EP3508729B1 - Kompressor mit absaugleitung und verfahren zur steuerung eines kompressores - Google Patents

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EP3508729B1
EP3508729B1 EP18150650.2A EP18150650A EP3508729B1 EP 3508729 B1 EP3508729 B1 EP 3508729B1 EP 18150650 A EP18150650 A EP 18150650A EP 3508729 B1 EP3508729 B1 EP 3508729B1
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EP
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compressor
suction line
valve
liquid
suction
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Peter Luckner
Thomas Bittermann
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Kaeser Kompressoren AG
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Kaeser Kompressoren AG
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    • F04C29/026—Lubricant separation

Definitions

  • the invention relates to a compressor, in particular a liquid-injected screw compressor, for generating compressed air according to claim 1 and a method for controlling a compressor according to claim 15.
  • the liquid injected into liquid-injected screw compressors for lubrication or cooling is typically oil or water.
  • oil-injected screw compressors the oil injected into the compressor block or compressor stage must be separated from the compressed air generated in order to keep the oil in the oil circuit and to produce compressed air with the lowest possible residual oil content.
  • the oil is usually separated in two stages in so-called oil separator containers.
  • the first separation stage includes a mechanical pre-separation, whereby the majority of the oil can be separated from the compressed air-oil mixture and collects in the lower area of the oil separator container due to gravity.
  • the second separation stage one or more so-called oil separator cartridges are used for fine separation in order to be able to separate even the finest oil drops. These cartridges are equipped with a
  • the filter side facing the first separation stage is usually called the "wet side”
  • the filter side facing the compressed air outlet is usually called the “dry side”.
  • the oil droplets contained in the compressed air-oil mixture settle on both sides of the filter as it passes through the filter.
  • separated oil droplets can accumulate on the surface of the filter and drip into the oil separator container and return to the oil circuit.
  • On the dry side of the filter medium separated oil droplets accumulate, run down the filter due to gravity and collect at the bottom of the filter element or its seat, depending on the design.
  • these quantities of oil cannot get back into the oil circuit without additional measures, as the compressed air-oil mixture experiences a pressure loss as it passes through the filter and flow against the pressure gradient is not possible.
  • the cross-section of the suction line is dimensioned accordingly small and/or a nozzle is used.
  • this alone is not a sufficient measure, since unacceptably large compressed air volume flows can still be conveyed through a line that is just large enough in terms of its cross-section to extract the accumulated oil.
  • the cross-section cannot be reduced arbitrarily either, since otherwise dirt particles could clog the suction line.
  • a suction line is connected to the oil injection line, for example.
  • an additional check valve may be required to prevent oil from flowing back to the dry side of the second separation stage.
  • the EP 0 744 550 A2 shows an additional valve in the suction line that can be opened and closed. However, this arrangement cannot prevent the efficiency-reducing backflow of compressed air into the compressor block.
  • US 2015/0343365 A1 describes an extraction system with oil level monitoring in the area of the second separation stage, which is intended to prevent the passage of compressed air into the compressor block, which is detrimental to efficiency.
  • the technical implementation of this solution is, however, complex and unreliable.
  • a float valve described is susceptible to malfunctions, e.g. due to contamination.
  • CN103306981 discloses an air compressor with an aperture and a sight glass for checking the blockage of the nozzle in the suction line.
  • the present invention therefore has the object of providing a compressor and a method for controlling a compressor for generating compressed air, in which the return flow of compressed air from a Liquid separators in the compressor block can be reliably prevented. This should in particular improve the efficiency of the compressor.
  • the pressure line, the liquid separator and the return line form in particular part of a liquid circuit of the compressor, whereby the injected liquid can serve to lubricate and/or cool the compressor block.
  • the liquid can be oil or water.
  • the supply point can be provided in the intake area of the compressor block, in the compressor housing, on a bearing cover, in particular at a position after the intake and before reaching the final compression pressure, on a liquid injection line, which in particular forms a section of the return line, or on a mechanical seal of the compressor block.
  • the supply point is (immediately) upstream or downstream an inlet valve of the compressor block.
  • the feed point can be provided in the region of an atmospheric pressure level (e.g. in the intake region) or in the region of an intermediate pressure level, i.e. a pressure level above atmospheric pressure but below the final compression pressure, for example on the compressor housing, on a bearing cover, on a liquid injection line, or on a mechanical seal of the compressor block.
  • the suction point is in particular a collection point for liquid separated in the fine separator and is preferably arranged in an upper region of the liquid separator, viewed against the direction of gravity.
  • the return line is preferably connected to the separator container in a lower region of the liquid separator.
  • the compressor block can in particular be connected or coupled to a drive, in particular a motor, in order to be driven. Instead of compressing air, the compressor block could alternatively be designed to compress another gas, in particular nitrogen or helium.
  • the suction line connects in particular the suction point with a supply point for supplying (feeding) the suctioned liquid or the medium flowing in the suction line (back) to or into the compressor block.
  • a medium flowing in the suction line can be a liquid or compressed air or a mixture of liquid and compressed air.
  • a suctioned liquid flowing in the suction line can be a two-phase flow of liquid and compressed air, e.g. in the form of air bubbles mixed with compressed air.
  • the suction line can also (temporarily) be flowed through by compressed air alone.
  • a media change is understood to mean a transition from one flowing medium, e.g. the injected liquid, to another flowing medium, namely the generated compressed air or a liquid-compressed air mixture with a relatively high proportion of compressed air, in a line or a specific line section.
  • a media change can also take place the other way round, ie in particular from the generated compressed air or a liquid-compressed air mixture to the injected liquid.
  • a media change takes place in the suction line when the liquid separated at the suction point has been (almost) completely sucked out and compressed air flows into the suction line due to a pressure gradient between the suction point and a supply point of the suction line.
  • a media change sensor is designed in particular to detect a media change based on a detection of a property of the flowing medium.
  • the media change sensor preferably detects the volume flow (or the mass flow) of the flowing medium and is designed in particular to differentiate the media flowing in the suction line based on the detected volume flow.
  • a volume flow that changes abruptly or continuously (over time) can indicate a media change.
  • a predetermined compressed air proportion of the volume flow of the medium flowing in the suction line could serve as a criterion for a media change, in particular as a threshold value for detecting a media change.
  • the media change sensor is in particular an electronic sensor and can be based on a wide variety of physical measuring principles, for example a capacitive, calorimetric, optical or acoustic measuring principle as well as a detection of a pressure of the medium or of vibrations or oscillations.
  • the media change sensor can be a system of several sensors, each of which can be based on different measuring principles.
  • the output of a media change sensor is preferably a digital signal, but can also be an analog signal.
  • the media change sensor can be designed to generate and transmit media change data, which can include, for example, information about the presence of a certain medium (yes/no) or a volume fraction of a certain medium in the suction line as well as physical parameters of the medium flowing in the suction line.
  • the media change sensor can be connected to the control unit via a cable or wirelessly, in particular via a radio connection, whereby an output signal can be transmitted to the control unit of the compressor and/or an external control unit.
  • the media change sensor can in particular be a flow sensor for detecting a changing volume flow of the medium in the suction line.
  • the control of the valve is preferably based on an output signal of the media change sensor received by the control unit.
  • the control unit comprises in particular a computing unit, for example a CPU or a microprocessor, and can issue control commands for an electronically controllable valve or output electrical control signals for an electrically controllable valve.
  • the flow rate of a medium through the suction line can be regulated via the valve.
  • the suction line can be completely opened or released and completely closed or blocked by the valve, preferably at least essentially air-tight or liquid-tight.
  • the valve can be switched back and forth between a release position and a blocking position, whereby intermediate positions of the valve can also be provided, which can in particular be continuously adjustable in order to regulate the volume flow through the suction line.
  • the valve according to the invention is in particular not a check valve.
  • a compressor according to the invention has the advantage that the suction line is only released as long as liquid can actually be sucked out. As soon as the media change sensor detects a media change from liquid to compressed air, the suction line can be blocked by the valve. In this way, the efficiency-reducing backflow of compressed air into the compressor block is reliably prevented or at least largely avoided. The liquid separated at the suction point is sucked out as required.
  • the suction line can be dimensioned with a larger cross-section and a larger pressure gradient, which increases operational reliability.
  • a check valve in the suction line known from the prior art can be omitted because the suction line can be safely blocked by the valve in operating states of the compressor in which the pressure gradient across the suction line could reverse, for example when switching from load to standstill or in the event of an emergency stop.
  • the elimination of the check valve further increases operational reliability.
  • a compressor according to the invention with a media change sensor and a controllable valve increases reliability and improves efficiency.
  • the media change sensor is at least partially arranged in the suction line and/or designed to detect a change in a physical parameter of the medium flowing in the suction line without contact.
  • the media change sensor can be arranged partially or completely in the suction line in order to detect a physical parameter with the medium flowing in the suction line or to detect a physical parameter of the medium flowing in the suction line without contact.
  • the media change sensor can alternatively be arranged outside the suction line, preferably on or in the suction line, in order to detect a physical parameter of the medium flowing in the suction line without contact.
