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Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Kreiselverdichtern Es ist
eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Kreiselverdichtern bekannt, bei
welcher der Verdichter bei Erreichen eines bestimmten Druckes im Preßluftnetz abgeschaltet
wird. Dieses Regelungsverfahren erfordert eine flache Druckvolumencharakteristik,
um ein zu häufiges Ein- und Abschalten zu vermeiden. Die flache Charakteristik macht
wiederum die Verwendung eines großen Verdichtermodells notwendig, dessen Betriebsdrehzahl
oft weit unter seiner höchst zulässigen Drehzahl gehalten werden muß. Der Verdichter
wird infolgedessen nicht voll ausgenutzt und ist daher im Verhältnis zu seiner Leistung
sehr teuer.
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Nach einem weiteren bekannten Vorschlage erfolgt die Regelung des
Kreiselverdichters in der Weise, daß von der größtmöglichen Luftmenge bis zu einer
in der Nähe der Pumpgrenze liegenden Luftmenge herab der Förderdruck durch Drosselung
der Saugleitung gleichbleibend gehalten wird, während bei weiterer Verminderung
der Luftmenge bis zum Betrage Null eine Änderung des Luftdruckes entsprechend einer
Druckvolumenkurve bei konstantem Ouerschnitt der Leitung zugelassen wird. Bei einer
derartigen Rege-Jung wird der Nachteil des vorerwähnten Regelverfahrens, die Arbeitsweise
entsprechend einer flachen Charakteristik und damit die Verwendung eines großen
unwirtschaftlich ausgenutzten Verdichtermodells, an sich vermieden. Diese Regelung
hat indessen verschiedene andere Nachteile. Für das Ansprechen der Entlastungsvorrichtung
ist ein Pumpstoß erforderlich, den man natürlich so weitgehend wie möglich vermeiden
muß. Während des Leerlaufens tritt ein ständiges Rückströmen ein, wodurch verschiedene
Teile der Anlage unzulässig beansprucht werden und damit in kurzer Zeit verschleißen.
Hiervon abgesehen geht durch das Rückströmen der Preßluft ein Teil der Luftmenge
verloren, die vor Ansprechen der Vorrichtung bei gutem Wirkungsgrad gefördert wurde.
Der Wirkungsgrad der Anlage ,wird mithin durch die Entlastungsvorrichtung verschlechtert.
-Die Erfindung will die Nachteile der vorerwähnten Regelungsarten vermeiden. Sie
erreicht dies dadurch, daß die wirtschaftliche Mengenregelung bei konstantem Druck
außerhalb des Pumpgrenzgebietes beibehalten wird, während der völlig unwirtschaftliche
Regelbereich
innerhalb des Pumpgebietes durch die Aussetzregelung
ersetzt wird, nachdem vorher das Preßluftnetz unter gewissem Druckanstieg bei noch
günstigem Wirkungsgrad des Kompressors aufgepumpt wurde.
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Zur Durchführung dieses Regelverfahrens ist gemäß der - Erfindung
eine elektrische Steuereinrichtungvorgesehen, welche zunächst die Mengenregelung
bei einer wählbaren Luftmenge beendet, alsdann zwecks Umschaltung des Verdichters
auf Leerlauf das Regelungsorgan völlig dicht schließt und den Antriebsmotor des
Regelungsorgans der Einwirkung des Steuerschalters entzieht oder zwecks Stillsetzung
des Verdichters den Hauptschalter seines Antriebsmotors abschaltet und gleichzeitig
zur Verhinderung des Pumpens den Hilfsauslaß öffnet und welche umgekehrt den Verdichter
vom Leerlauf bzw.' vom Stillstand wieder auf Förderung mit selbsttätiger elektrischer
Mengenregelung umschaltet. Für die Steuerung des Regelungsorgans empfiehlt es sich,
den Antriebsmotor desselben zwecks Beendigung der Mengenregelung mittels eines Anschlages
abzuschalten, der auf dem beweglichen Organ der Mengenregelungsvorrichtung angebracht
ist und in einer bestimmten Stellung desselben einen Schalter im Stromkreis des
Antriebsmotors unterbricht. Um hierbei die Luftmenge beliebig wählbar einstellen
zu können, ist der Anschlag zweckmäßig auf dem beweglichen Organ der Mengenregelungsvorrichtung
verstellbar angeordnet. Die Anordnung kann auch in der Weise getroffen sein, daß
ein von der elektrischen Steuereinrichtung gesteuerter fester Anschlag in seiner
wirksamen Stellung die Weiterbewegung der Me-ngenregelungsvorrichtung im Schließungssinne
verhindert, wobei zweckmäßig Sicherheitsvorrichtuggen vorgesehen sind, welche den
Antriebsmotor der Mengenregelung bei IJberschreitung eines bestimmten Drehmomentes
abschalten.
