DE419144C - Einrichtung fuer Gasverdichtungsanlagen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 22- SEPTEMBER 1925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 4 c GRUPPE 43

Julius Pintsch Akt-Ges. in Berlin.

Einrichtung für Gasverdichtungsanlagen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. November 1924 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Druckregulierungseinrichtung, die insbesondere eine automatische Anpassung der Förderleistung einer Gasverdichtungsanlage an den Verbrauch bezweckt, und besteht im wesentlichen darin, daß die zur Regulierung dienende Saugwirkung einer \^enturidüse oder ähnlichen Strömungseinrichtung durch sinngemäße Beeinflussung einer Differentialmembran vervielfacht wird und so eine Anpassung des

Verdichtungsdruckes an den Bedarf mit einfachen Mitteln und geringem Druckverlust ermöglicht.

Einrichtungen, bei denen durch geeignete Reguliervorrichtungen der Saugdruck einer Venturidüse auf gleichbleibender Höhe gehalten wird, wobei eine Steigerung des Verdichtungsdruckes nach Maßgabe der Strömungsvorgänge erfolgt, sind an sich bekannt. Bei ίο diesen Einrichtungen muß jedoch die gesamte erforderliche Steigerung des Druckes mit wachsendem Konsum, dem steigenden Druckverlust in der Ferngasleitung entsprechend, von der Venturidüse direkt geleistet werden, da hier der Saugdruck auf gleicher Höhe gehalten wird, was naturgemäß einen entsprechenden Druckverlust in der Düse bedingt. Demgegenüber wird bei der vorliegenden I Erfindung diese unmittelbare Drucksteige- ; rung mittels Venturidüse durch sinngemäße Beeinflussung einer Differentialmembran vervielfacht, so daß selbst hohe Drucksteigerungen mit Leichtigkeit erzielt werden können.

In der Zeichnung ist in Abb. 1 eine Aus- i führungsform dieses Prinzips veranschaulicht, während in Abb. 2 eine kleine Abänderung der Membranvorrichtung veranschaulicht ist.

In der Zeichnung bedeutet α ein Gebläse,

Kompressor oder sonstiges Gasverdichtungs- j aggregat, b ist eine Venturidüse, die in an | sich bekannter Weise zu einem einstellbaren ■ Drosselorgan C, z. B. Drosselklappe, parallel geschaltet ist, um die Drucksteigerung durch die Venturidüse innerhalb der gegebenen < Grenzen einstellen zu können, d ist ein Mem- j brangehäuse, das oben eine kleinere Mem- j bran e und in der Mitte eine große ! Membran g trägt. In den Zwischenraum zwischen der großen und kleinen Membran ; wird der Hinterdruck (Verdichtungsdruck), \ in den Raum unterhalb der großen Membran der Saugdruck der Venturidüse geleitet. ' Beide Membranen sind durch Gestänge h fest , miteinander verbunden, das mittels einer nach | oben durchgeführten Verlängerung auf einen 1 Hebel i, der nach Belieben belastet werden j kann, wirkt. Durch den Hebel i wird eine , Kontaktvorrichtung k betätigt, die in bekann- 1 ter Weise einen Steuermotor, eine Dampf- _; drosselung oder eine sonstige Antriebsvor- j richtung zur Regulierung der Förderleistung umsteuert. Die eigentliche Umsteuervorrich- 1 tung ist der besseren Übersicht halber nicht j

eingezeichnet. !

Die Druckregulierung bzw. der Hinterdruck ergibt sich wie folgt:

Es bedeutet G das Eigengewicht der Membran einschließlich Belastungsvorrichtung, i f den wirksamen Querschnitt der kleinen j Membran, F den Querschnitt der großen I Membran, H¹ den Druck in der Hauptlei-

■ tung, Hⁿ den Druck der äußeren Atmosphäre. j Auf die kleine Membran wirkt von oben

j der äußere Atmosphärendruck, von unten der Druck H¹ der Gasleitung. Dieser letztere Druck wirkt andererseits von oben auf die große Membran, während der von unten auf diese wirkende Druck sich aus dem Leitungsdruck, vermindert um die Saugwirkung der

■ Venturidüse, ergibt. Ist Q die Durchflußmenge pro Stunde, so errechnet sich der Hinterdruck aus den obigen Bedingungen zu:

ff¹:

worin α eine von den Verhältnissen der Venturidüse abhängige Konstante ist, die jedoch durch die Drosselklappe c verändert werden kann. Sinkt die Durchflußmenge (Q) auf o, so wird auch das zweite Glied der rechten Seite der Gleichung ο und der kleinste Leitungsdruck ergibt sich damit zu j. In diesem Falle bleibt also die große Membran wirkungslos, da j a der Druck zu beiden Seiten dieser bei Q = O gleich groß wird. Es bleibt also nur die kleine Membran wirksam und arbeitet in bekannter Weise nach dem Prinzip der normalen Gasdruckregler. Strömt dagegen go Gas durch die Leitung ab, so wird der Gasdruck IP nach der obigen Gleichung erhöht, und zwar proportional dem Quadrat der Fördermenge (zweites Glied der Gleichung). Da nun andererseits auch der Druckverlust in den Gasfernleitungen mit dem Quadrat der Durchflußmenge wächst, so ergibt sich, daß die Drucksteigerung bei entsprechender \¥ahl der Membranflächen und Einstellung der Drosselklappe so eingestellt werden kann, daß diese Drucksteigerung genau dem Druckverlust entspricht. Natürlich kann die Regelung auch so erfolgen, daß der Druck am Ende der Leitung mit steigender Fördermenge gleichfalls um einen bestimmten Betrag steigt, was dann im allgemeinen zweckmäßig sein wird, wenn am Ende der Leitung Druckregler mit automatischer Drucksteigerung bei wachsendem Konsum gespeist werden sollen.