  • the media change sensor can be arranged, for example, as a calorimetric sensor, optical sensor, in particular reflection or turbidity sensor, or as a vibration or oscillation sensor in the suction line, i.e. in contact with the medium.
  • a media change sensor could be designed as a capacitive sensor or an acoustic sensor, in particular ultrasonic sensor or as a microphone, measuring without contact, i.e. without direct contact with the medium.
  • a media change sensor can be a sensor based on different measuring principles.
  • the media change sensor can be a capacitive sensor.
  • a calorimetric sensor can be adapted to detect a media change.
  • a reflection sensor comprises in particular a sensor head with a plastic hemisphere as well as an infrared sensor and receiver. When the hemisphere is wetted with the medium, the refractive index or the reflection behavior can change in a way that is detectable by the reflection sensor.
  • a turbidity sensor can detect a change in the absorption behavior of the flowing medium.
  • An ultrasonic sensor in particular sends out an ultrasonic signal and evaluates the ultrasonic echo. A change in the echo due to a change in propagation time or a change in reflection or attenuation behavior can indicate a media change.
  • a similar sensor could be based on the TDR method (Time Domain Reflectometry), particularly in the microwave spectrum.
  • a microphone as a media change sensor could detect a change in the flow noise in the suction line caused by a media change.
  • a vibration or oscillation sensor a, for example, A fork-shaped, oscillating element can be excited to oscillate, e.g. by a piezo crystal, whereby a change in the medium flowing through the element could indicate a change in the medium through a changed resonance frequency.
  • a medium change sensor can comprise one or more pressure sensors.
  • the media change sensor is designed to detect a compressed air portion of the volume flow of the medium in the suction line and detects a media change in particular when the compressed air portion detected is more than 10%, preferably more than 20%, more preferably more than 30%, more preferably more than 40%, more preferably more than 50%.
  • a media change sensor can generate an output signal that represents or indicates a media change and transmits it in particular to the control unit.
  • the media change sensor is designed as a first pressure sensor for detecting a pressure in the suction line, with a nozzle being provided upstream of the pressure sensor in the suction line, with the compressor (100) in particular comprising at least one second pressure sensor (42, 43), preferably upstream of the nozzle (21).
  • the second pressure sensor is, for example, a sensor for detecting an operating pressure, e.g. within the separator tank.
  • the first and second pressure sensors are in particular connected to the control unit.
  • the control unit can be designed to determine a change in the pressure difference between the pressures detected by the first and second pressure sensors.
  • a (temporal), in particular sudden, change in the pressure difference due to a change in the pressure drop across the nozzle can indicate a media change in the suction line.
  • a media change sensor with pressure sensors and a nozzle has the advantage that implementation is simple and low-maintenance, in particular if a second pressure sensor is already present in a compressor or compressor system.
  • the valve releases the suction line for the medium in a release position and blocks it for the medium in a blocking position
  • the valve is designed in particular as an electrically controllable 2/2-way valve, preferably as a solenoid valve.
  • the valve can also be designed as a proportional valve or as a 3/2-way valve.
  • the valve is designed as a, preferably continuously controllable proportional valve, whereby, in particular in an idle operation of the compressor, intermediate positions of the Proportional valve can be set between a release position and a blocking position by the control unit.
  • the suction line is preferably connected to a supply point upstream of an inlet valve of the compressor.
  • a proportional valve is advantageous for idle control of the compressor, in which an idle pressure level can be adjusted by a proportional valve, preferably continuously.
  • a proportional valve can also be used to implement idle control of the compressor, in which the idle pressure or the liquid injection volume flow is reduced, in particular until a rise in the final compression temperature is detected by a temperature sensor.
  • the control unit is designed to switch the valve from the blocking position to the release position after a predetermined blocking time interval, the blocking time interval preferably being determined based on the generated compressed air volume flow of the compressor.
  • a generated compressed air volume flow (delivery quantity) could be determined based on a speed of the compressor or the volume flow sucked in. In the case of a compressor with a fixed speed, a volume flow sucked in could be determined from the running time under load.
  • the compressor can have a speed sensor for detecting the speed of the compressor and/or a flow sensor for detecting the volume flow sucked in.
  • a blocking time interval can be a fixed or variably determined value for a period of time that is stored for the control unit, in particular one that is calculated by the control unit. A suitably selected blocking time interval ensures that after the suction line is blocked due to a detected change of media, the liquid that has since accumulated at the suction point can be sucked out.
  • the compressor has at least one pressure sensor for detecting an operating pressure and/or a flow sensor for detecting the liquid volume flow in the suction line, wherein the control unit is designed in particular to determine a blocking time interval and/or a suction time interval at least on the basis of a detected operating pressure and/or a detected liquid volume flow.
  • a determination or calculation of a blocking time interval can be based on detected system parameters of the compressor, for example on the operating pressure, the volume flow of the suction line, a delivery quantity of the compressor, a setpoint for a drainage value (so-called "internal drainage”) and/or in the maximum volume in the fine separator, in particular on the "dry side" of the fine separator.
  • the "internal drainage” can be understood as a liquid volume flow per compressed air volume flow (liquid quantity per delivery quantity) that occurs in the fine separator, in particular on the “dry side” of the fine separator.
  • a parameter can be understood as a value stored in the control unit, a function, a characteristic map or a measured value.
  • the blocking time interval can be adjusted based on a predetermined or generated compressed air volume flow (i.e. a generated delivery quantity profile). In this way, the oil accumulated at the suction point within this blocking time interval can be reliably sucked out, in particular in order not to exceed a permissible maximum volume of the separated liquid accumulated at the suction point. As soon as the media change sensor detects a media change, the suction line can be blocked again.
  • control unit is designed to detect a release time interval for the suction line, preferably from a switching point of the valve from the blocking position to the release position, and in particular to compare it with a predetermined suction time interval, in order to preferably generate a warning or fault signal if the release time interval falls below or exceeds the suction time interval.
  • a predetermined buffer time interval can be taken into account.
  • the control unit comprises in particular a time recording unit for recording the release time interval, which can be understood as the actual release duration of the suction line.
  • a suction time interval can be understood as a period of time that would be required in the event of trouble-free operation of the suction line in order to suction a cumulative amount of liquid.
  • the suction time interval can be determined or calculated from the previously mentioned operating parameters of the compressor.
  • a warning signal can be generated optically (warning lamp or LED) or acoustically (warning tone) or can be an error message issued by the control unit or a maintenance notice.
  • a warning or fault signal is generated in particular in the event of a blockage in the suction line or in the event of a Malfunction of the media change sensor. This allows the reliable operation of the compressor to be monitored or restored.
  • control unit is designed to determine a drainage value, in particular at least based on the detected release time interval for the suction line and a detected liquid volume flow in the suction line, and to compare it with a predetermined drainage limit value, preferably to generate a warning or fault signal if the drainage value falls below or exceeds the predetermined drainage limit value.
  • a drainage value also known as "internal drainage” is a liquid volume flow per compressed air volume flow that occurs in the fine separator, in particular on the "dry side" of the fine separator, i.e. in particular the proportion of the liquid to be separated in the compressed air volume. The reliable operation of the compressor can be monitored or restored by means of such a warning or fault signal.
  • the fine separator is arranged in the separating container of the liquid separator, wherein the fine separator preferably has at least one filter for the fine separation of liquid from the generated compressed air, wherein the suction point is provided in particular downstream of the filter.
  • the fine separator can also be arranged outside the separating container of the liquid separator, for example as an external separating cartridge.
  • the liquid separator is preferably constructed in two stages, wherein in a first stage a pre-separation takes place, preferably by gravity, and in the second stage a fine separation takes place, preferably by filtering.
  • liquid separated in the fine separator upstream of the filter can flow back into the separating container, in particular drip off.
  • the suction line is connected to a supply point upstream of an inlet valve of the compressor, in particular an inlet valve plate.
  • the suction line In addition to or as an alternative to the suction function, it can be used for idle control and/or venting control of the compressor.
  • the suction line is connected to a feed point of a liquid-lubricated sealing system, preferably a mechanical seal, of the compressor block, wherein preferably a seal supply line branching off from the return line to the suction line is provided, wherein the seal supply line is connected in particular to the valve, which is preferably designed as a 3/2-way valve, wherein the suction line and/or the seal supply line in particular each have at least one nozzle.
  • a common nozzle can be provided for the suction line and the seal supply line.
  • a nozzle can also be provided in the form of a nozzle bore, in particular integrated into a component of the compressor, wherein the nozzle bore in particular determines the cross-section.
  • the media change sensor can be arranged downstream or upstream of the valve.
  • the mechanical seal is provided in particular on the drive side of the compressor block, preferably in a through-opening for the drive or rotor shaft of a compressor element, in particular a screw rotor, in the housing of the compressor block.
  • a seal supply line as a separate line with a corresponding connection on the compressor block to supply the mechanical seal with lubricating fluid, preferably oil, supply holes in the housing can be omitted. This enables very precise dosing and adjustment of the amount of fluid supplied for lubrication of the mechanical seal. In addition, the amount of fluid supplied can be reduced, which can have a positive effect on the efficiency of the compressor.
  • the method comprises a step of releasing the suction line by controlling the valve by the control unit after a predetermined blocking time interval has elapsed.