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In Abb. i, welche den schematischen Aufbau einer gemäß der Erfindung
geregelten Anlage wiedergibt, bezeichnet i das Drehstromnetz, an das über einen
Ölschalter 2 der Antriebsmotor 3 des Kreiselverdichters q. angeschlossen ist. Die
Druckleitung des Verdichters q. führt über ein Rückschlagventil 5 zu dem Speicher
6 des Druckluftnetzes. In der Saugleitung des Verdichters ist ein Drosselorgan 7
vorgesehen, welches durch den Elektromotor 8 gesteuert wird. In der Druckleitung
ist zwischen dem Verdichter q. und dem Rückschlagventil 5 ein Hilfsauslaß 9 vorgesehen,
welcher durch einen Elektromotor io geöffnet bzw. geschlossen werden kann.
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Zur Steuerung des Drosselorgans 7 dient ein in Abhängigkeit vom Druck
des Speichers 6 betätigter Membranregler i i. An dem Drosselorgan bzw. Saugschieber
7 ist ein nockenähnlicher Anschlag, 13 vorgesehen, welcher bei einer bestimmten
Stellung des Saugschiebers durch Betätigung des Schalters 1z den Strom des Motors
8 im Schließungssinne unterbricht. In dem Stromkreis des Motors 8 liegt ein elektromagnetisch
betätigter Schalter 1q.. Zur Steuerung des gesamten Verdichterantriebes dient der
bei einem bestimmten einstellbaren Höchstdruck bzw. Mindestdruck ansprechende Membranschalter
16, welcher das Ansprechen der Steuer- und Zeitschalteinrichtung 17 auslöst. Der
Steuerstrom für die einzelnen Schalter sowie der Strom für die Hilfsantriebe wird
über einen Transformator 15 dem Netz i entnommen. 18 ist eine Hilfsölpumpe, welche
dazu dient, während des Auslaufes und während des Wiederanfahrens des Verdichters
für eine rechtzeitig genügende Schmierung der- Lager des Maschinensatzes zu sorgen.
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Die Arbeitsweise der Anlage ist folgende: Zunächst sei angenommen,.
daß die dem Netz entnommene Preßluftmenge der vollen Leistung des Verdichters .entspricht.
In diesem Falle ist der Saugschieber 7 voll geöffnet. Nimmt der Bedarf ab, so wird
unter allmählichem Druckanstieg im Netz durch den Steuerschalter ii der Antrieb
des Saugschiebers 7 mehrfach eingeschaltet und der Saugschieber mehr und mehr geschlossen.
