DE554463C

DE554463C - Steam suction and control device for multi-stage refrigeration machines

Info

Publication number: DE554463C
Application number: DE1930554463D
Authority: DE
Original assignee: FREUNDLICH MASCHINENFABRIK A
Current assignee: FREUNDLICH MASCHINENFABRIK A
Priority date: 1930-03-07
Filing date: 1930-03-07
Publication date: 1932-07-09

Description

Dampfsättigungs- *und Regelvorrichtung für mehrstufige Kältemaschinen Zweistufige Kälteanlagen arbeiten iri der Regel so, daß das nach der zweiten Verdichterstufe verflüssigte Kältemittel oder ein Teil davon in den zwischen den beiden Stufen liegenden Zwischenkühler oder Zwischenverdampfer eingespritzt wird, hier verdampft und dabei den von der ersten Stufe kommenden überhitzten Dampf bis auf seine Sättigungstemperatur abkühlt. Es ist weiter bekannt, bei solchen zweistufigen Anlagen auch die Abdrosselung des Kältemittels vom Verflüssigen zum Verdampfer in zwei Stufen vorzunehmen, wobei der bei der ersten Drosselung entstehende Dampf nicht mit nach dem Niederdruckteil hinübergenommen, sondern unter Mitteldruck von der zweiten Verdichterstufe angesaugt wird. Wenn die Anlage wirtschaftlich und betriebssicher arbeiten soll, so müssen die in den Zwischenverdampfer eingespritzte Flüssigkeitsmenge und die Drosselungen an den beiden Stufen sehr genau geregelt werden. Es ist bekannt, den Zufluß der vom Verflüssigen zum Zwischenverdampfer strömenden Kälteflüssigkeit durch einen Schwimmer zu regeln.Steam saturation * and control device for multi-stage refrigeration machines Two-stage refrigeration systems usually work in such a way that this occurs after the second compressor stage liquefied refrigerants or part of them in the refrigerants between the two stages Intercooler or intermediate evaporator is injected, evaporated here and thereby the superheated steam coming from the first stage up to its saturation temperature cools down. It is also known that throttling is also used in such two-stage systems of the refrigerant from condensing to the evaporator in two stages, whereby the steam generated during the first throttling does not take place after the low-pressure section taken over, but sucked in under medium pressure from the second compressor stage will. If the system is to work economically and reliably, it must the amount of liquid injected into the intermediate evaporator and the throttles be regulated very precisely at the two levels. It is known the influx of the from the liquefaction to the intermediate evaporator through a Regulate float.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die gleichzeitig als Zwischenverdampfer und als Zwischenbehälter für mehrstufige Drosselung dient und bei der der Zufluß des flüssigen Kältemittels durch einen Schwimmer geregelt wird. Gemäß der Erfindung ist der Aufnahmebehälter in zwei Kammern unterteilt; hierdurch wird die Betriebssicherheit wesentlich erhöht. Wenn der Schwimmer und mit ihm die ganze Anlage nämlich ruhig arbeiten soll, ist es nötig, das Schwimmergefäß verhältnismäßig groß zu machen, es enthält also einen erheblichen Vorrat an flüssigem Kältemittel. Müssen nun infolge irgendeiner Störung am Verdichter, z. B. eines Schadens an einem Ventil, wie er gelegentlich in jeder Anlage einmal vorkommt, die Leitungen aufgemacht werden, so müßte ohne diese Unterteilung zunächst die ganze im Zwischenbehälter befindliche Flüssigkeitsmenge abgesaugt werden, oder wenn das gerade infolge des Maschinenschadens nicht möglich wäre, müßte man die ganze Menge etwa in Wasser ablassen und verlieren. Das wäre um so unangenehmer, als erfahrungsgemäß bei Instandsetzungsarbeiten häufig mehrmals hintereinander die Leitungen auseinandergenommen werden müssen. Da gemäß der Erfindung die Schwimmerkammer von der Mischkammer getrennt und nur durch eine absperrbare Leitung mit ihr verbunden ist, so kann man schnell die große Flüssigkeitsmenge abtrennen und weiter unter Druck halten, während die auf zwei Seiten mit dem Verdichter in Verbindung stehende Mischkammer mit der Außenluft in Verbindung gebracht wird; in dieser ist nur eine so geringe Menge von Kältemittel vorhanden, daß man es unbedenklich entweichen lassen kann.The invention relates to a device that simultaneously serves as an intermediate evaporator and as an intermediate container for multi-stage throttling and in which the inflow of the liquid refrigerant is regulated by a float will. According to the invention, the receptacle is divided into two chambers; through this the operational safety is increased significantly. When the swimmer and with him the If the whole system is to work quietly, it is necessary to keep the float tank proportionately To make it big, so it contains a significant supply of liquid refrigerant. Now, as a result of some fault on the compressor, e.g. B. damage to one Valve, as it occasionally occurs once in every system, the lines opened without this subdivision the whole would have to be in the intermediate container The amount of liquid located is sucked off, or if that is the result of the If machine damage were not possible, the whole amount would have to be drained into water, for example and lose. That would be all the more uncomfortable as experience has shown with repair work the lines often have to be dismantled several times in a row. Since according to the invention, the float chamber separated from the mixing chamber and only is connected to it by a lockable pipe, so you can quickly get the big one Separate the amount of liquid and keep it under pressure while the two Sides communicating with the compressor mixing chamber with the outside air in Is associated; there is only such a small amount of refrigerant in it present that you can let it escape safely.

