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Aussetzerregelvorrichtung für Kreiselverdichter mit auf der Druckseite
des Verdichtergehäuses angeordneten Rückschlagabsperrorganen . Bei Aussetzerregelvorrichtungen
für Kreiselverdichter mit Rückschlagorgan auf der Druckseite ist es von Wichtigkeit,
den übergang vom Förderbetrieb zum Aussetzerbetrieb möglichst ohne große Druckschwankungen
des nach Abschluß des Rückschlagorgans im Verdichter -zurückbleibenden Fördermittels
durchzuführen, um den Verdichter nicht ins Pumpen und damit ins Pendeln kämmen zu
lassen.
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Zur Erreichung dieses Zweckes sind bereits erschiedene Vorschläge
bekanntgeworden, von denen zwei nachstehend erwähnt seien.
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Nach dem einen '\-orschlag wird zur Erreichung des vorerwähnten Zweckes
das Rückschlagorgan, das die Einleitung des Aussetzerbetriebes bewirkt, in der Außenwand
eines sich an den Diffusor des letzten Laufrades anschließenden Sammelraumes untergebracht,
damit möglichst wenig auf Enddruck verdichtetes Fördermittel nach erfolgtem Abschluß
des Rückschlagorgans iin Verdichter zurückbleibt und dadurch infolge der nach der
Saugseite zu sich vollziehenden Entspannung die hierbei entstehenden Druckschwankungen
in Stärke und Periodenzahl sowie auch hinsichtlich Geräuschbildung erträglich bleiben.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt außerdem die Impulsgabe für das Abschalten des
Verdichters auf der Saugseite durch den Differenzdruck einer in die Saugleitung
eingebauten D-Ießdüse, so daß der I,',ücl:strorii des vom Netz abgeschlossenen Verdichterinhaltes
tatsachiich in Richtung nach der Saugseite durch den ganzen Verdichter hindurch
erfolgen muß, ehe der eigentliche Impulsgeber für das Abschalten des Verdichters,
nämlich die 14leßdüse, den durch den Rückstrom des Verdichterinhaltes empfangenen
Impuls an die eigentlichen Steuerorgane weitergeben kann, was die Zeitdauer der
Umstellung ungünstig verzögert.
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ach einem anderen Vorschlag wird zur schnellen Entspannung des in
dein Teil der Druckleitung zwischen dem Rückschlagabsperrorgan und dein Verdichter
zurückbleibenden, auf Enddruck verdichteten Fördermittels ein Abblaseventil angeordnet,
das mit (lern Absperrorgan der Saugöffnung des Verdichters durch ein Gestänge verbunden
ist und beim Schließen der Saugöffnung des Verdichters geöffnet wird und das vor
dein Riickschlagventil vom Netz abgeschlossene, auf Enddruck verdichtete Fördermittel
ins Freie entweichen läßt, so daß eine Entspannung nach der Saugseite zu und hiermit
eine Richtungsumkehr bei der Entspannung vermieden wird.
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Nach der vorliegenden Erfindung werden beim Übergang vorn Förderbetrieb
zum Aussetzerbetrieb die eingangs erwähnten, (las Pendeln bzw. Pumpen der -Maschine
begiiiistigenden Druckschwankungen beim Entspanrien des Verdichtcrinhaltes durch
folgende zwei neue Maßnahtnen beseitigt.
Die erste Maßnahme besteht
darin, daß der Diffusor der letzten Verdichtungsstufe vorn eigentlichen Druckraum
durch eine Abschlußwand 12, welche die Rückschlagabsperrorgane auf den Umfang verteilt
enthält, so abgegrenzt ist, (laß vor den Rückschlagabsperrorganen keine Räume verbleiben,
in denen sich auf Enddruck verdichtetes Fördermittel ansaninieln kann, das im Augenblick
des Abschlusses der Rückschlagabspe:rorgane eine Lntspannung in Richtung nach der
Saugleitung, also eine Strömungsumkehr des Fördermittels begünstigen könnte und
hiermit die Druckschwingungen auslösen würde, die erfindungsgemäß vermieden werden
sollen.