  • the blocking time interval can be calculated and stored by a computing unit of the control unit based on recorded and/or stored operating parameters of the compressor. Alternatively, a fixed predetermined value for a blocking time interval can be read out.
  • the method is repeated cyclically, wherein the control unit can provide that for a certain operating state of the compressor, the method is deviated from or the method is suspended, in particular in that the control unit issues control commands to the valve independently of the output signal of the media change sensor, in particular during idle control or venting control.
  • the method according to the invention has similar advantages as those already described in connection with the compressor according to the invention.
  • the method can be carried out by the compressor according to the invention.
  • the method can also implement some or all of the process engineering features that were described in connection with the compressor.
  • the method enables a compressor to be operated more reliably and efficiently.
  • a further embodiment of the method according to the invention for controlling a compressor according to the invention, with a compressor block with liquid injection, a liquid separator connected to the compressor block via a pressure line with a separator tank and a fine separator, and a return line for returning separated liquid from the separator tank to the compressor block, comprises an idle control of the compressor, wherein the following step is provided: releasing a suction line between a suction point of the fine separator and a feed point of the compressor block by controlling a controllable valve arranged in the suction line, in particular if the compressor has reached a predetermined operating state, in particular a predetermined temperature, preferably at least a predetermined proportion of a predetermined liquid injection temperature or a predetermined final compression temperature.
  • the suction line is preferably connected to a supply point upstream of an inlet valve of the compressor, in particular an inlet valve plate.
  • the method further provides for the detection of an operating state, in particular an operating temperature, of the compressor by a temperature sensor, and preferably a comparison with a target temperature.
  • An operating temperature can be, for example, a final compression temperature of the compressed liquid-compressed air mixture or a liquid temperature (oil temperature) of the liquid (oil) to be injected, or a percentage, e.g. 70%, 80% or 90%, of a target temperature to be achieved.
  • the idle control has the advantage that a further, in particular lower, idle pressure level can be achieved for idle operation of the compressor.
  • idle pressure level can be set. This can lead to a reduced idle power consumption (power loss) of the compressor.
  • Such an idle control can also be combined with a vent control.
  • an idle control of the compressor is further provided with the following step: blocking the suction line by controlling the valve, in particular if the compressor has not reached a predetermined operating state.
  • the valve designed as a proportional valve is also provided for controlling in order to set an idle pressure level between the first and the second idle pressure level, preferably continuously.
  • the flow rate through the suction line can be set (continuously) by a proportional valve depending on the operating conditions. This allows the efficiency to be further improved for a specific idle operating state of the compressor.
  • Idle operation of the compressor can be understood as an operating state during which the drive (drive motor) continues to drive the compressor block, but no compressed air is fed into the network.
  • the inlet valve can be closed to a small minimum opening in order to keep the amount of air to be compressed as low as possible.
  • a vent valve between the liquid separator, preferably its dry side, and the environment (atmosphere) can be opened in order to reduce the pressure level to a pressure level that ensures the safe operation of the compressor, which can be referred to as the idle pressure level.
  • an idle pressure level is between 1.0 and 1.8 bar (overpressure).
  • the suction line is preferably connected to a feed point upstream of an inlet valve of the compressor, in particular an inlet valve plate.
  • venting of the compressor can be achieved at two different venting speeds.
  • a higher venting speed is set for rapid venting.
  • a lower venting speed is set for slower venting.
  • a residual operating pressure can be, for example, between 0.5 bar and 10 bar, preferably between 1 bar and 5 bar, more preferably between 1 bar and 3 bar, particularly preferably approximately 2.0 bar, compared to the ambient pressure.
  • the release of the suction line by controlling the valve for suctioning the liquid during load operation is only carried out when the compressor is running at full load or in a speed range above a predetermined minimum speed.
  • a minimum speed is, for example, between 70% and 100%, preferably between 80% and 100%, more preferably between 90% and 100% of a maximum speed of the compressor.
  • a change of the compressor to idle or standstill can be predicted by evaluating the current operating pressure and the pressure gradient. If the current operating pressure during load operation is only relatively slightly below the target operating pressure and continues to rise, it can be expected that the compressor will soon switch from load operation to idle or standstill.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a compressor 100, which is designed here as an oil-injected screw compressor, whereby the following description can also be applied to water-injected screw compressors.
  • a drive motor 3 drives the screw rotors mounted in a housing of the compressor block 4 (not shown), for example via a drive shaft, a belt drive or a gear.
  • the compressor block 4 sucks in ambient air from an air inlet 31 via the air filter 1 and the suction line 51 through the inlet valve 2.
  • the air drawn in is compressed in the compressor block 4 with the injection of oil for lubrication and cooling.
  • the inlet valve comprises a check valve, a 2/2-way valve and a throttle connected in parallel.
  • the liquid-compressed air mixture compressed in the compressor block 4 is conveyed via the pressure line 52 into the liquid separator 5 (oil separator).
  • the majority of the oil is separated from the air flow in a first separation stage by gravity and, if necessary, by centrifugal forces due to a rotating liquid-compressed air mixture and collects in the lower area of the separator tank 6.
  • the oil is drawn by the pressure in the separator tank 6 through the return line 53 via a liquid cooler 10 (oil cooler) or a bypass line 55 via a temperature control valve 8 for controlling the liquid injection temperature or inlet temperature (oil injection temperature), a liquid filter 9 (oil filter) and a liquid injection line 54, which serves as a section of the return line 53, is led back to the compressor block 4 and injected there.
  • a liquid cooler 10 oil cooler
  • a bypass line 55 via a temperature control valve 8 for controlling the liquid injection temperature or inlet temperature (oil injection temperature)
  • a liquid filter 9 oil filter
  • the compressed air cleaned in the liquid separator 5 passes through an outlet line 58, a minimum pressure check valve 11 and an air cooler 12 to a compressed air outlet 32, where the compressed air generated is made available to a compressed air network or a consumer.
  • the network pressure is recorded via a pressure sensor 43.
  • the pressure in the separator tank 6 is recorded by the pressure sensor 42.
  • a temperature sensor 41 for recording the final compression temperature (compressor outlet temperature) is provided on the pressure line 52.
  • a control line 59a and a vent line 59b branch off from the outlet line 58 to a combined control/vent valve.
  • a silencer 16 is arranged in the vent line 59b.
  • the liquid separator 5 is designed in two stages.
  • a fine separator 7 is arranged in the separating container 6 of the liquid separator 5, which has one or more filters, for example in the form of at least one oil separator cartridge.
  • the liquid (oil) separated in the fine separator 7 collects at a suction point 33 of the fine separator 7.
  • a suction line 56 which could also be referred to as a drainage line, runs between the suction point and a feed point 34 in order to feed liquid separated in the fine separator back to the compressor block 4.
  • a media change sensor 18, a controllable valve 19 and a silencer 20 are arranged in the suction line 56.
  • the suction line 56 opens into the suction line 51 upstream of the inlet valve 2, in particular upstream of an inlet valve plate, at a feed point 34.
  • the media change sensor 18 is arranged upstream of the valve 19.
  • the valve 19 is designed as a 2/2-way valve, here as an electrically controllable solenoid valve, which regulates the flow rate in the suction line 56 in that it (fully) releases or opens the suction line 56 in a release position and (fully) blocks or closes the suction line 56 in a blocking position.
  • the valve 19 is shown in the blocking position in which the 2/2-way valve is energized.
  • the valve 19 can be controlled or switched via the control unit 60.
  • the media change sensor 18 can be based on various physical measuring principles and can be used as a contactless measuring sensor or arranged in the suction line 56 in contact with the flowing medium.
  • the media change sensor 18 is designed as a pressure sensor.
  • a nozzle 21 is provided upstream of the pressure sensor 18.
  • the control unit 60 can detect a pressure difference across the nozzle 21 that changes during a media change and indicates a media change.
  • the valve 19 is shown in the release position so that liquid can be sucked out through the suction line 56.
  • An operating pressure of the compressor 100 is, for example, between 3 and 15 bar (overpressure compared to the environment), but can also be higher.
  • the media change sensor 18 When the media change sensor 18 detects a change in the medium flowing in the suction line 56 from liquid (oil) to compressed air or a liquid-compressed air mixture with a relatively high compressed air content, the media change sensor 18 generates a corresponding output signal that is transmitted to the control unit 60 via a connecting line 61. Based on this output signal, the control unit 60 can control the valve 19 via a connecting line 61 in order to switch it from a release position to a blocking position. This blocks the suction line 56 for the flowing medium and reliably prevents flow to the compressor block 4. After a predetermined blocking time interval, the valve 19 is switched from a blocking position back to a release position in order to allow suction.
  • the blocking time interval can be a fixed predetermined period of time or a period of time variably calculated based on one or more recorded or stored parameters in the control unit 60. If a If the release time interval recorded by the control unit 60 exceeds a predetermined suction time interval, e.g. in the event of a blockage in the suction line 56 or a malfunction of the media change sensor 18, the control unit 60 can output a warning or fault signal.
  • a suction time interval corresponds to a theoretically required period of time for suctioning the liquid collected at the suction point 33 when the suction line 56 is functioning properly.
