EP0685038A1 - Flussigkeitsringmaschine und verfahren zu ihrem betrieb. - Google Patents

Flussigkeitsringmaschine und verfahren zu ihrem betrieb.

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EP0685038A1
EP0685038A1 EP94906852A EP94906852A EP0685038A1 EP 0685038 A1 EP0685038 A1 EP 0685038A1 EP 94906852 A EP94906852 A EP 94906852A EP 94906852 A EP94906852 A EP 94906852A EP 0685038 A1 EP0685038 A1 EP 0685038A1
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EP
European Patent Office
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liquid ring
ring machine
liquid
working space
machine
Prior art date
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EP94906852A
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English (en)
French (fr)
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EP0685038B1 (de
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Peter Trimborn
Kurt-Willy Mugele
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP0685038B1 publication Critical patent/EP0685038B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a liquid ring machine and a liquid ring machine for carrying out the method.
  • the work space is divided into two sub-work spaces of the same size by a wall part axially dividing the impeller and by an intermediate wall of the housing shell arranged in the same plane with this wall part. During operation, a liquid ring is formed in each work area.
  • Separate suction and discharge ports are assigned to each work area. Furthermore, the sub-work rooms in the lower area are connected to one another by openings in order to be able to simultaneously empty both sub-work rooms through a common outlet. With such a pump, two different gases, different pressures, can be pumped simultaneously.
  • the object of the invention is to provide a method for adapting a liquid ring machine to different load cases and to create a liquid ring machine for carrying out the method.
  • This object is achieved by a method in which at least one partial working space of the liquid ring machine is separated from the operating fluid supply and emptied from the operating fluid at least to such an extent that the part of the impeller rotating in this partial working space does not come into engagement with the operating fluid, and this partial work space is shut off on the suction and / or pressure side. This enables a partial shutdown of the liquid ring machine.
  • This provides a simple and effective adaptation of the pumping speed of a liquid ring machine to the required operating conditions.
  • the regulation of the internal pressure according to claim 2 has the effect that the energy consumption of the part of the impeller which is idling in a switched off working area is minimized.
  • the axial force which arises as a result of the pressure differences existing between the partial working spaces is also exerted on the impeller and thus also kept negligibly small on the impeller shaft.
  • the interactions at the gap between the impeller of the liquid ring machine and the intermediate wall surrounding the impeller are significantly reduced.
  • a further energy saving is obtained by keeping the bottom liquid collecting in the geodetically lower area of a switched-off sub-work space at a level such that the bottom liquid does not come into engagement with the impeller of the liquid ring machine.
  • the method can be carried out in an advantageous manner with a liquid ring machine designed according to claim 4.
  • the setting of the internal pressure of at least one switched off working area approximately equal to the internal pressure of at least one remaining working area can be achieved in a particularly simple manner by at least on one side of the liquid ring machine the suction nozzle arranged additionally via an external connecting line to one of the partial work space adjacent to the other side is in flow connection.
  • the negative pressure prevailing in the suction area of the partial working space in operation causes the switched off part of the working space to be evacuated without further aids.
  • the external connecting line has a pressure reducing device, it is possible to regulate the internal pressure of a switched-off partial work space in the desired manner.
  • a pressure network or vacuum network which is often already present, can be used to regulate the pressure balance of a switched-off partial work area.
  • the impeller shaft is supported by a double-acting tapered roller bearing.
  • This bearing can absorb increased axial forces in addition to the radial forces.
  • each part of the work area can be connected to a liquid discharge device, it is advantageous to provide the operating liquid supply with a shut-off element on at least one machine side in order not to unnecessarily supply operating liquid in the event of a partial switch-off.
  • the shut-off of the operating liquid supply can also take place in a controlled manner.
  • the shaft seals of the liquid ring machine designed according to claim 11 limit the atmospheric gas entry into a switched-off partial working space. Otherwise, the passive part of the Working space setting atmospheric gas pressure
  • a partial emptying of the liquid ring machine can take place particularly quickly through a separate emptying opening in each sub-work space, so that the partial shutdown can be carried out immediately if necessary.
  • the operating liquid flowing out of the switched-off partial working space during a partial shutdown is supplied to the operating liquid supply of a partial working space which is in operation by the fact that the emptying opening of at least one partial work space is connected to the operating fluid supply of at least one other partial work space.
  • the sump liquid collecting in the geodetically lower area of the switched-off part of the work space is automatically sucked into the remaining work space, which is in operation in the compression area located partial working space prevailing pressure is below the pressure set in a switched off partial working space, provided that no additional means for adjusting the internal pressure are provided for the switched off partial working space. This means that no further precautions are required to drain the bottom liquid.
  • An adequate possibility of automatically returning the sump liquid in a partial work space that is in operation is to connect the drainage opening of at least one partial work space to the suction area of at least one other partial work space.