Gemäß der Erfindung dient der Aufnahmebehälter auch noch als ölabscheider und als Meßgerät für die Kälteleistung. Die Wirkungsweise sei an Hand der beigegebenen Zeichnung im folgenden näher erläutert.According to the invention, the receptacle also serves as an oil separator and as Measuring device for the cooling capacity. The mode of action is on Hand of the accompanying drawing explained in more detail below.

Das flüssige Kältemittel kommt durch die Leitung a vom Verflüssiger her und tritt durch das von einem Schwimmer b gesteuerte Drossel- und Regelorgan c; es wird dann durch das Rohr d in die Leitung e eingespritzt. Als Regelorgan ist in der Abbildung ein Hahn angenommen, es kann aber natürlich an dessen. Stelle z. B. auch ein Ventil oder ein Schieber treten. Durch die Leitung e treten die von der ersten Verdichterstufe kommenden überhitzten Dämpfe ein; in der Leitung und in der daran anschließenden Kammer f vermischen sich Flüssigkeit und überhitzte Dämpfe, wodurch ein Teil der Flüssigkeit verdampft und die Dämpfe sich bis auf ihre Sättigungstemperatur abkühlen. Die gesättigten Dämpfe strömen dann durch die Leitung g der zweiten Druckstufe des Verdichters zu, die Flüssigkeit dagegen strömt durch die mit einem Absperrorgan k versehene Leitung lz zu der unteren Kammer m, an deren Boden sie sich ansammelt; in dieser Flüssigkeit schwimmt der erwähnte Schwimmer b, welcher das Regelorgan c steuert. Von hier wird das flüssige Kältemittel durch das Absperrorgan n und die Leitung -P entnommen und fließt durch ein oder mehrere Regelventile bekannter Bauart dem oder den Verdampfern zu. Hier verdampft es in bekannter Weise, liefert dabei die Kälte und wird wieder von der ersten Stufe des Verdichters angesaugt. Dampf, der sich etwa noch in der unteren Kammer m bildet, kann durch die mit einem Absperrorgan g versehene kleine Hilfsleitung r nach der oberen Kammer f zurückgelangen.The liquid refrigerant comes from the condenser through line a and occurs through the throttle and regulating device controlled by a float b c; it is then injected into line e through pipe d. As a regulating body is a rooster is assumed in the figure, but it can of course be done on it. Place z. B. also step a valve or a slide. The lines from superheated vapors coming from the first compressor stage; on the line and in the adjoining chamber f, liquid and superheated mix Vapors, causing part of the liquid to evaporate and the vapors to settle down on theirs Cool down to saturation temperature. The saturated vapors then flow through the pipe g the second pressure stage of the compressor, the liquid flows through the line lz provided with a shut-off element k to the lower chamber m, on whose Soil it accumulates; The float mentioned swims in this liquid b, which controls the regulating element c. From here the liquid refrigerant gets through the shut-off element n and the line -P removed and flows through one or more Control valves of known design to the evaporator or evaporators. Here it evaporates in known way, it supplies the cold and is again from the first stage of the Sucked in by the compressor. Steam that is still formed in the lower chamber m, can through the small auxiliary line r provided with a shut-off device to the get back upper chamber f.