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Bei den erwähnten Aussetzerregelungen, bei denen nur ein möglichst
kleines Luftvoluinen durch die Rückschlagventile vom Netz abgesperrt wird, damit
eine möglichst schnelle und geräuschlose Entspannung erreicht wird, kann diese Anordnung
nicht verhindern, (laß die Entspannung des vor dem Rückschlagventil verbleibenden
Druckluftvolumens unter Richtungsumkehr erfolgen muß und dadurch die Dauer des Druckausgleiches
verzögert mit der Wirkung, daß ein eindeutiger Impulsdruck nicht genügend schnell
zustande kommen kann.
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Demgegenüber wird bei der Erfindung die Verkleinerung des Raumes vor
den Rückschlagventilen bis auf das kleinstmögliche Maß, d. h. bis praktisch auf
Null, durchgeführt, so daß eine-Ansammlung von auf Enddruck verdichtetem Fördermittel
ganz unmöglich gemacht ist.
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Die zweite Maßnahme besteht darin, daß in unmittelbarer Nähe der Rückschlagabsperrorgane
Abströniveiitile i i in genügender Anzahl und Größe angeordnet sind, durch die bei
Abschluß der Rückschlagabsperrorgane io ein gleichmäßiger, schwankungsloser Druckausgleich
des noch im Verdichter verbliebenen Fördermittels ohne Umkehr der Strömungsrichtung
ermöglicht wird. Bei den bekannten Verdichtern, bei denen zwischen dem Rückschlagabsperrorgan
in der Druckleitung und (lein Verdichter ein Abströmventil angeordnet ist, durch
(las die nach Abschluß des Rückschlagventils im Verdichter eingeschlossene Luft
nach außen entspannt wird, ist die Lage des Abströmventils zum Rückschlagventil
unter Belassung eines erheblichen Speicherraumes für auf Enddruck verdichtetes Förderinittel
gewählt, so da13 die nach der Erfindung bezweckte Wirkung nicht eintreten kann.
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Demgegenüber sind bei der Erfindung, dainit die Entspannung möglichst
schnell vor sich geht und nicht in Richtung des Saugstutzens erfolgt, in Verbindung
mit der Vermeidung eines eigentlichen Druckraumes vor ,1,," Rii@k:rlil;i;rventilen
noch in unmittelbarer Nähe der letzteren mehrere Abströmventile angeordnet.
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Durch die beiden vorstehend beschriebenen neuen Maßnahmen wird nach
Abschluß. der Rückschlagabsperrorgaiie ein schneller, von Druckpendelungen und Punipstößen
freier Überbang vom Förderbetrieb auf Leerlauf. betrieb ermöglicht ohne Inanspruchnahme
von empfindlichen und teueren Regelapparaten 'zur genauen Erfassung eines Impulsdruckes,
der den Abschaltezeitpunkt besonders steuert.
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Die für Aussetzerregelungen der hier vorliegenden Art übliche _,Absperrung
der Sattöffnung während der Abschaltezeiten erfolgt in Abhängigkeit von dem gleichen
Mittel wie die Öffnung der Abströinventile, mimlich von der Abschlußbewegung der
Rückschlagabsperrorgane, z. B. über einen elektrischen \(bmentschalter, der einen
Servomotor betätigt.
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Ein Ausführungsbeispiel der neuen Regelvorrichtung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachstehend beschrieben.
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Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen eingehäusigen Kreiselverdichter,
dessen Gehäuse aus einzelnen durch Ankerbolzen r zusammengehaltenen Zwi;chenw@inden
2 besteht, die rechts durch einen Saugdeckel 3 und links durch einen Druckdeckel
4 abgeschlossen werden. Die schwarz angelegten Läuferteile sind auf einer Welle
5 befestigt, die nach außen durch den Saug- und Druckdeckel hindurchragt und in
Lagern ruht, die an die Deckel angegossen sind.