  • connections leading away from the outlet openings of the partial work rooms are most conveniently designed as closed conduit channels. These can then be arranged either inside or outside the machine housing. A quicker and more effective emptying of the partial working space provided for the shutdown, as well as the regulation of the sump liquid flowing into this partial working space to a constant level, is possible by connecting at least one controllable extraction pump to the partial working spaces.
  • Such a non-contact seal can advantageously be designed according to the features of claim 21.
  • a work space is formed by a machine housing 3 which is closed off at the end by plane control disks 2.
  • an impeller 4 provided with blades, the axis of which is arranged eccentrically with respect to the axis of the machine housing 3.
  • the shaft 5 of the impeller 4 is rotatably supported on the end face in side plates 6 of the liquid ring machine 1 connected to the machine housing 3.
  • 6 stuffing box packings are provided in the side plates, not visible in the drawing.
  • the impeller 4 is axially divided in the middle by a wall part 8 which extends over the entire circumference of the impeller 4 and extends in the radial direction from the impeller hub to the free ends of the blades of the impeller 4.
  • a wall part 8 With the wall part 8 lying in one plane, an intermediate wall 9 is provided which concentrically surrounds the impeller 4 and is fixedly connected to the machine housing 3. There is an operationally necessary gap 14 between the wall part 8 and the intermediate wall 9.
  • the wall part 8 and the intermediate wall 9 divide the work space into two subwork spaces 10, 11 of equal size, furthermore between a switched off work space; a distinction is made between the passive sub-work space 11 and a sub-work space in operation, the active sub-work space 10.
  • the two sub-workrooms 10, 11 are usually of the same design and each sub-work room 10, 11 can therefore be used as an active or passive sub-work room 10 or 11.
  • a partial work space is shown as a passive partial work space 11.
  • This passive sub-work space 11 is provided with an emptying opening 12 which is suitable for its total emptying and which has a a connecting line 19 is in flow connection.
  • a sump drain 21 with a relief connection 13 is arranged in the geodetically lower area of the partial working space 11.
  • Both sub-work rooms 10, 11 are each provided with pressure and suction ports 20, only the suction port 20 being visible in the drawing.
  • the passive sub-work space 11 is connected to the suction port 20 of the active sub-work space 10 via an evacuation line 22.
  • Evacuation line 22 is provided with a control valve 23. A possible connection of the active sub-work space 10 with the suction connection 20 adjacent to the passive sub-work space 11 is not shown.
  • the connection between the corresponding machine side 1 and the pumped medium is first interrupted via the pressure and suction ports 20.
  • the separate operating fluid supply of the one sub-work space 11 is also switched off.
  • the emptying opening .12 is opened so that the operating liquid of the now passive partial working space 11 can flow out.
  • the outflowing operating fluid of the passive partial working space 11 can be supplied via the connecting line 19 to the operating fluid supply of the active partial working space 10.
  • the liquid ring machine 1 After the passive partial working space 11 has been emptied, the liquid ring machine 1 operates in the partially switched-off state. Now flows through the gap 14 required for operation between the wall part 8 and the intermediate wall 9 Operating fluid from the active workspace 10 into the passive workspace 11. As a result, a sump liquid 15 collects in the lower area of the passive partial working area 11, the level 16 of which should, if possible, not reach the blade area 17 of the impeller 4. For this reason, separate outlet openings are provided for draining off the sump liquid 15 in both sub-workrooms 10 and 11, which are shown only for the passive sub-work area 11. In the exemplary embodiment shown in the drawing, several options for designing the outlet openings are shown, which can be used individually or together.
  • a sump drain 21 provided in the geodetically lower area of the machine housing 3 serves as the outlet opening.
  • the sump liquid 15 flowing out here can also be supplied to the operating fluid of the active partial working space 10 via a further relief connection 13.
  • the sump drain 21 can also be connected to a barometric downpipe, the height of which is determined according to the internal pressure and the level of the sump liquid.
  • a connection opening 18 located in the intermediate wall 9 also fulfills the function of an outlet opening for the sump liquid 15.
  • the sump liquid 15 flows directly into the active partial working space 10, because despite an improved shaft seal due to appropriately designed stuffing box packings Pressure increase can take place in the passive sub-work space 11 and thus a pressure drop from the passive sub-work space 11 to the active sub-work space 10, which the sump liquid 15 follows.
  • it is necessary to regulate the internal pressure of the passive partial working space 11 so that it is less than or at most equal to the internal pressure of the active partial working space 10. This is achieved in a simple manner in that the passive partial working space 11 is connected to the suction port 20 of the active partial working space 10 via an evacuation line 22. The negative pressure prevailing at this point then also arises in the passive partial working space 11. A further intervention possibility is provided via a control valve 23 in the evacuation line 22.
  • the internal pressure of the passive partial working space 11 can thus be set such that any sump liquid flows out through the outlet openings provided for this, as already described.

