EP0437637A1 - Flüssigkeitsringpumpe - Google Patents
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- EP0437637A1 EP0437637A1 EP89121459A EP89121459A EP0437637A1 EP 0437637 A1 EP0437637 A1 EP 0437637A1 EP 89121459 A EP89121459 A EP 89121459A EP 89121459 A EP89121459 A EP 89121459A EP 0437637 A1 EP0437637 A1 EP 0437637A1
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- European Patent Office
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- operating fluid
- separator
- liquid ring
- heat exchanger
- condensate
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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
- F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
- F04C19/004—Details concerning the operating liquid, e.g. nature, separation, cooling, cleaning, control of the supply
-
- 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
- F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
- F04C29/042—Heating; Cooling; Heat insulation by injecting a fluid
Definitions
- the invention relates to a liquid ring pump according to the preamble of claim 1.
- a liquid ring of operating liquid circulates through an impeller in a housing.
- the liquid ring stands out on the suction side from the impeller hub, so that gas to be pumped can enter as the pumping gas.
- the liquid ring approaches the impeller hub again, which means that compressed gas can be pushed out.
- the liquid ring pump works with a downstream separator for the recovery of operating fluid.
- the return line of the separator is led through a heat exchanger to cool down the operating fluid.
- such liquid ring pumps with heat exchangers have replaced liquid ring pumps with so-called fresh water operation for reasons of economy and environmental protection.
- Liquid ring pumps are particularly suitable for the oil-free compression of dry gases that are partially or 100% saturated with water vapor.
- the pumping speed and the suction pressure change with the temperature of the operating liquid, since the vapor pressure is temperature-dependent.
- Usual operating characteristics are recorded for a suction of air with 100% relative humidity and a temperature of 20 ° C as well as for an operating liquid from water at a temperature of 15 ° C.
- the operating fluid also has the further function of dissipating the compression heat and, if necessary, sealing gaps between the impeller and control discs and, if appropriate, also internal parts of a shaft seal cool.
- the operating fluid that is pushed out can be separated from the conveying gas in a downstream separator.
- the invention has for its object to develop a liquid ring pump that works more economically and less sensitive to changes in temperature and relative humidity of the conveying gas.
- the solution to the stated problem consists in a liquid ring pump according to claim 1.
- the heat output of the heat exchanger is regulated as a function of a level sensor on the condensate of the separator in such a way that the cooling capacity increases as the condensate level falls and the cooling capacity decreases as the condensate level increases .
- the recovered operating fluid in the heat exchanger is at a temperature in the order of magnitude for an operating fluid made of water Cool down to 5 ° C. If you want to make compromises for special reasons, you can arrange a drain valve and an inlet valve in the return line between the separator and heat exchanger in order to work in a superimposed mode with operating fluid to be supplied and drained.
- the liquid ring pump 1 works with a downstream separator 2 for the recovery of operating fluid.
- the recovered operating fluid is fed into a return line 3 through a heat exchanger 4 for cooling the operating fluid.
- Operating fluid is recovered from the conveying gas 5 in the separator 2.
- the level of the condensate is detected by a level sensor 6, which is functionally part of a controller 7.
- the controller 7 regulates the cooling capacity of the heat exchanger 4 in such a way that the cooling capacity is increased when the condensate level drops and the cooling capacity is reduced when the condensate level increases.
- Water is usually used as the operating fluid.
- the heat exchanger 4 In order to convey air as a conveying gas which has, for example, 20 ° C. and a relative humidity of 50% on the suction side of the liquid ring pump 1 and to convey an amount of 2 to 2.5 kg per second, the heat exchanger 4 contains a quantity of operating fluid to cope with the order of 450 kg per hour.
- a drain valve 8 and an inlet valve 9 can be provided in the return line 3 between the separator 2 and the heat exchanger 4.
- this operating liquid is supplied at a low temperature, for example in the order of 5 ° C. You achieve a better working vacuum and higher flow rates, reduce the cost of water and increase the overall performance.
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Abstract
Flüssigkeitsringpumpe (1),
- in der durch ein Laufrad in einem Gehäuse ein Flüssigkeitsring aus Betriebsflüssigkeit umläuft, der sich auf der Saugseite von der Laufradnabe abhebt, so daß Fördergas eintreten kann und auf der Druckseite der Laufradnabe annähert, wodurch verdichtetes Fördergas ausgeschoben werden kann,
- die mit einem nachgeschalteten Separator (2) zur Rückgewinnung von Betriebsflüssigkeit arbeitet, dessen Rücklaufleitung (3) durch einen Wärmetauscher (4) zum Herunterkühlen der Betriebsflüssigkeit geführt ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Wärmetauscher (4) in seiner Kühlleistung in Abhängigkeit von einem Niveausensor (6) am Kondensat des Separators (2) derart geregelt wird, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühlleistung erhöht und bei steigendem Kondensatstand die Kühlleistung verringert wird.