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Das Fördermittel tritt durch die Saugleitung G in Pfeilrichtung in
den Verdichter und verläßt ihn über zwölf Rückschlagventile io in Pfeilrichtung.
durch den Druckstutzen Vor der Saugöffnung des ersten Laufrades 8 ist ein Absperrorgan
9 angebracht, dessen feststehender Teil in der Zeichnung schraffiert ist, während
der außen übergreifende, drehbare Teil schwarz angelegt ist. Das Absperrorgan 9
ist in Fig. i in Ofenstellung gezeichnet. Dementsprechend ist das Rückschlagventil
i o, von denen zwölf gleichinä.ßig auf den Umfang verteilt sind, im Druckdeckel
4 ebenfalls in Offenstellung gezeichnet. das Abströniventil i i hingegen, das in
dreifacher Anzahl gleichmäßig auf den Umfang verteilt zwischen den Rücksclilagventilen
io untergebracht ist. in Schließlage. Fig. i zeigt mithin den 'Verdichter bei Förderbetrieb.
Bei Leerlaufbetrieb sind die Schaltorgane 9, 1o und i i in entgegengesetzter Stellung,
(1. 1i. o und io geschlossen, i i geöffnet.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie a-b, in Richtung der eingezeichneten
Pfeile gesehen. Man erkennt das letzte Laufrad mit den Laufschaufeln, den DCUCkstutZCn
7 und die letzte Zwischenwand 2 finit den irr der waagerechten Mittelebene.
Ferner
sind sichtbar die unmittelbar in die Diffusorabschlußwand 12 des Druckdeckels gebohrten
Überströmöffnungen für die RückschagventIle io und die zwischen diesen untergebrachten
Abströtnventile i i. Letztere sind in einem rohrförmigen Einsatz gelagert, der durch
den Druckraum des Druckdeckels von atll.;eti her hindurchgeführt ist. Die Befestigung
erfolgt mittels eines Flansches 1.4 an der Außenwand des Druckdeckels 4. Der im
rohrförmigen Einsatz geführte Ventilkegel (s. Fig. i) schneidet in der Schließlage
mit der Diffusorwand 12 ab. Der Ventilkegel wird durch eine Zugschraubenfeder leicht
auf seinen Sitz gedrückt. Die Öffnung erfolgt durch einen in den rohrförmigen Einsatz
zentrisch einfuhrbaren Druckbolzen, der von eitlem in der Zeichnung nicht dargestellten
Kraftkolben betätigt wird.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie c-d, in Richtung der eingezeichneten
Pfeile gesehen. Das Absperrorgan 9 ist in Offenstellung gezeichnet, also bei Förderbetrieb.
Bei Leerlaufbetrieb werden die zwölf Öffnungen des schraffierten, feststehenden
Teiles durch die schwarz angelegten Stege des drehbaren Teiles abgedeckt, so daß
die Ansaugung gesperrt ist. Der drehbare Teil wird durch einen in der Zeichnung
nicht dargestellten Kraftkolben in bekannter Weise betätigt.
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Die Wirkungsweise der neuen Anordnung ist folgende. Sobald die Pumpgrenze
erreicht ist, schließen die Rückschlagventile io selbsttätig ab, wodurch ein finit
einem oder mehreren der Rückschlagventile verbundener elektrischer 'Momentschalter
Netzdruck auf den obenerwähnten, für jedes Abströmventil i I
vorgesehenen,
in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftkolben leitet, diesen dadurch in seine
Endlage bewegen(' und das Abströmventil öffnend. Gleichzeitig wir(' durch den gleichen
vorerwähnten Momentschalter Netzdruck auf den ebenfalls schon erwähnten, in der
Zeichnung nicht dargestellten Kraftkolben geleitet, der das Absperrorgan 9 betätigt,
wodurch (Mieses geschlossen wird und die Förderung aufhört. jetzt erfolgt der Druckausgleich
des #Jer(lichterinhaltes auf Leerlaufdruck durch l@nt@@-eichen des überschüssigen
77eiles durch die Abströmventile i i, und der 1_cerl:ttif beginnt. Et- (lauert so
lange an, bis der Netzdruck uin einen bestimmten Betrag, bei Bcrgwerl:sver(licliterti
z. B. etwa i at,. abgesunken ist. Dann unterbricht ein Kontaktnianoineter den Stromkreis
des erwähnten Momentschalters. Dadurch wird der Netzdruck von den Kraftkolben der
Abströmventile i i und dem des Absperrorgans 9 abgesperrt und letzterer (furch eine
Gegenkraft, z. B. eine Feder oder ein Gegengewicht, in seine Offenlagt bewegt. Dadurch
saugt der Verdichter wieder an, und der Förderbetrieb setzt selbsttätig wieder ein
bis zur nächsten Abschaltperiode. Die Abströmventile i i werden durch den im Diffusorende
wieder vorliandenen vollen Enddruck geschlossen gehalten. Der Abschluß der Abströnivcntile
erfolgt bereits unmittelbar nach Fortnahme des Netzdruckes von den Kraftkolben durch
die in der Beschreibung der Fig.2 erwähnte und in Fig. i angedeutete Zugschraubenfeder.