  • the suction line 56 can be used as an additional line for conveying (circulating) compressed air when the compressor 100 is idling, whereby the line cross-section increases overall and the idling pressure level can be reduced as a result.
  • the control unit 60 can switch the valve 19 to a release position when idling, in particular independently of the output signal of the media change sensor 18. A backflow of compressed air through the suction line 56 is desired when idling.
  • the valve 19 is designed as a proportional valve
  • the flow rate through the suction line 56 can be continuously regulated by corresponding intermediate positions of the valve, so that an idling pressure level can be set that is tailored to the operating state of the compressor 100.
  • Such an idling pressure level lies between a low idling pressure level that occurs when the suction line 56 is released and a higher idling pressure level that occurs when the suction line 56 is blocked.
  • the suction line 56 can be used to vent the compressor 100, whereby faster venting is achieved when the suction line 56 is released by the valve 19. As soon as a certain residual operating pressure of 2.0 bar, for example, is reached, the suction line 56 can be blocked in order to reduce the venting speed and prevent the oil from foaming.
  • FIG 3 shows an embodiment of a compressor 100 according to the invention, in which the suction line 56 opens into the compressor block 4 at a feed point 34 downstream of the inlet valve 2. Except for the details in connection with the embodiment according to Figure 1 The operation of the compressor 100 is the same as the idle control and vent control described above. No silencer is provided in the suction line. In particular, the problem of wetting of the air filter or the intake area of the compressor block 4 cannot occur in this embodiment due to the design.
  • Figure 4 shows an embodiment of a compressor 100 according to the invention, in which the suction line 56 is connected to a feed point 34 of a mechanical seal of the compressor block 4.
  • the return line 53 or the section of the liquid injection line 54 returns the majority of the liquid returned from the liquid separator 5 for injection into the compressor block 4, similar to the Figures 1 , 2 and 3 .
  • a seal supply line 57 branches off from the return line 53 to the suction line 56, wherein the liquid volume flow in the seal supply line 57, in particular through a suitable choice of the line cross-sections or a nozzle, is (significantly) lower than the liquid volume flow in the liquid injection line 54.
  • the seal supply line 57 is connected to the controllable valve 19, which is designed as a 3/2-way valve.
  • the suction line 56 comprises a suction section 56a and a supply section 56b for supplying liquid to a mechanical seal of the compressor block 4.
  • the mechanical seal (not shown) to be supplied with liquid (oil) is preferably provided on the drive side of the compressor block in a through-opening for the drive or rotor shaft of a screw rotor in the housing of the compressor block.
  • a nozzle 21 is provided in the suction section 56a and the seal supply line 57 for adjusting the pressure levels or the volume flows in the lines. In a basic switching position of the valve 19, ie in the non-switched state, Liquid from the seal supply line 57 is fed to the mechanical seal via the nozzle 21.
  • a separate seal supply line 57 in particular instead of supply holes provided in the housing of the compressor block 4, enables very precise dosing and adjustment of the supplied liquid flow to supply the mechanical seal. In addition, the amount of liquid supplied can be reduced. The efficiency of the compressor 100 can be further improved.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kompressor, insbesondere einen flüssigkeitseingespritzten Schraubenkompressor, zur Erzeugung von Druckluft nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors nach Anspruch 15.
  • Die in flüssigkeitseingespritzten Schraubenkompressoren zur Schmierung bzw. Kühlung eingespritzte Flüssigkeit ist typischerweise Öl oder Wasser. In öleingespritzten Schraubenkompressoren muss das in den Verdichterblock bzw. die Verdichterstufe eingespritzte Öl von der erzeugten Druckluft getrennt werden, um das Öl im Ölkreislauf halten zu können und Druckluft mit möglichst niedrigem Restölgehalt produzieren zu können.
  • Hierfür wird das Öl in sog. Ölabscheidebehältern üblicherweise in zwei Stufen abgeschieden. Die erste Abscheidestufe umfasst eine mechanische Vorabscheidung, wobei der größte Teil des Öls aus dem Druckluft-Öl-Gemisch abscheidbar ist und sich schwerkraftbedingt im unteren Bereich des Ölabscheidebehälters ansammelt. In der zweiten Abscheidestufe kommen bei einer Feinabscheidung ein oder mehrere sog. Ölabscheidepatronen zum Einsatz um auch feinste Öltropfen abscheiden zu können. Diese Patronen sind mit einem
  • Filter, bestehend aus einem oder mehreren Filtermedien, ausgerüstet. Die der ersten Abscheidestufe zugewandte Filterseite wird üblicherweise "nasse Seite" genannt, die dem Druckluftaustritt zugwandte Filterseite wird meist "trockene Seite" genannt. Die im Druckluft-Öl-Gemisch enthaltenen Öltropfen setzen sich beim Durchtritt durch das Filter auf beiden Seiten des Filters ab. Auf der nassen Seite des Filtermediums können abgeschiedene Öltropfen an der Oberfläche des Filters akkumulieren und gelangen durch Abtropfen in den Ölabscheidebehälter zurück in den Ölkreislauf. Auf der trockenen Seite des Filtermediums akkumulieren abgeschiedene Öltropfen, laufen am Filter schwerkraftbedingt nach unten und sammeln sich je nach Bauart am Boden des Filterelements oder dessen Sitz. Diese Ölmengen können jedoch nicht ohne zusätzliche Maßnahmen zurück in den Ölreislauf gelangen, da das Druckluft-Öl-Gemisch beim Durchtritt durch das Filter einen Druckverlust erfährt und eine Strömung entgegen dem Druckgefälle nicht möglich ist.
  • Üblicherweise werden diese Ölmengen über eine Absaugleitung abgesaugt, die das Öl auf ein geringeres Druckniveau zurückführt - z.B. den Ansaugbereich des Verdichterblocks. Wenn das auf der trocknen Seite akkumulierte Öl vollständig abgesaugt wurde, wird über die Absaugleitung auch Druckluft zurück zum Verdichterblock gefördert. Die Absaugleitung stellt dann eine unerwünschte Rührführleitung für Druckluft dar, über die neben abzusaugendem Öl auch bereits verdichtete Druckluft zurück in den Verdichterblock gelangen kann. Dadurch werden die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad des Kompressors negativ beeinflusst.
  • Im Stand der Technik werden verschiedene Maßnahmen ergriffen, um den Rückstrom über die Absaugleitung auf ein zur Absaugung des Öls notwendiges Minimum zu begrenzen.
  • In der US 4,070,166 wird hierfür beispielsweise der Querschnitt der Absaugleitung entsprechend klein dimensioniert und/oder eine Düse eingesetzt. Dies allein reicht jedoch als Maßnahme nicht aus, da über eine Leitung, die hinsichtlich ihres Querschnittes gerade noch ausreichend dimensioniert ist, um das akkumulierte Öl abzusaugen, immer noch inakzeptabel große Druckluftvolumenströme gefördert werden können. Auch kann der Querschnitt nicht beliebig verkleinert werden, da sonst Schmutzpartikel die Absaugleitung verstopfen könnten.
  • Daher ist aus dem Stand der Technik als weitere Maßnahme eine Reduzierung des Druckgefälles bekannt. Anstelle der Absaugung in den Ansaugbereich kann eine Absaugung in einen Bereich im Verdichterblock genügen, in dem die Verdichtung bereits begonnen hat, der volle Verdichtungsenddruck aber noch nicht erreicht ist.
  • In der US 4,070,166 ist eine Absaugleitung z.B. an die Öleinspritzleitung angeschlossen. Je nach Positionierung des Anschlusses kann ein zusätzliches Rückschlagventil erforderlich sein, um eine Rückströmung von Öl auf die trockene Seite der zweiten Abscheidestufe zu verhindern.
  • Allerdings hat auch eine entsprechend der oben genannten Maßnahmen im Querschnitt und Differenzdruck optimierte Absaugleitung messbaren Einfluss auf die Effizienz des Kompressors. Weiterhin gehen die Maßnahmen zu Lasten der Zuverlässigkeit des Absaugsystems an sich. Enge Querschnitte können verschmutzen und verstopfen, niedrige Differenzdrücke begünstigen dieses Verhalten. Gegebenenfalls erforderliche Rückschlagventile können Fehlfunktionen erleiden und so das Absaugsystem lahmlegen. Auch weitere im Stand der Technik bekannte Maßnahmen lösen diese Probleme nur teilweise.
  • Die EP 0 744 550 A2 zeigt ein zusätzliches Ventil in der Absaugleitung, das geöffnet und geschlossen werden kann. Diese Anordnung kann die effizienzschmälernde Rückströmung von Druckluft in den Verdichterblock aber nicht verhindern.
  • US 2015/0343365 A1 beschreibt ein Absaugsystem mit Ölstandsüberwachung im Bereich der zweiten Abscheidestufe, welches den effizienzschädlichen Durchtritt von Druckluft in den Verdichterblock verhindern soll. Die technische Realisierung dieser Lösung ist jedoch aufwändig und unzuverlässig. Ein beschriebenes Schwimmerventil ist anfällig für Fehlfunktionen, z.B. aufgrund von Verschmutzungen.