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist nun die folgende. Die Regelung der gesamten Kälteanlage erfolgt in bekannter Weise durch die schon erwähnten, an die Leitung p anschließenden Regelventile, d. h. entweder von Hand oder mit Hilfe einer der bekannten selbsttätigen Regeleinrichtungen. Es wird also eine ganz bestimmte Menge von Flüssigkeit in der Zeiteinheit aus der Kammer m entnommen; fließt dieser nun mehr zu als entnommen wird, so steigt der Flüssigkeitsspiegel, und der Schwimmer schließt das Absperrorgan c, für umgekehrten Falle öffnet er es. Es wird sich also ein Gleichgewichtszustand herausbilden: einer bestimmten, durch das Absperrorgan c strömenden Flüssigkeitsmenge muß ein bestimmter Stand des Flüssigkeitsspiegels und somit auch des Schwimmers entsprechen. Die Stellung des Schwimmers kann man nun - leicht nach außen sichtbar machen, etwa indem man in der angedeuteten Weise einen Zeigers mit einer Skala t anbringt, oder falls man eine Stopfbüchse' zu vermeiden wünscht, kann man in bekannter Weise an der Kammer m ein Flüssigkeitsstand,-las anbringen. Der Stand des Flüssigkeitsspiegels bzw. des Schwimmers b gibt ein Maß für die verflüssigte Kältemittelmenge, d. h. für die Verflüssigerleistung; diese steht in einem bestimmten, von den Arbeitsbedingungen der Kälteanlage abhängigen Verhältnis zur tatsächlichen nutzbaren Kälteleistung. Sofern also die Anlage stets unter den gleichen oder nur wenig verschiedenen Bedingungen zu arbeiten hat, kann man auf der Skala t gleich eine Teilung anbringen, die unmittelbar, die Kälteleistung angibt; schwanken die Arbeitsbedingungen jedoch wesentlich, so muß man entweder die Kälteleistung aus der Verflüssigerleistung durch Rechnung ermitteln, oder man muß mehrere Skalen bereithalten, oder eine Skala in bekannter Weise mit einer Schar von Kurven versehen, die den verschiedenen Verhältnissen Rechnung tragen. Es sei dabei bemerkt, daß dies nicht etwa ein besonderer Nachteil der neuen Einrichtung ist, sondern daß jede Messung der Kälteleistung, die auf eine Messung der Flüssigkeitsmenge zurückgeht, diese Notwendigkeit einer Umrechnung mit sich bringt.The mode of operation of the device is now as follows. The regulation the entire refrigeration system is carried out in a known manner by the already mentioned control valves connected to line p, d. H. either by hand or with help one of the known automatic control devices. So it will be a very specific one Amount of liquid in the unit of time taken from the chamber m; flows this if more is added than is withdrawn, the liquid level rises, and so does the swimmer closes the shut-off valve c, for the opposite case it opens it. So it will be develop a state of equilibrium: a certain one, through the shut-off device c flowing amount of liquid must be a certain level of the liquid level and thus also correspond to the swimmer. You can change the position of the swimmer now - make it easily visible to the outside, for example by looking in the manner indicated a pointer with a scale t attaches, or if one can avoid a stuffing box ' if you wish, you can in a known manner at the chamber m a liquid level, -las attach. The level of the liquid level or the float b gives a measure for the amount of liquefied refrigerant, d. H. for the condenser capacity; these stands in a certain, depending on the working conditions of the refrigeration system Relation to the actual usable cooling capacity. So if the plant always has to work under the same or only slightly different conditions a division on the scale t is immediately applied, the immediate, the cooling capacity indicates; but if the working conditions fluctuate significantly, one must either determine the cooling capacity from the condenser capacity by calculation, or one must have several scales ready, or a scale in a known manner with a group provided with curves that take into account the various conditions. Be it noted that this is not a particular disadvantage of the new facility is, but that any measurement of the refrigeration capacity based on a measurement of the amount of liquid decreases, this necessity of a conversion with it.