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Flüssigkeitsringmaschine (1), bei dem ein Teilarbeitsraum (10 oder 11) der Flüssigkeitsringmaschine (1) von der Betriebsflüssigkeitszufuhr abgetrennt und soweit von der Betriebsflüssigkeit entleert wird, daß der in diesem Teilarbeitsraum (10 oder 11) umlaufende Teil des Laufrades (4) nicht mit der Betriebsflüssigkeit in Eingriff gelangt, und dieser Teilarbeitsraum (10 oder 11) saug- und/oder druckseitig abgesperrt wird. Durch dieses Verfahren ist eine wahlweise Teilabschaltung der Flüssigkeitsringmaschine (1) und damit eine Anpassung an die jeweiligen Prozeßanforderungen möglich. Dadurch werden die Investitionskosten bei der Anschaffung und der Energieverbrauch im Betrieb einer solchen Flüssigkeitsringmaschine (1) gesenkt.

Description

FLÜSSIGKEITSRINGMASCHINE UND VERFAHREN ZU IHREM BETRIEB
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Flüssigkeitsringmaschine sowie eine Flüssigkeitsring¬ maschine zur Durchführung des Verfahrens.
Bei einer aus der DE-C 961 653 bekannten Flüssigkeits- ringmaschine ist der Arbeitsraum durch ein das Laufrad axial unterteilendes Wandteil und durch eine mit diesem Wandteil in gleicher Ebene angeordnete Zwischenwand des Gehäusemantels in zwei gleich große Teilarbeitsräume unterteilt. Während des Betriebes bildet sich in jedem Teilarbeitsraum ein Flüssigkeitsring.
Jedem Teilarbeitsraum sind separate Saug- und Druckstutzen zugeordnet. Ferner sind die Teilarbeitsräume im unteren Bereich miteinander durch Öffnungen verbunden, um eine gleichzeitige Entleerung beider Teilarbeitsräume durch einen gemeinsamen Auslaß vornehmen zu können. Mit einer solchen Pumpe können, zwei voneinander verschiedene Gase, unterschiedlichen Drucks, gleichzeitig gefördert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es dagegen, ein Verfahren zur Anpassung einer Flüssigkeitsringmaschine an unterschied¬ liche Belastungsfälle anzugeben sowie eine Flüssigkeits¬ ringmaschine zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem wenigstens ein Teilarbeitsraum der Flüssigkeitsringmaschi¬ ne von der Betriebsflüssigkeitzufuhr abgetrennt und wenig¬ stens so weit von der Betriebsflüssigkeit entleert wird, daß der in diesem Teilarbeitsraum umlaufende Teil des Laufrades nicht mit der Betriebsflüssigkeit in Eingriff gerät, und dieser Teilarbeitsraum saug- und/oder drucksei¬ tig abgesperrt wird. Hierdurch gelingt eine Teilabschal¬ tung der Flüssigkeitsringmaschine. Damit ist eine ebenso einfache wie wirksame Anpassung des Saugvermögens einer Flüssigkeitsringmaschine an die erforderlichen Betriebs¬ bedingungen gegeben. Diese Anpassungsmöglichkeit an die tatsächlichen Betriebsbedingungen ist deshalb von beson- dem Vorteil, weil sich bei solcher Anlage die tatsäch- liehen Betriebsbedingungen nicht .exakt vorherbestimmen lassen. Insofern ist es leicht möglich, daß eine eventuell überdimensionierte Flüssigkeitsringmaschine installiert wird. Durch die Teilabschaltung einer solchen Flüssigkeits¬ ringmaschine lassen sich dann die Betriebskosten erheblich senken. Bisher war eine solche Anpassung nur bei einem Betrieb mit mehreren Flüssigkeitsringmaschinen möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet demgegenüber eine erhebliche Einsparung bei den Investitionskosten. Darüber hinaus ist auch der Platzbedarf für nur eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebene Flüssigkeitsring¬ maschine wesentlich geringer.
Die Regelung des Innendrucks gemäß Anspruch 2 bewirkt, daß der Energieverbrauch des in einem abgeschalteten Teil- arbeitsraum leerlaufenden Teiles des Laufrades minimiert wird. Bei einer solchen Druckregelung wird auch die sich in Folge der zwischen den Teilarbeitsräumen bestehenden Druckunterschiede einstellende Axialkraft auf das Laufrad und damit auch auf die Laufradwelle vernachläßigbar klein gehalten. Im übrigen werden die Wechselwirkungen an dem zwischen dem Laufrad der Flüssigkeitsringmaschine und der das Laufrad umschließenden Zwischenwand betriebsnotwendig bestehenden Spalt erheblich reduziert.
Eine weitere Energieersparnis ergibt sich, in dem die sich im geodätisch unteren Bereich eines abgeschalteten Teil¬ arbeitsraumes sammelnde Sumpfflussigkeit auf einem solchen Pegel gehalten wird, daß die Sumpfflussigkeit nicht mit dem Laufrad der Flüssigkeitsringmaschine in Eingriff ge¬ langt.
Das Verfahren kann in vorteilhafter Weise mit einer gemäß Anspruch 4 ausgebildeten Flüssigkeitsringmaschine durchgeführt werden.
Die Einstellung des Innendrucks wenigstens eines abge¬ schalteten Teilarbeitsraumes etwa gleich dem Innendruck wenigstens eines im Betrieb verbleibenden Teilarbeits¬ raumes gelingt in besonders einfacher Weise, indem min¬ destens auf einer Seite der Flüssigkeitsringmaschine der angeordnete Saugstutzen zusätzlich über eine externe Ver¬ bindungsleitung mit einem der jeweils anderen Seite be- nachbarten Teilarbeitsraum in Strömungsverbindung steht. Der im Ansaugbereich des im Betrieb befindlichen Teil¬ arbeitsraumes herrschende Unterdruck bewirkt eine Evaku¬ ierung des abgeschalteten Teils des Arbeitsraumes ohne weitere Hilfsmittel.
Dadurch, daß die externe Verbindungsleitung eine Druck¬ minderungseinrichtung aufweist, ist es möglich den Innen¬ druck eines abgeschalteten Teilarbeitsraumes in der ge¬ wünschten Weise zu regeln. Für bestimmte Einsatzfälle kann es vorteilhaft sein, min¬ destens einen Teilarbeitsraum mit einem Anschluß für eine Evakuierungseinrichtung zu versehen. So kann beispiels¬ weise ein oft schon vorhandenes Drucknetz oder Vakuumnetz zur Regelung des Druckhaushaltes eines abgeschalteten Teilarbeitsraumes benutzt werden.
Bei einer gemäß Anspruch 8 ausgestatteten Flüssigkeits¬ ringmaschine ist es auch möglich, daß erfindungsgemäße Verfahren ohne zusätzliche Einrichtungen zur Regelung des Druckhaushaltes eines abgeschalteten Teilarbeitsraumes durchzuführen. Die bei nicht geregeltem Innendruck auf¬ tretenden Axialkräfte werden dann von der entsprechend ausgebildeten Lagerung aufgenommen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird gemäß Anspruch 9 die Laufradwelle durch ein doppelt wirkendes Kegelrollenlager gelagert. Diese Lagerung kann zusätzlich zu den radialen Kräften erhöhte axiale Kräfte aufnehmen.
Obgleich jeder Teilarbeitsraum für sich mit einer Flüssig¬ keitsabführeinrichtung verbindbar ist, ist es vorteilhaft die Betriebsflüssigkeitszufuhr auf mindestens einer Maschi¬ nenseite mit einem Absperrglied zu versehen, um im Falle einer Teilabschaltung gar nicht erst unnötig Betriebsflüs¬ sigkeit zuzuführen. Die Absperrung der Betriebsflüssig¬ keitszufuhr kann auch gesteuert erfolgen.
Die gemäß Anspruch 11 ausgelegten Wellendichtungen der Flüssigkeitsringmaschine begrenzen den atmosphärischen Gaseintritt in einen abgeschalteten Teilarbeitsraum. Andernfalls könnte der sich in diesem passiven Teil des Arbeitsraumes einstellende atmosphärische Gasdruck den
Wirkungsgrad der Flüssigkeitsringmaschine beeinträchtigen, oder unnötig die Regelung des Druckhaushaltes für diesen Teilarbeitsraum belasten.
Um frei wählen zu können, welcher Teilarbeitsraum abge¬ schaltet wird, ist eine Unterteilung in gleichgroße Teil¬ arbeitsräume gemäß Anspruch 12 vorteilhaft. Eine solche Unterteilung bietet zusätzliche fertigungstechnische Vor- teile, da beide Teilarbeitsräume gleichdimensioniert aus¬ geführt werden können.
Es ist vorteilhaft, eine Flüssigkeitsringmaschine zur Durch¬ führung des Verfahrens zu verwenden, bei der der Scheitel im geodätisch oberen Bereich des Arbeitsraumes liegt. Hier¬ durch ist sichergestellt, daß die Exzentrizität des Lauf¬ rades so gewählt ist, daß im geodätisch unteren Bereich des Arbeitsraumes ein ausreichender Abstand zwischen den freien Schaufelenden des Laufrades und der Gehäuseinnen- wand des Arbeitsraumes vorhanden ist, in dem sich eine etwaige Sumpfflussigkeit sammeln kann, ohne mit den freien Schaufelenden des Laufrades in Eingriff zu gelangen.
Eine teilweise Entleerung der Flüssigkeitsringmaschine kann durch eine gesonderte Entleerungsöffnung in jedem Teilarbeitsraum gemäß Anspruch 14 besonders schnell er¬ folgen, so das die Teilabschaltung im Bedarfsfall unver¬ züglich durchführbar ist.
Die bei einer Teilabschaltung aus dem abgeschalteten Teil¬ arbeitsraum ausströmende Betriebsflüssigkeit wird der Be¬ triebsflüssigkeitsversorgung eines in Betrieb befind¬ lichen Teilarbeitsraumes dadurch zugeführt, daß die Ent- leerungsoffnung wenigstens eines Teilarbeitsraumes jeweils mit der Betriebsflüssigkeitszufuhr wenigstens eines ande¬ ren Teilarbeitsraumes verbunden ist.
Dadurch, daß die Entleerungsöffnung wenigstens eines Teil¬ arbeitsraumes mit dem Verdichtungsbereich wenigstens eines anderen Teilarbeitsraumes verbunden ist, wird die sich im geodätisch unteren Bereich des abgeschalteten Teiles des Arbeitsraumes sammelnde Sumpfflussigkeit selbsttätig in den im Betrieb befindlichen Restarbeitsraum gesaugt, da der im Verdichtungsbereich des in Betrieb befindlichen Teilarbeitsraumes herrschende Druck unterhalb des sich in einem abgeschalteten Teilarbeitsraum einstellenden Druckes liegt, sofern keine zusätzlichen Mittel zur Einstellung des Innendrucks für den abgeschalteten Teilarbeitsraum vorgesehen sind. Damit sind keine weiteren Vorkehrungen zur Abführung der Sumpfflussigkeit erforderlich.
Eine adäquate Möglichkeit, die Sumpfflussigkeit in einem in Betrieb befindlichen Teilarbeitsraum selbsttätig zu¬ rückzuführen, ist die Verbindung der Entleerungsöffnung wenigstens eines Teilarbeitsraumes mit dem Ansaugbereich wenigstens eines anderen Teilarbeitsraumes. In Folge des Druckunterschiedes zwischen dem Ansaugbereich eines in Betrieb befindlichen Teilarbeitsraumes und eines abge¬ schalteten Teilarbeitsraumes strömt die Sumpfflussigkeit in einen in Betrieb befindlichen Teilarbeitsraum.
Die obengenannten, von den Auslaßöffnungen der Teil- arbeitsräume wegführenden Verbindungen sind am zweck¬ mäßigsten als geschlossene Leitungskanäle ausgeführt. Diese können dann wahlweise innerhalb oder außerhalb des Maschinengehäuses angeordnet werden. Eine schnellere und wirksamere Entleerung des zur Abschal¬ tung vorgesehenen Teilarbeitsraumes, so wie die Regelung der in diesen Teilarbeitsraum überströmenden Sumpfflussig¬ keit auf einen konstanten Pegel, ist durch den Anschluß von wenigstens einer steuerbaren Extraktionspumpe an die Teilarbeitsräume möglich.
Dadurch, daß der Spalt zwischen dem Laufrad und der das Laufrad umschließenden Zwischenwand mit einer berührungs- freien Dichtung versehen ist, werden die Wechselwirkungen an diesem Spalt, insbesondere das Überströmen von Betriebs¬ flüssigkeit, zwischen einem im Betrieb verbleibenden Teil¬ arbeitsraum'und einem abgeschalteten Teilarbeitsraum gering gehalten.
Eine solche berührungsfreie Dichtung kann vorteilhaft gemäß den Merkmalen des Anspruchs 21 beschaffen sein.
Wenn keine Regelung des Druckhaushaltes für einen abge- schalteten Teilarbeitsraum vorgesehen ist, stellt sich in diesem allmählich ein gegenüber einem in Betrieb befind¬ lichen Teilarbeitsraum herrschenden Druck erhöhter Innen¬ druck ein. Dieser Druckunterschied kann gemäß Anspruch 22 zur Abführung der Sumpfflussigkeit genutzt werden. Dadurch, daß eine die Teilarbeitsräume abteilende Zwischenwand im geodätisch unteren Bereich eine durchgehende Verbindungs¬ öffnung aufweist, strömt die Sumpfflussigkeit dem sich einstellenden Druckgefälle folgend durch diese Öffnung in einen im Betrieb befindlichen Teilarbeitsraum zurück.
Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung im Längs¬ schnitt als Ausführungsbeispiel dargestellten Flüssig¬ keitsringmaschine näher erläutert. Bei der gezeigten Flüssigkeitsringmaschine 1 wird durch ein stirnseitig von ebenen Steuerscheiben 2 abgeschlosse¬ nes Maschinengehäuse 3 ein Arbeitsraum gebildet. Innerhalb dieses Arbeitsraumes ist ein mit Schaufeln versehenes Laufrad 4 vorgesehen, dessen Achse gegenüber der Achse des Maschinengehäuses 3 exzentrisch angeordnet ist. Die Welle 5 des Laufrades 4 ist stirnseitig in mit dem Maschinenge¬ häuse 3 verbundenen Seitenschilden 6 der Flüssigkeitsring¬ maschine 1 drehbar gelagert. Zur Wellenabdichtung sind, in der Zeichnung nicht sichtbar, in den Seitenschilden 6 Stopfbuchspackungen vorgesehen.
Das Laufrad 4 ist mittig durch ein sich über den gesamten Umfang des Laufrades 4 erstreckendes Wandteil 8, das in radialer Richtung von der Laufradnabe bis zu den freien Enden der Schaufeln des Laufrades 4 reicht, axial unter¬ teilt. Mit dem Wandteil 8 in einer Ebene liegend, ist eine das Laufrad 4 konzentrisch umschließende mit dem Maschi¬ nengehäuse 3 fest verbundene Zwischenwand 9 vorgesehen. Zwischen dem Wandteil 8 und der Zwischenwand 9 besteht ein betriebsnotwendiger Spalt 14.
Durch das Wandteil 8 und die Zwischenwand 9 ist eine Unter¬ teilung des Arbeitsraumes in zwei gleich große Teilarbeits- räume 10, 11 gegeben, wobei im weiteren zwischen einem ab¬ geschalteten Teilarbeitsraum; dem passiven Teilarbeitsraum 11, und einem im Betrieb befindlichen Teilarbeitsraum, dem aktiven Teilarbeitsraum 10, unterschieden wird. Üblicher¬ weise sind beide Teilarbeitsräume 10, 11 gleich ausgeführt und somit jeder Teilarbeitsraum 10, 11 für sich jeweils als aktiver oder passiver Teilarbeitsraum 10 oder 11 ein¬ setzbar. In der Zeichnung ist nur ein Teilarbeitsraum als passiver Teilarbeitsraum 11 dargestellt. Dieser passive Teilarbeitsraum 11 ist mit einer zu dessen Totalentleerung geeigneten Entleerungsöffnung 12 versehen, die mit einer einer Verbindungsleitung 19 in Strömungsverbindung steht. Im geodätisch unteren Bereich des Teilarbeitsraumes 11 ist ein Sumpfablaß 21 mit einer Entlastungsverbindung 13 ange¬ ordnet.
Beide Teilarbeitsräume 10, 11 sind jeweils mit Druck- und Saugstutzen 20 versehen, wobei in der Zeichnung nur der Saugstutzen 20 sichtbar ist. Der passive Teilarbeitsraum 11 ist über eine Evakuierungsleitung 22 mit dem Saugstut- zen 20 des aktiven Teilarbeitsraumes 10 verbunden. Die
Evakuierungsleitung 22 ist mit einem Steuerventil 23 ver¬ sehen. Eine etwaige gleichwirkende Verbindung des aktiven Teilarbeitsraumes 10 mit dem dem passiven Teilarbeitsraum 11 benachbarten Saugstutzen 20 ist nicht eingezeichnet.
Bei einer Teilabschaltung der Flüssigkeitsringmaschine 1 wird zunächst die Verbindung der entsprechenden Maschine¬ seite 1 mit dem Fördermedium über die Druck- und Saug¬ stutzen 20 unterbrochen. Die gesonderte Betriebsflüssig- keitszufuhr des einen Teilarbeitsraumes 11 wird ebenfalls abgeschaltet. Gleichzeitig wird die Entleerungsöffnung .12 geöffnet, so daß die Betriebsflüssigkeit des nunmehr pas¬ siven Teilarbeitsraumes 11 ausströmen kann. Die ausströ¬ mende Betriebsflüssigkeit des passiven Teilarbeitsraumes 11 kann über die Verbindungsleitung 19 der Betriebsflüs¬ sigkeitszufuhr des aktiven Teilarbeitsraumes 10 zugeführt werden.
Nach der Entleerung des passiven Teilarbeitsraumes 11 ar- beitet die Flüssigkeitsringmaschine 1 im teilabgeschalte¬ ten Zustand. Durch den betriebsnotwendigen Spalt 14 zwi¬ schen dem Wandteil 8 und der Zwischenwand 9 strömt nun Betriebsflüssigkeit aus dem aktiven Teilarbeitsraum 10 in den passiven Teilarbeitsraum 11 über. Infolgedessen sam¬ melt sich im unteren Bereich des passiven Teilarbeitsrau¬ mes 11 eine Sumpfflüssigkeit 15, deren Pegel 16 nach Mög- lichkeit nicht den Schaufelbereich 17 des Laufrades 4 er¬ reichen sollte. Aus diesem Grund sind zur Ableitung der Sumpfflussigkeit 15 in beiden Teilarbeitsräumen 10 und 11 gesonderte Auslaßöffnungen vorgesehen, die nur für den passiven Teilarbeitsraum 11 eingezeichnet sind. In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Auslaßöffnun¬ gen gezeigt, die einzeln oder gemeinsam eingesetzt werden können. Als Auslaßöffnung dient ein im geodätisch unteren Bereich des Maschinengehäuses 3 vorgesehener Sumpfablaß 21. Auch kann die hier ausströmende Sumpfflussigkeit 15 über eine weitere Entlastungsverbindung 13 der Betriebs¬ flüssigkeit des aktiven Teilarbeitsraumes 10 zugeführt werden. Der Sumpfablaß 21 kann auch mit einem barometri¬ schen Fallrohr, dessen Höhe nach dem Innendruck und dem Pegel der Sumpfflussigkeit bestimmt wird, verbunden wer¬ den. Ebenfalls die Funktion einer Auslaßöffnung für die Sumpfflussigkeit 15 erfüllt eine in der Zwischenwand 9 befindliche Verbindungsöffnung 18. Durch diese Verbindungs¬ öffnung 18 strömt die Sumpfflussigkeit 15 unmittelbar in den aktiven Teilarbeitsraum 10 über, da trotz einer ver¬ besserten Wellenabdichtung durch entsprechend ausgelegte Stopfbuchspackungen, ein Druckanstieg im passiven Teil¬ arbeitsraum 11 stattfinden kann und sich damit ein Druck¬ gefälle von dem passiven Teilarbeitsraum 11 hin zu dem aktiven Teilarbeitsraum 10 einstellt, dem die Sumpf¬ flüssigkeit 15 folgt. Bei einem Betrieb der Flüssigkeitsringmaschine 1 gemäß Anspruch 2 ist es erforderlich, den Innendruck des pas¬ siven Teilarbeitsraumes 11 so zu regeln, daß er kleiner oder höchstens gleich dem Innendruck des aktiven Teil- arbeitsraumes 10 ist. Dies wird in einfacher Weise dadurch bewirkt, daß der passive Teilarbeitsraum 11 über eine Eva¬ kuierungsleitung 22 mit dem Saugstutzen 20 des aktiven Teilarbeitsraumes 10 verbunden wird. Der an dieser Stelle herrschende Unterdruck stellt sich dann auch in dem pas- siven Teilarbeitsraum 11 ein. Über ein Steuerventil 23 in der Evakuierungsleitung 22 ist eine weitere Eingriffsmög¬ lichkeit gegeben. Damit kann der Innendruck des passiven Teilarbeitsraumes 11 so eingegestellt werden, daß etwaige Sumpfflussigkeit durch die dafür vorgesehenen Auslaßöff- nungen, wie bereits beschrieben, ausströmt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Flüssigkeitsringmaschine (1), bei dem wenigstens ein Teilarbeitsraum (10 oder 11) der Flüssigkeitsringmaschine (1) von der Betriebsflüssig¬ keitszufuhr abgetrennt und wenigstens so weit von der Betriebsflüssigkeit entleert wird, daß der in diesem Teil¬ arbeitsraum umlaufende Teil des Laufrades (4) nicht mit der Betriebsflüssigkeit in Eingriff steht, und dieser Teilarbeitsraum (10 oder 11) saug- und/oder druckseitig abgesperrt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Innendruck eines abgeschalteten Teilarbeitsraumes (10 oder 11) so einge- stellt wird, daß er etwa gleich dem Innendruck wenigstens eines im Betrieb verbleibenden Teilarbeitsraumes (10 oder 11) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Pegel (16) einer sich aus der aus einem im Betrieb befindlichen Teilarbeitsraum überströmenden Betriebsflüssigkeit im geodätisch unteren Bereich des abgeschalteten Teilarbeits¬ raumes (10 oder 11) sammelnden Sumpfflüssigkeit (15) auf einem solchen Stand gehalten wird, daß die Sumpfflüssig- keit (15) nicht mit dem Laufrad (4) der Flüssigkeitsring¬ maschine (1) in Eingriff gelangt.
4. Flüssigkeitsringmaschine (1) zur Durchführung des Ver¬ fahrens nach Anspruch 1 oder 3, bei der innerhalb ihres Maschinengehäuses (3) ein mit Schaufeln versehenes Laufrad (4) mit seiner Laufradwelle (5) in beiderseits des Maschi¬ nengehäuses (3) angeordneten Seitenschilden (6) drehbar gelagert angeordnet ist und bei welcher Flüssigkeitsring- maschine (1) dadurch Teilarbeitsräume (10,11) gebildet sind, daß am Laufrad (4) wenigstens ein sich über dessen vollen Umfang von der Laufradnabe bis zu den freien Schaufelenden erstreckendes Wandteil (8) und am Maschinen- gehäuse (3) mindestens eine mit dem Wandteil (8) des Lauf¬ rades (4) radialfluchtende Zwischenwand (9) vorgesehen ist und bei welcher Flüssigkeitsringmaschine (1) ferner an je¬ dem Seitenschild (6) ein Druck- und Saugstutzen (20) vor¬ gesehen ist, welche Stutzen jeweils über ein mit einem Saug- und Druckschlitz versehenes Steuerelement mit dem jeweiligen Teilarbeitsraum (10 oder 11) in unterbrechbarer Strömungsverbindung stehen und ferner jeder Teilarbeits¬ raum (10,11) für sich mit einer Flüssigkeitsabführeinrich¬ tung verbindbar und mit einer getrennten Betriebsflüssig- keitszufuhr versehen ist.
5. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 4 zur Durch¬ führung des Verfahrens nach Anspruch 2, bei der mindestens der der auf einer Seite der Flüssigkeitsringmaschine (1) anordnete Saugstutzen (20) auf einer Seite der Flüssig¬ keitsringmaschine (1) zusätzlich über eine externe Evaku¬ ierungsleitung (22) mit einem der jeweils anderen Seite benachbarten Teilarbeitsraum (10 oder 11) in Strömungs¬ verbindung steht.
6. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 5, bei der die externe Evakuierungsleitung (22) eine Druckminderungs¬ einrichtung aufweist.
7. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, bei der mindestens ein Teilarbeitsraum (10 oder 11) mit einem Anschluß für eine Evakuierungseinrich¬ tung versehen ist.
8. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 7, bei der mindestens auf einer Seite die Lagerung der Laufradwelle (5) zusätzlich zu den radialen Kräften erhöhte axiale Kräfte aufzunehmen vermag.
9. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 8, bei der die Laufradwelle (5) in mindestens einem Seitenschild (6) durch ein doppeltwirkendes Kegelrollenlager gelagert ist.
10. Flüssigkeitsringmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 9 zur Durchführung des Verfahrens nach An¬ spruch 1 oder 2, bei der die Betriebsflüssigkeitszufuhr auf mindestens einer Maschinenseite mit einem Absperrglied versehen ist.
11. Flüssigkeitringmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 10, bei der die in den Seitenschilden (6) befindlichen Wellendichtungen derart ausgelegt sind, daß ein etwaiger atmosphärischer Gaseintritt zumindest be¬ grenzt ist.
12. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 11, bei der die axiale Laufraduntertei- lung (8) und die Zwischenwand (9) vorzugsweise in der Maschinenmitte angeordnet sind.
13. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 12, bei der der Scheitel der Flüssig- keitsringmaschine (1) im geodätisch oberen Bereich des Arbeitsraumes liegt.
14. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 13, bei der jeder Teilarbeitsraum (10,11) eine zu dessen Totalentleerung geeignete Ent¬ leerungsöffnung (12) aufweist.
15. Flüssigkeitringmaschine (1) nach Anspruch 14, bei der die Entleerungsöffnung (12) wenigstens eines Teil¬ arbeitsraumes (10 oder 11) jeweils mit der Betriebsflüs¬ sigkeitszufuhr wenigstens eines anderen Teilarbeitsraumes (11 oder 10) verbunden ist.
16. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 14 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3, bei der die Entleerungsöffnung (12) wenigstens eines Teil¬ arbeitsraumes (10 oder 11) mit dem Verdichtungsbereich wenigstens eines anderen Teilarbeitsraumes (11 oder 10) verbunden ist.
17. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 14 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3, bei der die Entleerungsöffnung (12) wenigstens eines Teil¬ arbeitsraumes (10 oder 11) mit dem Ansaugbereich wenig¬ stens eines anderen Teilarbeitsraumes (11 oder 10) ver¬ bunden ist.
18. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 - 17, bei der für die von der oder den Entleerungsöffnungen (12) wegführende Verbindung geschlos¬ sene Leitungskanäle vorgesehen sind, die wahlweise im Maschinengehäuse (3) und/oder im Seitenschild (6) inte¬ griert sind, oder außerhalb des Maschinengehäuses (3) getrennt anschließbar angeordnet sind.
19. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach einem oder mehreren- der Ansprüche 4 - 18 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 3, bei der zumindestens ein Teil der Flüs- sigkeitsabführeinrichtungeπ an wenigstens eine steuerbare Extraktionspumpe angeschlossen sind.
20. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 19, bei der der Spalt (14) zwischen dem Laufrad (4) und der das Laufrad (4) umschließenden Zwischenwand (9) mit einer berührungsfreien Dichtung versehen ist.
21. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach Anspruch 20, bei der die radial innenliegende Kante der Zwischenwand (9) mit einer Befestigungsnut für ein Teflonband versehen ist, dessen Breite in etwa der Breite des zwischen Laufrad (4) und Zwischenwand (9) befindlichen Spaltes (14) entspricht.
22. Flüssigkeitsringmaschine (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 21 zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 oder 3, bei der die Zwischenwand (9) im geodä¬ tisch unteren Bereich eine durchgehende Verbindungsöffnung (18) aufweist.
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