  • CN103306981 offenbart einen Druckluftverdichter mit einer Blende und einem Schauglas zur Überprüfung der Verstopfung der Düse in der Absaugleitung.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen lösen das Problem einer Rückströmung von Druckluft aus einem Feinabscheider zurück zum Verdichterblock nur unzureichend.
  • Die vorliegende Erfindung hat deshalb die Aufgabe, einen Kompressor und ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors zur Erzeugung von Druckluft bereitzustellen, bei dem die Rückströmung von Druckluft aus einem Flüssigkeitsabscheider in den Verdichterblock zuverlässig verhindert werden kann. Dadurch soll insbesondere die Effizienz des Kompressors verbessert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Kompressor nach Anspruch 1 gelöst.
  • Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch einen Kompressor, insbesondere Schraubenkompressor, zur Erzeugung von Druckluft, umfassend:
    • einen Verdichterblock mit Flüssigkeitseinspritzung zur Verdichtung von angesaugter Luft,
    • einen Flüssigkeitsabscheider, der über eine Druckleitung mit dem Verdichterblock verbunden ist und einen Abscheidebehälter und einen Feinabscheider aufweist,
    • eine Rückführleitung zur Rückführung von abgeschiedener Flüssigkeit aus dem Abscheidebehälter in den Verdichterblock,
    • eine Absaugleitung zur Absaugung von Flüssigkeit von mindestens einer Absaugstelle des Feinabscheiders zu einer Zuführstelle, um die abgesaugte Flüssigkeit dem Verdichterblock zuzuführen,
    • ein steuerbares Ventil zur Regelung der Durchflussmenge durch die Absaugleitung,
    • eine Steuereinheit zur Steuerung des Ventils, und
    • einen Medienwechselsensor zur Erfassung eines Medienwechsels eines in der Absaugleitung strömenden Mediums, nämlich von abgesaugter Flüssigkeit zu Druckluft, der mit der Steuereinheit verbunden ist.
  • Die Druckleitung, der Flüssigkeitsabscheider, und die Rückführleitung bilden insbesondere einen Teil eines Flüssigkeitskreislaufes des Kompressors, wobei die eingespritzte Flüssigkeit zur Schmierung und/oder Kühlung des Verdichterblocks dienen kann. Insbesondere kann die Flüssigkeit Öl oder Wasser sein.
  • Die Zuführstelle kann im Ansaugbereich des Verdichterblocks, im Verdichtergehäuse, an einem Lagerdeckel, insbesondere an einer Position nach der Ansaugung und vor dem Erreichen des Verdichtungsenddrucks, an einer Flüssigkeitseinspritzleitung, die insbesondere einen Abschnitt der Rückführleitung bildet, oder an einer Gleitringdichtung des Verdichterblocks vorgesehen sein. Insbesondere ist die Zuführstelle (unmittelbar) stromaufwärts oder stromabwärts eines Einlassventils des Verdichterblocks vorgesehen. Die Zuführstelle kann im Bereich eines atmosphärischen Druckniveaus (z.B. im Ansaugbereich) oder im Bereich eines Zwischendruckniveaus, d.h. eines Druckniveaus über dem atmosphärischen Druck aber unter dem Verdichtungsenddruck, vorgesehen sein, zum Beispiel am Verdichtergehäuse, an einem Lagerdeckel, an einer Flüssigkeitseinspritzleitung, oder an einer Gleitringdichtung des Verdichterblocks. Die Absaugstelle ist insbesondere eine Sammelstelle für im Feinabscheider abgeschiedene Flüssigkeit und vorzugsweise in einem, entgegen der Richtung der Schwerkraft gesehen, oberen Bereich des Flüssigkeitsabscheiders angeordnet. Die Rückführleitung ist vorzugsweise in einem unteren Bereich des Flüssigkeitsabscheiders an den Abscheidebehälter angeschlossen. Der Verdichterblock ist insbesondere an einen Antrieb, insbesondere einen Motor, anschließbar bzw. ankuppelbar, um angetrieben zu werden. Der Verdichterblock könnte statt zur Verdichtung von Luft alternativ auch zur Verdichtung eines anderen Gases, insbesondere von Stickstoff oder Helium ausgebildet sein.
  • Die Absaugleitung verbindet insbesondere die Absaugstelle mit einer Zuführstelle zur Zuführung (Einspeisung) der abgesaugten Flüssigkeit bzw. des in der Absaugleitung strömenden Mediums (zurück) zum bzw. in den Verdichterblock.
  • Ein in der Absaugleitung strömendes Medium kann eine genannte Flüssigkeit oder Druckluft bzw. ein Gemisch aus Flüssigkeit und Druckluft sein. Eine in der Absaugleitung strömende abgesaugte Flüssigkeit kann als Zweiphasenströmung aus Flüssigkeit und Druckluft ausgebildet, z.B. Form von Luftblasen mit Druckluft durchmischt, sein. Die Absaugleitung kann auch (zeitweise) nur von Druckluft durchströmt werden.
  • Als ein Medienwechsel wird ein Übergang von einem strömenden Medium, z. B. der eingespritzten Flüssigkeit, zu einem anderen strömenden Medium, nämlich der erzeugten Druckluft oder einem Flüssigkeit-Druckluft-Gemisch mit einem relativ hohen Anteil an Druckluft, in einer Leitung oder einem bestimmten Leitungsabschnitt verstanden.
  • Ein Medienwechsel kann auch umgekehrt, d.h. insbesondere von der erzeugten Druckluft oder einem Flüssigkeit-Druckluft-Gemisch zu der eingespritzten Flüssigkeit erfolgen. Insbesondere findet ein Medienwechsel in der Absaugleitung statt, wenn die an der Absaugstelle abgeschiedene Flüssigkeit (nahezu) vollständig abgesaugt wurde und aufgrund eines Druckgefälles zwischen der Absaugstelle und einer Zuführstelle der Absaugleitung Druckluft in die Absaugleitung einströmt.
  • Ein Medienwechselsensor ist insbesondere dazu ausgebildet, einen Medienwechsel aufgrund einer Erfassung einer Eigenschaft des strömenden Mediums zu erfassen. Vorzugsweise erfasst der Medienwechselsensor den Volumenstrom (oder den Massenstrom) des strömenden Mediums, und ist insbesondere dazu ausgebildet, anhand des erfassten Volumenstroms die in der Absaugleitung strömenden Medien zu unterscheiden. Insbesondere kann ein sich sprunghaft oder kontinuierlich (zeitlich) verändernder Volumenstrom einen Medienwechsel anzeigen. Zum Beispiel könnte ein vorbestimmter Druckluftanteil am Volumenstrom des in der Absaugleitung strömenden Mediums als ein Kriterium für einen Medienwechsel, insbesondere als Schwellwert für die Detektion eines Medienwechsels, dienen.
  • Der Medienwechselsensor ist insbesondere ein elektronischer Sensor und kann auf verschiedensten physikalischen Messprinzipien beruhen, beispielsweise einem kapazitiven, kalorimetrischen, optischen oder akustischen Messprinzip sowie einer Erfassung eines Drucks des Mediums oder von Vibrationen bzw. Schwingungen. Der Medienwechselsensor kann ein System aus mehreren Sensoren sein, die jeweils auf verschiedenen Messprinzipien beruhen können. Die Ausgabe eines Medienwechselsensors ist vorzugsweise ein digitales Signal, kann aber auch ein analoges Signal sein. Der Medienwechselsensor kann zur Erzeugung und Übertragung von Medienwechselsdaten ausgebildet sein, die beispielsweise Informationen über das Vorhandensein eines bestimmten Mediums (ja/nein) oder eines Volumenanteils eines bestimmten Mediums in der Absaugleitung sowie physikalische Parameter des in der Absaugleitung strömenden Mediums umfassen können. Der Medienwechselsensor kann leitungsgebunden oder drahtlos, insbesondere über eine Funkverbindung, mit der Steuereinheit verbunden sein, wobei ein Ausgangssignal an die Steuereinheit des Kompressors und/oder eine externe Steuereinheit übertragen werden kann. Der Medienwechselsensor kann insbesondere ein Durchflusssensor zur Erfassung eines sich verändernden Volumenstroms des Mediums in der Absaugleitung sein.
  • Die Steuerung des Ventils erfolgt vorzugsweise basierend auf einem von der Steuereinheit empfangenen Ausgangssignal des Medienwechselsensors. Die Steuereinheit umfasst insbesondere eine Recheneinheit, beispielsweise eine CPU oder einen Mikroprozessor, und kann Steuerbefehle für ein elektronisch steuerbares Ventil oder elektrische Steuersignale für ein elektrisch ansteuerbares Ventil ausgeben.
  • Insbesondere ist über das Ventil die Durchflussmenge eines Mediums durch die Absaugleitung regelbar. Die Absaugleitung kann durch das Ventil vollständig geöffnet bzw. freigegeben und vollständig verschlossen bzw. versperrt werden, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen luft- bzw. flüssigkeitsdicht. Insbesondere ist das Ventil zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung hin- und her schaltbar, wobei auch Zwischenstellungen des Ventils vorgesehen sein können, die insbesondere stufenlos einstellbar sein können, um den Volumenstrom durch die Absaugleitung zu regeln. In Abgrenzung zum Stand der Technik ist das erfindungsgemäße Ventil insbesondere kein Rückschlagventil.