Ein nicht zu unterschätzender Vorzug der Erfindung ist, daß die unbedingte Gewißheit geschaffen wird, daß durch die Leitung p nur reineFlüssigkeit ohne Dampfblasen derRegelstelle zufließt. Ferner wird sich das aus dem Verdichter mitgerissene Öl, soweit es nicht schon im Druckstutzen oder im Verflüssiger abgeschieden wird, nahezu restlos auf dem Boden der Kammer m ansammeln; es kann hier von Zeit zu Zeit durch die Leitung u entnommen werden. -Das Absperrorgan k dient nicht zum Drosseln oder Regeln, sondern ist im normalen betrieb voll geöffnet. Sein Zweck ist nur, gegebenenfalls die Mischkammer f von der Schwimmerkammer na zu trennen. Wie schon oben erwähnt, ist dies z. B. bei Instandsetzungsarbeiten am Verdichter erwünscht. Es brauchen dann bloß die Absperrorgane k, q und n (oder statt dessen das Regelventil der Anlage) geschlossen zu werden - c hat sich von selbst gleich nach dem Abstellen geschlossen -, dann können die Leitungen unbesorgt auseinandergenommen werden, da sich in der Kammer f keine große Menge von Flüssigkeit angesammelt haben kann.An advantage of the invention that should not be underestimated is that the unconditional Certainty is created that only pure liquid without vapor bubbles through the line p the control point flows. Furthermore, the oil entrained from the compressor, as long as it is not already separated in the pressure port or in the condenser, almost accumulate completely on the bottom of the chamber m; it can get through here from time to time the line u can be removed. -The shut-off element k is not used for throttling or Rules, but is fully open in normal operation. Its purpose is only, if appropriate to separate the mixing chamber f from the float chamber na. As mentioned above, is this z. B. desirable for repair work on the compressor. Need it then just the shut-off devices k, q and n (or instead the control valve of the system) to be closed - c closed by itself as soon as it was turned off - then the cables can be dismantled without any worries, since the Chamber f cannot have accumulated a large amount of liquid.

Sollte man befürchten, daß am Schwimmer b bzw. dem Hahn c (etwa durch Verschmutzen und Hängenbleiben) Störungen auftreten könnten, und sollte man daher wünschen, daß man diese Teile ausbauen kann, ohne im übrigen den Betrieb der Kälte- i anlage zu stören, so können die in der Abbildung gestrichelt angedeuteten Absperrorgane v und w und die Umführungsorgane x und y vorgesehen werden: Es kann dann v, w, k, q und n geschlossen und x und y geöffnet werden; dann ist die Kammer m ausgeschaltet, und es kann während der Instandsetzungsarbeiten eine Regelung von Hand erfolgen.Should one fear that malfunctions could occur on float b or tap c (e.g. due to dirt and sticking), and should therefore wish that these parts can be removed without disrupting the operation of the refrigeration system, thus the shut-off devices v and w indicated by dashed lines in the figure and the bypass devices x and y can be provided: v, w, k, q and n can then be closed and x and y opened; the chamber m is then switched off and manual control can take place during the repair work.

Die Erfindung kann auch für drei- oder mehrstufige Kälteanlagen verwendet werden. Es werden dann zwei oder mehr der beschriebenen Vorrichtungen hintereinandergeschaltet. Die jeweiligen Dampfeintrittsstutzen e1, e2 usw. stehen mit den Druckstutzen der ersten, zweiten usw. Verdichterstufe, die Sattdampferaustrittsstutzen g1, g2 usw. mit den Saugstutzen der zweiten, dritten usw. Verdichterstufe in Verbindung; vom Verflüssiger wird die Kälteflüssigkeit dem letzten (in der vorletzten Druckstufe liegenden) Sättiger durch die Flüssigkeitseintrittsleitung a"-, zugeführt. Die aus der Flüssigkeitsaustrittsleitung diesesSättigerspn 1 entnommene Flüssigkeit wird zum Flüssigkeitseintritt,an 2 des in der nächst niederen Druckstufe liegenden Sättigers geleitet usw. Erst die Flüssigkeit des in der niedersten Druckstufe liegenden Sättigers strömt aus der Leitung p1 dem Verdampfer zu.The invention can also be used for three-stage or multi-stage refrigeration systems will. Two or more of the devices described are then connected in series. The respective steam inlet nozzles e1, e2 etc. stand with the pressure nozzle of the first, second etc. compressor stage, the saturated steam outlet nozzles g1, g2 etc. in connection with the suction nozzles of the second, third etc. compressor stage; from the The refrigerant becomes condenser to the last (in the penultimate pressure stage lying) saturator through the liquid inlet line a "-, supplied. The out the liquid outlet line of this saturator 1 is withdrawn to the liquid inlet, at 2 of the saturator located in the next lower pressure stage passed etc. First the liquid of the saturator lying in the lowest pressure stage flows from line p1 to the evaporator.