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Die Anordnung der Rückschlageinzelventile io und der Abströmventile
i i beschränkt sich nicht auf die in Fig. i gewählte Äusführungsform. Vielmehr können,
ohne an dein Wesen der Erfindung etwas zu ändern, die Ventile anstatt parallel auch
senkrecht oder schräg zur Verdichterachse am äußeren Ende des Difttisors 13 des
letzten Laufrades angeordnet sein. Auch kann der Diffusor des letzten Laufrades
als Spiraldiffusor ausgebildet sein, wobei die Rückschlag- und Abströmventile in
einer (las Spiralende umschließenden Ummantelung angeordnet sind, die in die Druckleitung
überleitet.
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Endlich kann statt des vorerwähnten, einheitlichen Spiraldiffusors
eine Unterteilung desselben in mehrere Spiralteildiffusoren erfolgen, deren Enden
mit einem oller mehreren Rückschlag- und Abströmventilett abschließen und im Parallelstrom
in die gemeinsame Druckleitung überleiten.
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Allen diesen Ausführungsmöglichkeiten ist das wesentliche Merkmal
eigen, daß vor dem Rückschlagorgan ein Druckspeicher fehlt, wobei der eigentliche
Diffusor, in dein ja zunächst noch eine Druckerhöhung bis auf den Enddruck erfolgt,
nicht als Druckspeicher im Sinne (Mieser Erfindung zu gelten hat. Weiterhin ist
<.fiesen Ausführungsmöglichkeiten eigen, (Maß neben den Rückschlagventilen Abströmventile
angeordnet sind, die eine Umkehr der Strömungsrichtung währen(' des Entweichens
des überschüssigen Verdichterinhaltes beim Druckausgleich verhindern und dadurch
den Druckausgleich auf Leerlaufdruck beschleunigen.
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Die Abführung des beim Druckausgleich und anschließend beim Leerlauf
(huch die Abströin@-entile t t austretenden Fördermittels ist innerhalb <Mieser
Erfindung eine Angelegenheit für sich. Bei niedrigem Enddruck und Luft als Fördermittel
kann ohne weiteres die in Fig, i gewililte Ausführung benutzt werden. wobei die
durchtretende Ltift ins Freie tritt. Bei höheren Enddrücken und Luft als Fördermittel,
wobei mit dauernd offener Abströniöftnung ein Pumpen des Verdichters im Leerlauf
möglich ist, wird der Abströtnöfinung zweckmiißig eine Riickschlagvorrichtung nachgeschaltet,
die verhindert, daß die durch >die Abströniventile austretende Luft
pumpend
in den Verdichter zurückflutet. Bei Gas als Fördermittel behält das vorstehend Gesagte
Geltung mit der Einschränkung, daß das durch die Abströmventile austretende Fördermittel
nicht ins Freie geleitet zu werden braucht, sondern der Saugöffnung des ersten Laufrades
im sogenannten Umlaufbetrieb zugeführt werden kann. Diese Punkte werden jedoch,
da allgemein bekannt, innerhalb der vorliegenden Erfindung als unwesentlich angesehen.