  • Ein erfindungsgemäßer Kompressor hat den Vorteil, dass die Absaugleitung bedarfsabhängig nur so lange freigegeben wird, wie auch tatsächlich Flüssigkeit abgesaugt werden kann. Sobald der Medienwechselsensor einen Medienwechsel von Flüssigkeit zu Druckluft erfasst, kann die Absaugleitung durch das Ventil versperrt werden. Auf diese Weise wird die effizienzmindernde Rückströmung von Druckluft in den Verdichterblock zuverlässig verhindert oder zumindest weitestgehend vermieden. Die an der Absaugstelle abgeschiedene Flüssigkeit wird bedarfsgerecht abgesaugt. Außerdem kann die Absaugleitung dadurch mit größerem Querschnitt und größerem Druckgefälle dimensioniert werden, wodurch die Betriebszuverlässigkeit erhöht wird. Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Rückschlagventil in der Absaugleitung kann entfallen, da die Absaugleitung in den Betriebszuständen des Kompressors, in denen sich das Druckgefälle über die Absaugleitung umkehren könnte, zum Beispiel bei Umschaltung von Lastlauf auf Stillstand, oder bei einem Nothalt, durch das Ventil sicher versperrt werden kann. Durch den Wegfall des Rückschlagventils erhöht sich die Betriebszuverlässigkeit weiter. Insgesamt wird durch einen erfindungsgemäßen Kompressor mit einem Medienwechselsensor und einem steuerbaren Ventil die Zuverlässigkeit erhöht und die Effizienz verbessert.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Medienwechselsensor zumindest teilweise in der Absaugleitung angeordnet und/oder dazu ausgebildet, eine Veränderung eines physikalischen Parameters des in der Absaugleitung strömenden Mediums berührungslos zu erfassen. Der Medienwechselsensor kann teilweise oder ganz in der Absaugleitung angeordnet sein, um zur Erfassung eines physikalischen Parameters mit dem in der Absaugleitung strömenden Medium im Kontakt zu stehen oder um einen physikalischen Parameter des in der Absaugleitung strömenden Mediums berührungslos zu erfassen. Der Medienwechselsensor kann alternativ außerhalb der Absaugleitung, vorzugsweise an oder auf der Absaugleitung, angeordnet sein, um einen physikalischen Parameter des in der Absaugleitung strömenden Mediums berührungslos zu erfassen. Der Medienwechselsensor kann beispielsweise als ein kalorimetrischer Sensor, optischer Sensor, insbesondere Reflexions- oder Trübungssensor, oder als Vibrations- bzw. Schwingungssensor in der Absaugleitung, d.h. im Kontakt mit dem Medium, angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich könnte ein Medienwechselsensor als ein kapazitiver Sensor oder ein akustischer Sensor, insbesondere Ultraschallsensor oder als ein Mikrofon, berührungslos messend ausgeführt sein, d.h. ohne direkten Kontakt mit dem Medium.
  • Ein Medienwechselsensor kann ein auf unterschiedlichen Messprinzipien beruhender Sensor sein. Der Medienwechselsensor kann ein kapazitiver Sensor sein. Ein kalorimetrischer Sensor kann zur Erfassung eines Medienwechsels angepasst sein. Ein Reflexionssensor umfasst insbesondere einen Sensorkopf mit Kunststoffhalbkugel sowie einen Infrarotsensor und -empfänger. Bei Benetzung der Halbkugel mit dem Medium kann sich der Brechungsindex bzw. das Reflexionsverhalten für den Reflexionssensor erfassbar ändern. Mit einem Trübungssensor kann eine Veränderung des Absorptionsverhaltens des strömenden Mediums erfasst werden. Ein Ultraschallsensor sendet insbesondere ein Ultraschallsignal aus und wertet das Ultraschallecho aus. Eine Veränderung des Echos aufgrund einer veränderten Laufzeit oder eines veränderten Reflexions- bzw. Dämpfungsverhaltens kann einen Medienwechsel anzeigen. Ein ähnlicher Sensor könnte auf dem TDR-Verfahren (engl.: Time Domain Reflectometry) beruhen, insbesondere im Mikrowellenspektrum. Ein Mikrofon als Medienwechselsensor könnte eine durch einen Medienwechsel verursachte Veränderung des Strömungsrausches in der Absaugleitung erfassen. Im Fall eines Vibrations- bzw. Schwingungssensor könnte ein, z. B. gabelförmiges, schwingungsfähiges Element, z.B. durch einen Piezokristall, zu Schwingungen angeregt werden, wobei eine Veränderung des Mediums, das das Element durchströmt, durch eine veränderte Resonanzfrequenz einen Medienwechsel anzeigen könnte. Außerdem kann ein Medienwechselsensor einen oder mehrere Drucksensoren umfassen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Medienwechselsensor dazu ausgebildet, einen Druckluftanteil am Volumenstrom des Mediums in der Absaugleitung zu erfassen und erfasst einen Medienwechsel insbesondere bei einem erfassten Druckluftanteil von mehr als 10%, vorzugsweise mehr als 20%, weiter vorzugsweise mehr als 30%, weiter vorzugsweise mehr als 40%, weiter vorzugsweise mehr als 50%. Bei übersteigen eines vorbestimmten Druckluftanteils am Volumenstrom des Mediums kann ein Medienwechselsensor ein Ausgangssignal erzeugen, das einen Medienwechsel repräsentiert bzw. anzeigt und insbesondere an die Steuereinheit übertragen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Medienwechselsensor als ein erster Drucksensor zur Erfassung eines Drucks in der Absaugleitung ausgebildet, wobei stromaufwärts des Drucksensors in der Absaugleitung eine Düse vorgesehen ist, wobei der Kompressor (100) insbesondere mindestens einen zweiten Drucksensor (42, 43), vorzugsweise stromaufwärts der Düse (21), umfasst. Der zweite Drucksensor ist beispielsweise ein Sensor zur Erfassung eines Betriebsdrucks, z.B. innerhalb des Abscheidebehälters. Der erste und der zweite Drucksensor sind insbesondere mit der Steuereinheit verbunden. Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein, eine Veränderung der Druckdifferenz zwischen den von dem ersten und dem zweiten Drucksensor erfassten Drücken zu bestimmen. Eine (zeitliche), insbesondere sprunghafte, Veränderung der Druckdifferenz aufgrund einer Änderung des Druckabfalls über die Düse kann einen Medienwechsel in der Absaugleitung anzeigen. Ein Medienwechselsensor mit Drucksensoren und einer Düse hat den Vorteil, dass die Umsetzung einfach und wartungsarm ist, insbesondere wenn ein zweiter Drucksensor in einem Kompressor oder einer Kompressoranlage ohnehin vorhanden ist.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gibt das Ventil die Absaugleitung in einer Freigabestellung für das Medium frei und versperrt diese in einer Sperrstellung für das Medium, wobei das Ventil insbesondere als ein elektrisch ansteuerbares 2/2-Wegeventil, vorzugsweise als ein Magnetventil, ausgeführt ist. Das Ventil kann aber auch als ein Proportionalventil oder als ein 3/2-Wegeventil ausgeführt sein.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Ventil als ein, vorzugsweise stufenlos, steuerbares Proportionalventil ausgebildet, wobei insbesondere in einem Leerlaufbetrieb des Kompressors Zwischenstellungen des Proportionalventils zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung durch die Steuereinheit einstellbar sind. Bei der Verwendung eines Proportionalventils ist die Absaugleitung vorzugsweise an eine Zuführstelle stromaufwärts eines Einlassventils des Kompressors angeschlossen. Ein Proportionalventil ist für eine Leerlaufsteuerung des Kompressors vorteilhaft, bei der ein Leerlaufdruckniveau durch ein Proportionalventil, vorzugsweise stufenlos, einstellbar ist. Mit einem Proportionalventil ist außerdem eine Leerlaufsteuerung des Kompressors umsetzbar, bei der der Leerlaufdruck bzw. der Flüssigkeitseinspritzvolumenstrom reduziert wird, insbesondere bis durch einen Temperatursensor ein Anstieg der Verdichtungsendtemperatur erfasst wird.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, das Ventil nach einem vorbestimmten Sperrzeitintervall aus der Sperrstellung in die Freigabestellung zu schalten, wobei das Sperrzeitintervall vorzugsweise basierend auf dem erzeugten Druckluftvolumenstrom des Kompressors bestimmt wird. Ein erzeugter Druckluftvolumenstrom (Liefermenge) könnte basierend auf einer Drehzahl des Kompressors oder des angesaugten Volumenstroms bestimmt werden. Bei einem Kompressor mit fester Drehzahl, könnte ein angesaugter Volumenstrom aus der Laufzeit unter Last bestimmt werden. Der Kompressor kann einen Drehzahlsensor zur Erfassung der Drehzahl des Kompressors und/oder einen Durchflusssensor zur Erfassung des angesaugten Volumenstroms aufweisen. Ein Sperrzeitintervall kann ein für die Steuereinheit hinterlegter (gespeicherter) fester oder variabel zu bestimmender, insbesondere durch die Steuereinheit zu berechnender, Wert für eine Zeitdauer sein. Durch ein geeignet gewähltes Sperrzeitintervall wird sichergestellt, dass nach einer Versperrung der Absaugleitung aufgrund eines erfassten Medienwechsels die inzwischen an der Absaugstelle akkumulierte Flüssigkeit abgesaugt werden kann.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Kompressor mindestens einen Drucksensor zur Erfassung eines Betriebsdrucks und/oder einen Durchflusssensor zur Erfassung des Flüssigkeitsvolumenstroms in der Absaugleitung auf, wobei die Steuereinheit insbesondere dazu ausgebildet ist, zumindest aufgrund eines erfassten Betriebsdrucks und/oder eines erfassten Flüssigkeitsvolumenstroms ein Sperrzeitintervall und/oder ein Absaugzeitintervall zu bestimmen. Eine Bestimmung bzw. Berechnung eines Sperrzeitintervalls kann auf erfassten Systemparametern des Kompressors basieren, beispielsweise auf dem Betriebsdruck, dem Volumenstrom der Absaugleitung, einer Liefermenge des Kompressors, einem Sollwert für einen Drainagewert (sog. "innere Drainage") und/oder im maximalen Volumen im Feinabscheider, insbesondere auf der "trockenen Seite" des Feinabscheiders. Unter der "inneren Drainage" kann ein Flüssigkeitsvolumenstrom pro Druckluftvolumenstrom (Flüssigkeitsmenge pro Liefermenge), die in dem Feinabscheider, insbesondere auf der "trockenen Seite" des Feinabscheiders, anfällt, verstanden werden. Als ein Parameter kann ein in der Steuereinheit gespeicherter Wert, eine Funktion, ein Kennfeld oder ein Messwert verstanden werden. Bei Kompressoren mit variabler Drehzahl kann das Sperrzeitintervall basierend auf einem vorgegebenen oder erzeugten Druckluftvolumenstrom (d.h. einem erzeugten Liefermengenprofil) angepasst werden. Auf diese Weise kann das innerhalb dieses Sperrzeitintervall an der Absaugstelle angesammelte Öl zuverlässig abgesaugt werden, insbesondere um ein zulässiges Maximalvolumen der an der Absaugstelle angesammelten abgeschiedenen Flüssigkeit nicht zu überschreiten. Sobald der Medienwechselsensor einen Medienwechsel erfasst, kann die Absaugleitung wieder versperrt werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, ein Freigabezeitintervall für die Absaugleitung, vorzugsweise ab einem Schaltzeitpunkt des Ventils aus der Sperrstellung in die Freigabestellung, zu erfassen und insbesondere mit einem vorbestimmten Absaugzeitintervall zu vergleichen, um vorzugsweise ein Warn- oder Störsignal zu erzeugen, wenn das Freigabezeitintervall das Absaugzeitintervall unterschreitet oder überschreitet. Dabei kann zusätzlich zum Absaugzeitintervall ein vorbestimmtes Pufferzeitintervall berücksichtigt werden. Die Steuereinheit umfasst insbesondere eine Zeiterfassungseinheit zur Erfassung des Freigabezeitintervalls, das als die tatsächliche Freigabedauer der Absaugleitung verstanden werden kann. Ein Absaugzeitintervall kann als eine Zeitdauer verstanden werden, die bei einem störungsfreien Betrieb der Absaugleitung erforderlich wäre, um eine kumulierte Flüssigkeitsmenge abzusaugen. Das Absaugzeitintervall kann aus zuvor genannten Betriebsparametern des Kompressors ermittelt bzw. berechnet werden. Ein Warnsignal kann optisch (Warnlampe bzw. LED) oder akustisch (Warnton) erzeugt werden oder eine von der Steuereinheit ausgegebene Fehlermeldung oder ein Wartungshinweis sein. Ein Warn- bzw. Störsignal wird insbesondere im Fall einer Verstopfung der Absaugleitung oder bei einer Fehlfunktion des Medienwechselsensors erzeugt. Dadurch kann der zuverlässige Betrieb des Kompressors überwacht bzw. wiederhergestellt werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, einen Drainagewert zu bestimmen, insbesondere zumindest basierend auf dem erfassten Freigabezeitintervall für die Absaugleitung und einem erfassten Flüssigkeitsvolumenstrom in der Absaugleitung, und mit einem vorbestimmten Drainagegrenzwert zu vergleichen, um vorzugsweise ein Warn- oder Störsignal zu erzeugen, wenn der Drainagewert den vorbestimmten Drainagegrenzwert unterschreitet oder übersteigt. Weitere Betriebsparameter des Kompressors können bei der Bestimmung des Drainagewerts und/oder des Drainagegrenzwerts berücksichtigt werden. Ein Drainagewert (auch sog. "innere Drainage") ist ein Flüssigkeitsvolumenstrom pro Druckluftvolumenstrom, der in dem Feinabscheider, insbesondere auf der "trockenen Seite" des Feinabscheiders, anfällt, d.h. insbesondere der Anteil der abzuscheidenden Flüssigkeit an dem Druckluftvolumen. Durch ein solches Warn- bzw. Störsignal kann der zuverlässige Betrieb des Kompressors überwacht bzw. wiederhergestellt werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Feinabscheider im Abscheidebehälter des Flüssigkeitsabscheiders angeordnet ist, wobei der Feinabscheider vorzugsweise mindestens ein Filter zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus der erzeugten Druckluft aufweist, wobei die Absaugstelle insbesondere stromabwärts des Filters vorgesehen ist. Alternativ kann der Feinabscheider aber auch außerhalb des Abscheidebehälter des Flüssigkeitsabscheiders angeordnet sein, beispielsweise als eine außenliegende Abscheidepatrone. Vorzugsweise ist der Flüssigkeitsabscheider zweistufig aufgebaut, wobei in einer ersten Stufe eine Vorabscheidung, vorzugsweise durch die Schwerkraft, und in der zweiten Stufe eine Feinabscheidung, vorzugsweise durch Filterung, stattfindet. Insbesondere kann stromaufwärts des Filters in dem Feinabscheider abgeschiedene Flüssigkeit in den Abscheidebehälter zurückströmen, insbesondere abtropfen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Absaugleitung an eine Zuführstelle stromaufwärts eines Einlassventils des Kompressors, insbesondere eines Einlassventiltellers, angeschlossen. Auf diese Weise kann die Absaugleitung zusätzlich oder alternativ zur Absaugfunktion für eine Leerlaufsteuerung und/oder eine Entlüftungssteuerung des Kompressors genutzt werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Absaugleitung an eine Zuführstelle eines flüssigkeitsgeschmierten Dichtungssystems, vorzugsweise einer Gleitringdichtung, des Verdichterblocks angeschlossen ist, wobei vorzugsweise eine von der Rückführleitung zur Absaugleitung abzweigende Dichtungsversorgungsleitung vorgesehen ist, wobei die Dichtungsversorgungsleitung insbesondere an das Ventil angeschlossen ist, das vorzugsweise als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist, wobei die Absaugleitung und/oder die Dichtungsversorgungsleitung insbesondere je mindestens eine Düse aufweisen. Alternativ zu separaten, kann eine gemeinsame Düse für die Absaugleitung und die Dichtungsversorgungsleitung vorgesehen sein. Eine Düse kann auch in Form einer Düsenbohrung, insbesondere in ein Bauteil des Kompressors integriert, vorgesehen sein, wobei die Düsenbohrung insbesondere querschnittsbestimmend ist. Der Medienwechselsensor kann stromabwärts oder stromaufwärts des Ventils angeordnet sein. Die Gleitringdichtung ist insbesondere auf der Antriebsseite des Verdichterblocks, vorzugsweise in einer Durchgangsöffnung für die Antriebs- bzw. Rotorwelle eines Verdichterelements, insbesondere Schraubenrotors, im Gehäuse des Verdichterblocks vorgesehen. Indem eine Dichtungsversorgungsleitung als eine separate Leitung mit einem entsprechenden Anschluss am Verdichterblock zur Versorgung der Gleitringdichtung mit Schmierflüssigkeit, vorzugsweise Öl, vorgesehen ist, können Versorgungsbohrungen im Gehäuse entfallen. Dadurch wird eine sehr genaue Dosierung und Anpassung der Menge der zur Schmierung zugeführten Flüssigkeit für die Gleitringdichtung möglich. Außerdem kann die Menge der zugeführten Flüssigkeit reduziert werden, was sich positiv auf die Effizienz des Kompressors auswirken kann.
  • Die genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 15.
  • Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines erfindungsgemäßen Kompressors, umfassend die folgenden Schritte:
    • Absaugen von Flüssigkeit von mindestens einer Absaugstelle des Feinabscheiders in den Verdichterblock durch eine von einem steuerbaren Ventil freigegebene Absaugleitung;
    • Erfassen eines Medienwechsels des in einer Absaugleitung strömenden Mediums, nämlich von abgesaugter Flüssigkeit zu Druckluft, durch einen Medienwechselsensor;
    • Versperren einer Absaugleitung durch Ansteuern eines steuerbaren Ventils durch eine Steuereinheit aufgrund des erfassten Medienwechsels.