In Abb. 2 ist eine andere Ausführungsform dieses Reglers dargestellt, indem hier nur eine große Membran angeordnet ist, während der Wirkung der kleinen Membran dadurch erzielt wird, daß ein entsprechend großer Teil der Oberfläche dieser Membran durch eine harmonikaartige Ummantelung I von dem Innenraum abgegrenzt und unter den Einfluß der Atmosphäre gebracht wird. Die Wirkung ist in diesem Falle genau die gleiche wie vorhin, wie aus der Darstellung ohne weiteres hervorgehen dürfte.

Um ein praktisches Beispiel anzuführen,

sei angekommen, in einer Ferngasleitung sei bei o-Konsum ein kleinster Druck von 300 mm zu halten. Bei maximaler Durchflußmenge sei ein Verdichtungsdruck von 2000 mm WS. erforderlich. Die mit der Venturidüse unmittelbar erzielbare Drucksteigerung betrage 300 mm WS. Damit wird in der obigen Gleichung' a ■ Q² = 300 mm WvS. Aus

F

2000 = 300 -f- 300 · -ψ

ergibt sich das erforderliche Membranflächenverhältnis zu:

^F λ .-, ^D -,/—

j = rd. 5,7 oder -- = ]/5,7=²»39,

ρ
wenn D bzw. d die zu -=■ gehörigen Mem-

brandurchmesser sind. Beträgt das wirksame Eigengewicht der Membran einschließlich Hebelwirkung 1 kg, so errechnet sich der kleine Membrandurchmesser zu d = o, 1825 m = 185 mm und der große Membrandurchmesser zu D = 2,39 · 185 = rd. 450 mm.

Bei der obigen Beschreibung handelt es sich nur um eine besondere Ausführungsform dieses Erfindungsprinzips. Natürlich kann dieses verschiedene andere Ausgestaltungen erfahren, indem z. B. an Stelle der Membran Glocken, Kolben oder sonstige Steuerorgane verwandt werden. Auch die Verwendungsmöglichkeiten sind nicht auf Verdichtungsanlagen beschränkt, sondern diese Einrich- tungen können auch für andere Zwecke verwendet werden, z. B. als Stadtdruckregler mit automatischer Druckerhöhung, falls für den Venturidüsen-Druckverlust nur ein geringer Druck zur Verfugung steht. Durch diese verschiedenen Ausführungsformen und Verwendungen wird das Grundprinzip der Erfindung, nämlich die Vervielfachung der Saugwirkung durch Differentialmembran usw., nicht berührt.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Einrichtung für Gasverdichtungsanlagen zur automatischen Anpassung der Förderleistung an den Verbrauch, bei der die Förderleistung durch Beeinflussung des Antriebsmotors (Tourenregulierung, Dampfdrosselung usw.) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugwirkung einer Venturidüse oder einer ähnlichen Strömungseinrichtung so auf zwei fest miteinander verbundene Membranen oder ähnliche Steuereinrichtungen (Glocken, Kolben usw.) wirkt, daß bei steigendem Gasdurchfluß nicht nur die Höhe des Gasdruckes hinter der Venturidüse, sondern auch der Venturi-(Saug-) Druck an der Einschnürungsstelle selbst steigt, so daß die resultierenden Verdichtungsdrücke mit den Durchflußmengen um ein Vielfaches der eigentliehen Venturidüsenwirkung gesteigert werden.
2. 2. Reguliereinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine kleine Membran (e) unter der Druckwirkung der Außeniuft einerseits und dem Verdichtungsdruck anderseits und eine zweite, größere Membran entsprechend unter dem Verdichtungsdruck einerseits und dem Venturidruck anderseits stehtso daß bei o-Konsum die Wirkung der großen Membran (wegen Druckgleichheit zu beiden Seiten) ausgeschaltet wird und die jetzt aHein wirksame kleine Membran auf konstanten geringsten Druck regelt, während bei Gasdurchfluß eine zusätzliche, mit dem Quadrat der Durchflußm enge wachsende drucksteigernde Wirkung auf die große Membran ausgelöst wird, wobei die drucksteigernde Wirkung der Venturidüse an sich im Verhältnis zur kleinen Membran vergrößert wird.
3. 3. Reguliereinrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse parallel zu einem einstellbaren Drosselorgan (Drosselklappe usw.) geschaltet wird, so daß nicht nur der o-Druck durch Auflegen von Belastungsgewichten nach Belieben eingestellt werden kann, sondern auch die Drucksteigerung mit der Fördermenge durch einfache Einregulierung des Drosselorgans.

   Hierzu t Blatt Zeichnungen.