- in der durch ein Laufrad in einem Gehäuse ein Flüssigkeitsring aus Betriebsflüssigkeit umläuft, der sich auf der Saugseite von der Laufradnabe abhebt, so daß Fördergas eintreten kann und auf der Druckseite der Laufradnabe annähert, wodurch verdichtetes Fördergas ausgeschoben werden kann,
- die mit einem nachgeschalteten Separator (2) zur Rückgewinnung von Betriebsflüssigkeit arbeitet, dessen Rücklaufleitung (3) durch einen Wärmetauscher (4) zum Herunterkühlen der Betriebsflüssigkeit geführt ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Wärmetauscher (4) in seiner Kühlleistung in Abhängigkeit von einem Niveausensor (6) am Kondensat des Separators (2) derart geregelt wird, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühlleistung erhöht und bei steigendem Kondensatstand die Kühlleistung verringert wird.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsringpumpe nach Gattungsbegriff von Patentanspruch 1. In der Flüssigkeitsringpumpe läuft durch ein Laufrad in einem Gehäuse ein Flüssigkeitsring aus Betriebsflüssigkeit um. Der Flüssigkeitsring hebt sich auf der Saugseite von der Laufradnabe ab, so daß zu förderndes Gas als Fördergas eintreten kann. Auf der Druckseite nähert sich der Flüssigkeitsring der Laufradnabe wieder an, wodurch verdichtetes Fördergas ausgeschoben werden kann. Die Flüssigkeitsringpumpe arbeitet mit einem nachgeschalteten Separator zur Rückgewinnung von Betriebsflüssigkeit. Die Rücklaufleitung des Separators wird durch einen Wärmetauscher zum Herunterkühlen der Betriebsflüssigkeit geführt. Derartige Flüssigkeitsringpumpen mit Wärmetauscher haben in vielen Anwendungsfällen die Flüssigkeitsringpumpen mit sogenanntem Frischwasserbetrieb aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und des Umweltschutzes abgelöst. Flüssigkeitsringpumpen eignen sich insbesondere zur ölfreien Verdichtung von trockenen, teilweise oder 100 % mit Wasserdampf gesättigten Gasen.
- Bei Flüssigkeitsringpumpen ändert sich das Saugvermögen und der Ansaugdruck mit der Temperatur der Betriebsflüssigkeit, da der Dampfdruck temperaturabhängig ist. Übliche Betriebskennlinien sind für ein Ansaugen von Luft mit 100 % relativer Feuchte und einer Temperatur von 20°C sowie für eine Betriebsflüssigkeit aus Wasser bei einer Temperatur mit 15°C aufgenommen. Die Betriebsflüssigkeit hat außer der eigentlichen Arbeitsfunktion auch die weitere Funktion, die Verdichtungswärme abzuführen und gegebenenfalls Spalte zwischen Laufrad und Steuerscheiben abzudichten und gegebenenfalls auch innere Teile einer Wellendich tung zu kühlen. Die ausgeschobene Betriebsflüssigkeit kann in einem nachgeschalteten Separator vom Fördergas getrennt werden. Auch bei einer Flüssigkeitsringpumpe, die mit einem Wärmetauscher zum Herunterkühlen der in einem Separator zurückgewonnenen Betriebsflüssigkeit arbeitet, treten üblicherweise Leckverluste auf, die ergänzt werden müssen. Bei auf dem Markt befindlichen Flüssigkeitsringpumpen kann man daher nicht in einem echten geschlossenen Kreislauf arbeiten. Es müssen Leckverluste ergänzt werden oder in bestimmten Betriebszuständen zu hoher Flüssigkeitsanfall durch Ablassen von Flüssigkeit gemindert werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsringpumpe zu entwickeln, die wirtschaftlicher und gegen Änderungen der Temperatur und der relativen Feuchte des Fördergases unempfindlicher arbeitet.
- Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Flüssigkeitsringpumpe nach Patentanspruch 1. Danach ist der Wärmetauscher in seiner Kühlleistung in Abhängigkeit von einem Niveausensor am Kondensat des Separators derart geregelt, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühlleistung erhöht und bei steigendem Kondensatstand die Kühlleistung verringert wird. Bei entsprechend empfindlicher Regelung treten hinsichtlich der Betriebsflüssigkeit keine Leckverluste und keine zu beseitigenden Mengen auf. Wenn man üblicherweise bei einem Fördergas von 20°C und einer relativen Feuchte von 50 % auf der Ansaugseite bei einer Temperatur von 25°C und einer relativen Feuchte von 100 % auf der Förderseite trotz eines Separators einen Verlust an Betriebsflüssigkeit in der Größenordnung von 90 kg pro Stunde hinnehmen muß, kann man erfindungsgemäß im Prinzip in einem echten geschlossenen Kreislauf ohne Leckverluste arbeiten. Hierzu ist die rückgewonnene Betriebsflüssigkeit im Wärmetauscher bei einer Betriebsflüssigkeit aus Wasser auf eine Temperatur in der Größenordnung von 5°C herunterzukühlen. Wenn man aus besonderen Gründen Kompromisse eingehen möchte, kann man in der Rücklaufleitung zwischen Separator und Wärmetauscher ein Ablaßventil und ein Einlaßventil anordnen, um auch in einem überlagerten Betrieb mit zuzuführender und abzulassender Betriebsflüssigkeit zu arbeiten.
- Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:
- Die Flüssigkeitsringpumpe 1 arbeitet mit einem nachgeschalteten Separator 2 zur Rückgewinnung von Betriebsflüssigkeit. Die rückgewonnene Betriebsflüssigkeit wird in eine Rücklaufleitung 3 durch einen Wärmetauscher 4 zum Herunterkühlen der Betriebsflüssigkeit geführt. Im Separator 2 wird aus dem Fördergas 5 Betriebsflüssigkeit zurückgewonnen. Das Niveau des Kondensats wird durch einen Niveausensor 6 erfaßt, der funktionell Teil eines Reglers 7 ist. Der Regler 7 regelt in Abhängigkeit vom Niveausensor 6 die Kühlleistung des Wärmetauschers 4 derart, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühlleistung erhöht wird und bei steigendem Kondensatstand die Kühlleistung verringert wird. Bei sinkendem Kondensatstand erhöht sich dadurch der Kondensatgewinn und bei hohem Niveau des Kondensats die Austragung durch Verdunsten. Üblicherweise wird mit Wasser als Betriebsflüssigkeit gearbeitet. Um Luft als Fördergas zu fördern, die auf der Ansaugseite der Flüssigkeitsringpumpe 1 beispielsweise 20°C und eine relative Feuchte von 50 % aufweist und um eine Menge von 2 bis 2,5 kg pro Sekunde zu fördern, ist vom Wärmetauscher 4 eine Menge an Betriebsflüssigkeit in der Größenordnung von 450 kg pro Stunde zu bewältigen.
- Um einen überlagerten Betrieb zu ermöglichen, kann man in der Rücklaufleitung 3 zwischen Separator 2 und Wärmetauscher 4 ein Ablaßventil 8 und ein Einlaßventil 9 vorsehen.
- Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringpumpe führt man dieser Betriebsflüssigkeit auf niedriger Temperatur, beispielsweise in der Größenordnung von 5°C, zu. Man erzielt ein besseres Arbeitsvakuum und höhere Fördermengen, vermindert die Kosten für Wasser und steigert insgesamt die Leistung.
Claims (2)
1. Flüssigkeitsringpumpe (1),
- in der durch ein Laufrad in einem Gehäuse ein Flüssigkeitsring aus Betriebsflüssigkeit umläuft, der sich auf der Saugseite von der Laufradnabe abhebt, so daß Fördergas eintreten kann und auf der Druckseite der Laufradnabe annähert, wodurch verdichtetes Fördergas ausgeschoben werden kann,
- die mit einem nachgeschalteten Separator (2) zur Rückgewinnung von Betriebsflüssigkeit arbeitet, dessen Rücklaufleitung (3) durch einen Wärmetauscher (4) zum Herunterkühlen der Betriebsflüssigkeit geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) in seiner Kühlleistung in Abhängigkeit von einem Niveausensor (6) am Kondensat des Separators (2) derart geregelt wird, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühlleistung erhöht und bei steigendem Kondensatstand die Kühlleistung verringert wird.
- in der durch ein Laufrad in einem Gehäuse ein Flüssigkeitsring aus Betriebsflüssigkeit umläuft, der sich auf der Saugseite von der Laufradnabe abhebt, so daß Fördergas eintreten kann und auf der Druckseite der Laufradnabe annähert, wodurch verdichtetes Fördergas ausgeschoben werden kann,
- die mit einem nachgeschalteten Separator (2) zur Rückgewinnung von Betriebsflüssigkeit arbeitet, dessen Rücklaufleitung (3) durch einen Wärmetauscher (4) zum Herunterkühlen der Betriebsflüssigkeit geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) in seiner Kühlleistung in Abhängigkeit von einem Niveausensor (6) am Kondensat des Separators (2) derart geregelt wird, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühlleistung erhöht und bei steigendem Kondensatstand die Kühlleistung verringert wird.
2. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (3) zwischen Separator (2) und Wärmetauscher (4) ein Ablaßventil (8) und ein Einlaßventil (9) angeordnet ist.
Priority Applications (2)
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EP89121459A EP0437637A1 (de) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Flüssigkeitsringpumpe |
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Applications Claiming Priority (1)
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EP89121459A EP0437637A1 (de) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Flüssigkeitsringpumpe |
Publications (1)
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EP0437637A1 true EP0437637A1 (de) | 1991-07-24 |
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ID=8202142
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Country Status (2)
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