massenströmen durch die Öffnung
im Druckdurchlass der ggf. letzten Verdichterstufe zu verhindern, wird vorgeschlagen, in die Verbindungslei- ·
tung nach außen ein Rückschlagventil einzubauen. Dieses würde den Weg für Gas oder Luft in den Verdichter dann
jeweils bei entsprechenden Betriebsverhältnissen, d. h. bei entsprechend niedrigen Ansaugdrücken des Verdichters
freigeben.
Die Erfindung sei beispielsweise an hand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
Figur I zeigt einen Teilquerschnitt durch einen Verdichter
gemäß Schnittlinie BB aus Figur n.
Figur II zeigt eine Teildraufsicht auf die Steuerscheibe
des Verdichters gemäß Schnittlinie AA aus Figur I.
Figur im zeigt den Teilquerschnitt durch einen Verdichter
mit Saug- und Druckstutzen auf einer Verdichterseite angeordnet gemäß Schnittlinie EE aus Figur
Figur IV zeigt eine Teildraufsicht auf die Steuerscheibe
gemäß Schnittlinie CC aus Figur in.
Figur ν zeigt eine Detailvergrößerung gemäß Schnittlinie
DD aus Figur
In Figur I ist auf der Welle 1 das Flügelrad 2 befestigt, das sich im Gehäuse 3 dreht und an der Stirnseite durch
die Steuerscheibe 4 begrenzt wird.
In der Steuerscheibe 4 befindet sich der Dfuckdürshl^s 5
dor d.i. ο Fl LHjo 1 rad/.ο Π on mit dom Druckraum 6 vorbindet., dor
durch das Druckgehäuse 7 begrenzt wird. Der Wellendurchtritt nach außen wird durch eine Packung 8 abgedichtet.
Erfindungsgemäß ist in der Steuerscheibe 4 die Öffnung 9
angeordnet im Abstand a von der Stirnseite des Flügelrades wobei diese Entfernung etwa einer Flügelradbreite
im Druckdurchlassbereich oder weniger entspricht.
In Figur II ist wiederum die Welle 1 erkennbar, sowie auch in Draufsicht die Steuerscheibe 4 mit dem darin angeordneten
Druckdurchlass 5. Gestrichelt ist die in der Steuerscheibe zum Druckdurchlass führende Bohrung 9 gezeigt, die wie hier
erkennbar, im ersten Viertel des Druckdurchlasses mündet. Durch den Druckstutzen 10 verlassen sowohl aus den Flügelradzellen
ausgestoßene Flüssigkeiten wie auch das Gas den Verdichter.
In den Figuren mbis V werden Teilschnitte eines Verdichters
dargestellt, bei dem Saug- und Druckstutzen auf einer Verdichterseite angeordnet sind. Das Flügelrad 2 ist wieder
auf der Welle 1 befestigt und der Pumpenförderraum wird
begrenzt einmal durch das Gehäuse 3 und flügelradstirnseitig durch die Steuerscheibe 4. Das Verdichtergehäuse 7
enthält sowohl den Saugstutzen 13 wie auch den Druckstutzen des Verdichters und ist durch die Rippe 12 in den Saugraum
und den Druckraum 6 unterteilt. .Durch den Saugdur.chlass strömt das Gas in die Flügelradzellen ein und verläßt sie
wieder durch den Druckdurchlass 5. Der Beginn des Druckdurchlasses 5 ist dabei, als Schräge 14 ausgeführt und hier
hinein mündet die erfindungsgemäße öffnung 9t die durch
einen entsprechenden Gehäusenocken 15 nach außen geführt wird. In die Bohrung 9 bzw. auch in die daran anschließende
Verbindungsleitung kann man dann noch/was nicht dargestellt
ist, ein Rückschlagventil anordnen, das den Austritt von Flüssigkeit aus den Pumpenzellen nach außen verhindert,
wenn die Pumpe in Betriebsbereichen mit größeren Massenströmen fördert.
Claims (7)
1. Flüssigkeitsring-Verdichter, insbesondere für den Betriebsbereich
von Ansaugdrücken unter 1 bar mit mindestens an einer Stirnseite des Flügelrades der ggf.
letzten Verdichterstufe eng angrenzend angeordneter Steuerscheibe mit einem Druckdurchlass für das Fördermedium,
dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtung gesehen in ersten Viertel des nicht durch Ventile oder
Klappen abdeckbaren Teiles des Druckdurchlasses der ggf. letzten Verdichterstufe eine Öffnung angeordnet
ist die direkt verbunden ist mit einem Gas- /Luftraum in dem etwa der Verdichtungsdruck des Verdichters
herrscht.
2. Flüssigkeitsring-Verdichter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die im Druckdurchlass der ggf. letzten Verdichterstufe mündende Öffnung verbunden ist
mit dem Gasraum des dem Verdichter nachgeschalteten Abscheidebehälters .
3. Flüssigkeitsring-Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung im Druckdurchlass
der ggf. letzten Verdichterstufe in einem Abstand der ca. einer Flügelstärke des Flügelrades im Bereich des
Druckdurchlasses oder weniger entspricht von der Stirnfläche des Flügelrades entfernt angeordnet ist.
4. Flüssigkeitsring-Verdichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung im Druckdurchlass
der ggf. letzten Verdichterstufe in der radial äußeren Begrenzung des Druckdurchlasses in der Steuerscheibe
mündet.
...12
NACHG1
5. Flüssigkeitsring-Verdichter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung im Druckdurchlass
der ggf. letzten Verdicherstufe in der in diesem Bereich
ggf. vorhandenen Schräge der etwa geraden oder auch gebogenen ausgeführten radialen Druckschlitzbegrenzung
mündet.
6. Flüssigkeitsring-Verdichter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die öffnung im Druckdurchlass der ggf. letzten Verdichterstufe als einfache Bohrung
ausgeführt ist.
7. Flüssigkeitsring-Verdichter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführungsleitung zur
Öffnung im Druckdurchlass der ggf. letzten Verdichterstufe ein Rückschlagventil eingebaut ist.
Priority Applications (7)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |