EP1792081A1 - Verfahren zum verdichten eines gasförmigen mediums und kolbenverdichter - Google Patents

Verfahren zum verdichten eines gasförmigen mediums und kolbenverdichter

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EP1792081A1
EP1792081A1 EP05796060A EP05796060A EP1792081A1 EP 1792081 A1 EP1792081 A1 EP 1792081A1 EP 05796060 A EP05796060 A EP 05796060A EP 05796060 A EP05796060 A EP 05796060A EP 1792081 A1 EP1792081 A1 EP 1792081A1
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    • F05C2251/14—Self lubricating materials; Solid lubricants

Definitions

  • the invention relates to a method for compressing a gaseous medium, in particular hydrogen, wherein the compression by means of a reciprocating compressor whose piston (s) has a dynamic seal (s), takes place.
  • the invention relates to a reciprocating compressor with one or more cylinder chambers, wherein the piston or pistons have dynamic seals.
  • Dynamic seals In generic methods for compressing a gaseous medium and in generic reciprocating compressors, as used for example in the compression of natural gas or hydrogen, resulting in wear after about 500,000 cycles on the dynamic seals. These unavoidable signs of wear result in a reduction in performance and can possibly lead to failure of the reciprocating compressor. Dynamic seals must therefore be regularly replaced with a relatively large amount of effort.
  • the term "dynamic seal” are to be understood in the usual way seals, which are subject to a sliding movement and must be tight.
  • the life cycle and thus the exchange cycle of its dynamic seal is hitherto determined via the measured cycle number of a piston and, when a predetermined number of cycles or before the predetermined cycle number has been reached, the compression capacity drops, the dynamic seal is replaced.
  • replacement not only means maintenance and investment costs, but also unwanted downtime.
  • Object of the present invention is to provide a generic method for compressing a gaseous medium and a generic reciprocating compressor, in which the maintenance intervals extended and thus the cost of its operation, in particular the maintenance costs, can be reduced.
  • the method according to the invention is characterized in that a graphite-containing medium is supplied to the cylinder space (s) before and / or during the compression, wherein the graphite-containing medium is designed such that it bears against the dynamic seal (s).
  • the piston compressor according to the invention is characterized in that means for supplying a graphite-containing medium in the cylinder or the cylinder spaces are provided.
  • the graphite-containing medium used is graphite dust, molybdenum and / or other dusts or dust mixtures which have lubricating properties.
  • graphite, talc, cotton flakes, nut shell granules, sawdust, etc. are used as dusts or dust mixtures which have lubricating properties.
  • the graphite-containing medium at least one sealing additive, such as cotton flakes, mustard fiber and / or other tipping and / or lumpy additives such as sawdust, plastic granules, Nutschalengranulat added are or are added.
  • sealing additive such as cotton flakes, mustard fiber and / or other tipping and / or lumpy additives such as sawdust, plastic granules, Nutschalengranulat added are or are added.
  • the aforementioned addition of sealing additives such as cotton flakes, etc. to the graphite-containing medium enhances the above-described sealing effect.
  • the supply of the graphite-containing medium which may be admixed with at least one sealing additive, takes place in the cylinder chamber (s) by means of compressed air, internal gas - ie the gas to be compressed (mixture) - and / or mechanical devices, such as piston-type dispensers, Metering locks, blast wheels, etc.
  • the supply of the graphite-containing medium for example via the valve opening (s) and / or the inlet opening (s), via which the gaseous medium enters the cylinder space, take place.
  • the supply of the graphite-containing medium in the cylinder or the chambers can be made continuously or discontinuously.
  • the piston compressor - according to an advantageous embodiment of the piston compressor according to the invention - for example, a
  • Compressed air supply device over which - preferably controllable - the required or desired mass flow of graphite-containing medium is supplied. DenkbaMst but also to introduce a predetermined amount of graphite-containing medium in the cylinder chamber (precaution) when reaching a predetermined number of cycles.
  • the invention makes it possible to extend the service life of dynamic seals, thus extending their maintenance intervals, resulting in a cost, especially a maintenance cost reduction results.
  • the medium used is also relatively inexpensive and the required Zunnenzedur requires no disproportionate design effort.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Wasserstoff, wobei die Verdichtung mittels eines Kolbenverdichters, dessen Kolben (eine) dynamische Dichtung(en) aufweist bzw. aufweisen, erfolgt. Erfindungsgemäß wird vor und/oder während der Verdichtung dem oder den Zylinderräumen ein Graphit-haltiges Medium zugeführt, wobei das Graphit-haltige Medium derart ausgebildet ist, dass es sich an der oder den dynamischen Dichtungen anlegt. Die Erfindung betrifft ferner einen Kolbenverdichter mit einem oder mehreren Zylinderräumen, wobei der bzw. die Kolben dynamische Dichtungen aufweisen, und bei dem Mittel zum Zuführen eines Graphit-haltigen Mediums in den oder die Zylinderräume vorgesehen sind.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums und Kolbenverdichter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Wasserstoff, wobei die Verdichtung mittels eines Kolbenverdichters, dessen Kolben (eine) dynamische Dichtung(en) aufweist bzw. aufweisen, erfolgt.
Ferner betrifft die Erfindung einen Kolbenverdichter mit einem oder mehreren Zylinderräumen, wobei der bzw. die Kolben dynamische Dichtungen aufweisen.
Bei gattungsgemäßen Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums sowie bei gattungsgemäßen Kolbenverdichtern, wie sie beispielsweise bei der Verdichtung von Erdgas oder Wasserstoff zur Anwendung kommen, entstehen nach etwa 500.000 Takten Verschleißerscheinungen an den dynamischen Dichtungen. Diese unvermeidbaren Verschleißerscheinungen resultieren in einer Leistungsminderung und können unter Umständen zu einem Ausfall des Kolbenverdichters führen. Dynamische Dichtungen müssen daher regelmäßig mit einem vergleichsweise großen Aufwand ausgetauscht werden. Unter dem Begriff "dynamische Dichtung" sind in üblicher weise Dichtungen zu verstehen, die einer Gleitbewegung unterliegen und dabei dicht sein müssen.
Im Regelfall wird bisher über die gemessene Taktzahl eines Kolbens der Lebens- und somit Tauschzyklus seiner dynamischen Dichtung bestimmt und bei Erreichen einer vorgegebenen Taktzahl oder sofern vor Erreichen der vorgegebenen Taktzahl die Verdichtungsleistung sinkt, ein Austausch der dynamischen Dichtung vorgenommen. Ein Austausch bedeutet jedoch nicht nurWartungs- und Investitionskosten sondern darüber hinaus unerwünschte Stillstandszeit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Verdichtung eines gasförmigen Mediums sowie einen gattungsgemäßen Kolbenverdichter anzugeben, bei dem die Wartungsintervalle verlängert und damit die Kosten für dessen Betrieb, insbesondere die Wartungskosten, gesenkt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass vor und/oder während der Verdichtung dem oder den Zylinderräumen ein Graphit-haltiges Medium zugeführt wird, wobei das Graphit-haltige Medium derart ausgebildet ist, dass es sich an der oder den dynamischen Dichtungen anlegt.
Der erfindungsgemäße Kolbenverdichter ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Zuführen eines Graphit-haltigen Mediums in den oder die Zylinderräume vorgesehen sind.
Vorteilhafterweise wird als Graphit-haltiges Medium Graphitstaub, Molybdän und/oder sonstige Stäube oder Staubmischungen, die über Schmiereigenschaften verfügen, verwendet.
Als Stäube oder Staubmischungen, die über Schmiereigenschaften verfügen, kommen beispielsweise Graphit, Talg, Baumwollflocken, Nussschalengranulat, Sägespäne, etc. zur Anwendung.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums weiterbildend wird vorgeschlagen, dass dem Graphit-haltigen Medium wenigstens ein dichtender Zusatzstoff, wie beispielsweise Baumwollflocken, Senffaser und/oder andere zum Stopfen und/oder Klumpen neigende Zusätze, wie beispielsweise Sägespäne, Kunststoffgranulat, Nussschalengranulat, zugesetzt sind bzw. zugesetzt werden.
Bei der Zuführung eines Graphit-haltigen Mediums in einen Zylinderraum kommt es zu einer Verteilung dieses Mediums an den Zylinderinnenflächen bzw. -wänden. Durch die Kolbenbewegung legt sich das Graphit-haltige Medium an den undichten Stellen der dynamischen Dichtung(en) an und verschließt bzw. dichtet diese dadurch ab. Darüber hinaus bildet das Graphit-haltige Medium einen Schmierfilm an der Zylinderinnen- bzw. Kolbenwand.
Die vorgenannte Zugabe dichtender Zusatzstoffe, wie beispielsweise Baumwollflocken, etc. zu dem Graphit-haltigen Medium verstärkt den vorbeschriebenen Abdicht-Effekt. In vorteilhafterweise erfolgt die Zuführung des Graphit-haltigen Mediums, dem ggf. wenigstens ein dichtender Zusatzstoff beigemischt ist, in den oder die Zylinderräume mittels Druckluft, Eigengas - also dem zu verdichtenden Gas(gemisch) - und/oder mechanischer Vorrichtungen, wie beispielsweise Kolbendosiereinrichtungen, Dosierschleusen, Schleuderräder, etc.
Dabei kann die Zuführung des Graphit-haltigen Mediums beispielsweise über die Ventilöffnung(en) und/oder die Einlassöffnung(en), über die das gasförmige Medium in den Zylinderraum eintritt, erfolgen.
Hierbei kann die Zuführung des Graphit-haltigen Mediums in den oder die Zylinderräume kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.
Dazu kann der Kolbenverdichter - gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kolbenverdichters - beispielsweise eine
Druckluftzufuhrvorrichtung aufweisen, über die - vorzugsweise regelbar - der benötigte bzw. gewünschte Massenstrom an Graphit-haltigem Medium zugeführt wird. DenkbaMst aber auch, bei Erreichen einer vorgegebenen Taktzahl eine vorgegebene Menge an Graphit-haltigem Medium in den Zylinderraum (vorsorglich) einzubringen.
Die Erfindung ermöglicht es, die Standzeiten von dynamischen Dichtungen zu verlängern, deren Wartungsintervalle somit zu verlängern, woraus eine Kosten-, insbesondere eine Wartungskostenreduzierung resultiert.
Das zum Einsatz kommende Medium ist darüber hinaus vergleichsweise kostengünstig und die erforderliche Zuführprozedur erfordert keinen unverhältnismäßig großen konstruktiven Aufwand.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Wasserstoff, wobei die Verdichtung mittels eines Kolbenverdichters, dessen Kolben (eine) dynamische Dichtung(en) aufweist bzw. aufweisen, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während der Verdichtung dem oder den
Zylinderräumen ein Graphit-haltiges Medium zugeführt wird, wobei das Graphit¬ haltige Medium derart ausgebildet ist, dass es sich an der oder den dynamischen Dichtungen anlegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Graphit-haltiges ' Medium Graphitstaub, Molybdän und/oder sonstige Stäube oder
Staubmischungen, die über Schmiereigenschaften verfügen, verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Graphit¬ haltigen Medium wenigstens ein dichtender Zusatzstoff zugesetzt ist bzw. wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als dichtender Zusatzstoff Baumwollflocken, Senffaser und/oder andere zum Stopfen und/oder Klumpen neigenden Zusätze verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Graphit-haltigen Mediums in den oder die Zylinderräume mittels Druckluft, Eigengas und/oder mechanischer Einrichtung erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Graphit-haltigen Mediums in den oder die Zylinderräume kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgt.
7. j Kolbenverdichter mit einem oder mehreren Zylinderräumen, wobei der bzw. die
Kolben dynamische Dichtungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Zuführen eines Graphit-haltigen Mediums in den oder die Zylinderräume vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Zuführen eines Graphit-haltigen Mediums als eine Druckluftzuführvorrichtung, eine Eigengaszuführvorrichtung und/oder eine mechanische Zuführvorrichtung ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Zuführen eines Graphit-haitigen Mediums im Hinblick auf den zuzuführenden Massenstrom regelbar ausgebildet sind.
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