Wenn der Druck des Netzes infolge zu geringen Luftverbrauches über den eingestellten
Wert ansteigt, geht der Schalter ii in seine obere Stellung und schaltet den Antriebsmotor
8 des Saugschiebers im Schließungssinne ein. Der Saugschieber wird um einen kleinen
Betrag geschlossen. Infolgedessen sinkt der vom Verdichter geförderte Luftdruck,
und der Schalter i i gelangt wieder in seine Mittelstellung, d. h. er unterbricht
den Strom des Motors B. Sinkt dagegen der Luftdruck des Netzes infolge zu starker
Luftentnahme unter den eingestellten Wert, so gelangt der Schalter i i in seine
untere Stellung und schaltet den Motor 8 im Öffnungssinne ein. Der Saugschieber
wird so weit geöffnet, bis der vom Verdichter gelieferte Luftdruck mit dem Solldruck
übereinstimmt und der Schalter i i den Motor wieder ausschaltet. Diese Regelung
kann elektrisch feinstufig und bei geringster Druckdifferenz erfolgen, so daß der
Förderdruck praktisch nahezu konstant gehalten wird. ' Nimmt die verlangte Luftmenge
bis in die Nähe der Pumpgrenze ab, so wird bei der entsprechenden Stellung des Saugschiebers
7 durch den Anschlag 13 der Schalter 12 betätigt und der Strom des Antriebsmotors
8 unterbrochen. Eine weitere Schließung des
Saugschiebers kann also
nicht eintreten, wohl aber wieder ein Offnen. Falls die Luftmenge jetzt noch weiter
vermindert wird, steigt der Luftdruck, da ja der Querschnitt der Leitung konstant
bleibt, entsprechend einer Druckvolumenkurve an. Bei einem bestimmten einstellbaren
Höchstdruck spricht der Schalter 16 an und leitet die Abschaltung des Antriebsmotors
3 ein. Gleichzeitig wird durch die Steuereinrichtung zunächst der Saugschieber 7
ganz geschlossen. Damit der Motor 8 der Steuerung des Schalters ii entzogen ist,
wird hierbei der Schalter 14 betätigt und der über den Schalter i i führende Stromkreis
des Motors 8 unterbrochen. Zugleich wird zur Vermeidung des Pumpens beim Auslauf
der Hilfsauslaß 9 durch den Elektromotor io ganz geöffnet und die Hilfsölpumpe 18
in Betrieb gesetzt. Sodann wird der Hauptschalter :2 ausgeschaltet, so daß der Kreiselverdichter
zum Stillstand kommt. Beim Stillstand des Kreiselverdichters wird auch die Hilfsölpumpe
18 abgeschaltet. Bei weiterem Preßluftverbrauch sinkt allmählich der Druck des Speichers
6, so daß bei einem bestimmten einstellbaren Mindestdruck der Schalter 16 wieder
anspricht und den Antrieb des Kreiselverdichters wieder in Betrieb setzt.
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Zunächst wird die Hilfsölpumpe 18 eingeschaltet und der Hauptschalter
2 des Antriebsmotors 3 eingelegt. Da der Saugschieber 7 noch vollkommen dicht geschlossen
und der Hilfsauslaß 9 noch geöffnet ist, läuft der Verdichter q. völlig entlastet,
ohne zu pumpen, und bei geringstem Anlaßverlust wieder an. Nachdem der Verdichter
seine volle Drehzahl erreicht hat, wird die Hilfsölpumpe 18 abgeschaltet, der Hilfsauslaß
9 geschlossen und der Saugschieber 7 geöffnet, indem durch Betätigung des Schalters
14 dem Motor 8 über den unteren Kontakt des Regelschalters i i Strom zugeführt wird.
Der Verdichter beginnt wieder zu fördern und arbeitet über das Rückschlagventil
5 auf den Speicher 6. Der normale Betriebszustand ist also wiederhergestellt.
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Die Abb.2 zeigt eine von dem Ausführungsbeispiel der Abb. i abweichende
Anordnung der Steuerungseinrichtung des Mengenregelungsorgans.
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Mit 8 ist wiederum der Steuermotor bezeichnet, welcher den Saugschieber
7 in vorliegendem Falle über eine Drehmomentkupplung ig antreibt. Der auf der Schieberspindel
angebrachte Anschlag 13 arbeitet mit einem Anschlag 20 zusammen, der ' in geeigneter
Weise, z. B. mittels eines Elektromagneten, von der Steuereinrichtung 17 gesteuert
wird. Während der Mengenregelung befindet sich der Anschlag 2o in der gezeichneten
Stellung, in welche er zusammen mit dem Anschlag 13 eine Schließung des Saugschiebers
7 über eine bestimmte Lage hinaus verhindert. Soll auf Leerlauf geschaltet werden,
so wird von der Steuereinrichtung 17 aus der Anschlag 2o aus der Bewegungsbahn des
Anschlages 13 herausgerückt, so daß der Saugschieber in seine Endstellung bewegt
werden kann. Die Drehmomentkupplung i9 hat in beiden Fällen die Aufgabe, beim Aufsetzen
des Anschlages 13 bzw. des Saugschiebers 7 den Steuermotor 8 selbsttätig abzuschalten.
Da die Abschaltung immer erst dann erfolgt, wenn ein bestimmtes Drehmoment überschritten
wird, ist hiermit gewährleistet, daß der Saugschieber vollkommen dicht schließt,
was für den Leerlaufbetrieb von wesentlicher Bedeutung ist.