Wenn Kälte bei verschiedenen Temperaturen gebraucht wird, so können sowohl bei zwei- als auch bei mehrstufigen Anlagen in bekannter Weise mehrere Verdampfer angeordnet werden, die mit verschiedenen Verdampfungstemperaturen arbeiten. Es werden dann die wärmer arbeitenden Verdampfer durch Anzapfungen aus den Sättigern der höheren Druckstufen gespeist; entweder erhält die Kammer in mehrere Anschlüsse, oder die Leitung p verzweigt sich entsprechend. Die entwickelten, unter dem Druck einer höheren Stufe stehenden Kaltdämpfe werden einer höheren Druckstufe des Verdichters zugeleitet, und zwar kann dies in der Leitung e zwischen Druckstutzen' und Sättiger geschehen, was namentlich dann zweckmäßig ist, wenn die Dämpfe feucht sind.If cold is needed at different temperatures, so can several evaporators in a known manner in both two-stage and multi-stage systems be arranged, which work with different evaporation temperatures. It will then the warmer evaporators by taps from the saturators of the higher ones Pressure stages fed; either receives the chamber in multiple connections, or the Line p branches accordingly. The developed, under the pressure of a higher one Cold vapors standing in the 1st stage are fed to a higher pressure stage of the compressor, this can be done in line e between pressure port 'and saturator, which is particularly useful when the vapors are moist.

Zwischen den Austrittsstutzen des Verdichters und den Eintrittsstutzen des Sättigers kann natürlich in bekannter Weise noch ein Wasserkühler eingeschaltet werden, in dem ein Teil der überhitzungsw ärme vom Kühlwasser aufgenommen wird.Between the outlet nozzle of the compressor and the inlet nozzle Of course, a water cooler can also be switched on in the known manner of the saturator in which part of the overheating is absorbed by the cooling water.

Alle Teile, in denen Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur herrschen, werden selbstverständlich in bekannter Weise gegen Wärmeeinstrahlung geschützt, was der Einfachheit halber in der Abbildung nicht gezeichnet ist; es sind dies in der Regel die Vorrichtung selbst, die Einspritzleitung vom Hahn c ab, die Sattdampfleitung g und die Flüssigkeitsableitung p.All parts in which temperatures are below the ambient temperature prevail, are of course in a known manner against heat radiation protected, which is not shown for the sake of simplicity in the figure; it these are usually the device itself, the injection line from cock c, the saturated steam line g and the liquid discharge line p.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Vapor saturation and control device for multi-stage refrigeration machines, in which the line of the refrigerant liquid coming from the condenser - or the saturator of the next higher level - and the line of the superheated vapors coming from the pressure port of the compressor flow together into a separation vessel, from which the through the mixture at the top Saturated steam formed by liquid and superheated steam is removed and fed to the suction nozzle of the next higher level and the liquid refrigerant is removed at the bottom and passed to the evaporator or saturator of the next lower level, characterized in that the saturation and separation vessel is in two chambers (f, na), in one of which the supplied liquid-vapor mixture is separated into saturated steam and liquid and the steam is withdrawn at the top, while the liquid at the bottom through a line (la) of the two provided with a shut-off device (k) -_ th chamber (7n) flows in and accumulates there.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the stand the liquid level or the float in a known manner for the purpose a measurement of the amount of liquid flowing through made visible to the outside will.

3. Device according to claims i and 2, characterized by shut-off elements (v, w, x, y) and bypass lines which allow the control element (c) and the float chamber (m) to be switched off from the main stream, so that they are independent of operations the entire refrigeration system can be opened. Refrigeration system with several evaporator stages, several compressor stages and several vapor saturators according to claims i to 3, characterized in that in addition to the cold liquid coming from the saturator of the higher stage, the cold vapors coming from the higher evaporator stage of the higher compressor stage are fed between the compressor pressure port and the saturator .