  • Insbesondere umfasst das Verfahren einen Schritt des Freigebens der Absaugleitung durch Ansteuern des Ventils durch die Steuereinheit nach Ablauf eines vorbestimmten Sperrzeitintervalls. Das Sperrzeitintervall kann von einer Recheneinheit der Steuereinheit basierend auf erfassten und/oder hinterlegten Betriebsparametern des Kompressors berechnet und gespeichert werden. Alternativ kann ein fest vorbestimmter Wert für ein Sperrzeitintervall ausgelesen werden. Durch das Freigeben der Absaugleitung wird die innerhalb des Sperrzeitintervalls in dem Feinabscheider akkumulierte Flüssigkeit gemäß dem erstgenannten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens abgesaugt. Während des Betriebs des Kompressors wird das Verfahren zyklisch wiederholt, wobei die Steuereinheit vorsehen kann, dass für einen bestimmten Betriebszustand des Kompressors von dem Verfahren abgewichen bzw. das Verfahren ausgesetzt wird, insbesondere in dem die Steuereinheit unabhängig vom Ausgangssignal des Medienwechselsensors Steuerbefehle an das Ventil ausgibt, insbesondere während einer Leerlaufsteuerung oder eine Entlüftungssteuerung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat ähnliche Vorteile, wie sie bereits in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Kompressor beschrieben wurden. Das Verfahren kann von dem erfindungsgemäßen Kompressor durchgeführt werden. Das Verfahren kann weiterhin einige oder alle verfahrenstechnischen Merkmale umsetzen, die im Zusammenhang mit dem Kompressor beschrieben wurden. Durch das Verfahren kann ein Kompressor zuverlässiger und effizienter betrieben werden.
  • Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines erfindungsgemäßen Kompressors, mit einem Verdichterblock mit Flüssigkeitseinspritzung, einem über eine Druckleitung mit dem Verdichterblock verbundenen Flüssigkeitsabscheider mit einem Abscheidebehälter und einem Feinabscheider, und einer Rückführleitung zur Rückführung von abgeschiedener Flüssigkeit aus dem Abscheidebehälter in den Verdichterblock, umfasst eine Leerlaufsteuerung des Kompressors, wobei der folgende Schritt vorgesehen ist: Freigeben einer Absaugleitung zwischen einer Absaugstelle des Feinabscheiders und einer Zuführstelle des Verdichterblocks durch Ansteuern eines in der Absaugleitung angeordneten steuerbaren Ventil, insbesondere falls der Kompressor einen vorbestimmen Betriebszustand, insbesondere eine vorbestimmte Temperatur, vorzugsweise zumindest einen vorbestimmten Anteil einer vorbestimmten Flüssigkeitseinspritztemperatur oder einer vorbestimmten Verdichtungsendtemperatur, erreicht hat.
  • Bei dieser Leerlaufsteuerung ist die Absaugleitung vorzugsweise an eine Zuführstelle stromaufwärts eines Einlassventils des Kompressors, insbesondere eines Einlassventiltellers, angeschlossen. Insbesondere sieht das Verfahren weiterhin das Erfassen eines Betriebszustands, insbesondere einer Betriebstemperatur, des Kompressors durch einen Temperatursensor, und vorzugsweise einen Vergleich mit einer Solltemperatur, vor. Eine Betriebstemperatur kann z.B. eine Verdichtungsendtemperatur des verdichteten Flüssigkeit-Druckluft-Gemischs oder eine Flüssigkeitstemperatur (Öltemperatur) der einzuspritzenden Flüssigkeit (Öl) sein, oder ein prozentualer Anteil, z. B. 70%, 80% oder 90%, einer zu erreichenden Solltemperatur. Die Leerlaufsteuerung hat den Vorteil, dass ein weiteres, insbesondere niedrigeres, Leerlaufdruckniveau für einen Leerlaufbetrieb des Kompressors erreichbar ist. Durch Freigeben der Absaugleitung während des Leerlaufbetriebs wird eine Querschnittsvergrößerung zur Förderung des Leerlaufvolumenstroms erzielt. Infolgedessen sinkt der Leerlaufdruck des Kompressors ab. Insbesondere stellt sich bei einem Kompressor, der (noch) nicht auf Betriebstemperatur läuft (hohe Viskosität der Flüssigkeit, höherer Differenzdruck im Flüssigkeitskreislauf), bei versperrter Absaugleitung ein höheres Leerlaufdruckniveau im Kompressor ein, während sich bei einem Kompressor, der auf Betriebstemperatur läuft (niedrige Viskosität der Flüssigkeit, niedrigerer Differenzdruck im Flüssigkeitskreislauf), sich durch Freigeben bzw. Öffnen der Absaugleitung ein niedrigeres
  • Leerlaufdruckniveau einstellen kann. Dies kann zu einer reduzierten Leerlaufleistungsaufnahme (Verlustleistung) des Kompressors führen. Eine solche Leerlaufsteuerung kann auch mit einer Entlüftungssteuerung kombiniert werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Leerlaufsteuerung des Kompressors weiter mit folgendem Schritt vorgesehen: Versperren der Absaugleitung durch Ansteuern des Ventils, insbesondere falls der Kompressor einen vorbestimmten Betriebszustand nicht erreicht hat.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin ein Ansteuern des als Proportionalventil ausgebildeten Ventils vorgesehen, um ein Leerlaufdruckniveau zwischen dem ersten und dem zweiten Leerlaufdruckniveau, vorzugsweise stufenlos, einzustellen. Die Durchflussmenge durch die Absaugleitung kann durch ein Proportionalventil (stufenlos) je nach Betriebsbedingungen eingestellt werden. Dadurch kann für einen bestimmten Leerlaufbetriebszustand des Kompressors die Effizienz weiter verbessert werden.
  • Unter einem Leerlaufbetrieb des Kompressors kann ein Betriebszustand verstanden werden, währenddessen der Antrieb (Antriebsmotor) den Verdichterblock weiter antreibt, aber keine Druckluft ins Netz gefördert wird. Um beim Leerlaufbetrieb möglichst wenig Energie zu verbrauchen kann das Einlassventil bis auf eine kleine Mindestöffnung geschlossen werden, um die zu verdichtende Luftmenge möglichst gering zu halten. Weiterhin kann ein Entlüftungsventil zwischen dem Flüssigkeitsabscheider, vorzugsweise dessen trockener Seite, und der Umgebung (Atmosphäre) hin geöffnet werden, um das Druckniveau auf ein, den sicheren Betrieb des Kompressors gewährleistendes, Druckniveau zu senken, das als Leerlaufdruckniveau bezeichnet werden kann. Beispielsweise liegt ein Leerlaufdruckniveau zwischen 1,0 bis 1,8 bar (Überdruck).
  • Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Kompressors (100), insbesondere Schraubenkompressors, insbesondere eines erfindungsgemäßen Kompressors, mit einem Verdichterblock (4) mit Flüssigkeitseinspritzung, einem über eine Druckleitung (52) mit dem Verdichterblock (4) verbundenen Flüssigkeitsabscheider (5) mit einem Abscheidebehälter (6) und einem Feinabscheider (7), und einer Rückführleitung (53) zur Rückführung von abgeschiedener Flüssigkeit aus dem Abscheidebehälter (6) in den Verdichterblock (4), umfasst eine Entlüftungssteuerung des Kompressors (100), wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind:
    • Freigeben der Absaugleitung durch Ansteuern des Ventils;
    • Erfassen eines Betriebsdrucks des Kompressors durch einen Drucksensor;
    • Versperren der Absaugleitung durch Ansteuern des Ventils, falls der erfasste Betriebsdruck unterhalb eines vorbestimmten Restbetriebsdrucks liegt.
  • Bei einer solchen Entlüftungssteuerung ist die Absaugleitung vorzugsweise an eine Zuführstelle stromaufwärts eines Einlassventils des Kompressors, insbesondere eines Einlassventiltellers, angeschlossen. Durch ein solches Verfahren ist eine Entlüftung des Kompressors mit zwei verschiedenen Entlüftungsgeschwindigkeiten erreichbar. Bei freigegebener Absaugleitung stellt sich eine höhere Entlüftungsgeschwindigkeit für eine schnelle Entlüftung ein. Bei versperrter Absaugleitung stellt sich eine niedrigere Entlüftungsgeschwindigkeit für eine langsamere Entlüftung ein. Auf diese Weise kann, bei Öl als Flüssigkeit, ein Aufschäumen des Öls durch Entspannung der im Öl befindlichen Luftbläschen verhindert bzw. verringert werden. Dadurch wird eine Benetzung der trockenen Seite des Feinabscheiders durch das Aufschäumen des Öls zumindest teilweise verhindert. Ein Restbetriebsdruck kann beispielsweise zwischen 0,5 bar und 10 bar, vorzugsweise zwischen 1 bar und 5 bar, weiter vorzugsweise zwischen 1 bar und 3 bar, besonders bevorzugt ungefähr 2,0 bar, gegenüber dem Umgebungsdruck betragen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Freigeben der Absaugleitung durch Ansteuern des Ventils zur Absaugung der Flüssigkeit im Lastlauf nur dann durchgeführt, wenn der Kompressor mit Volllast läuft oder in einem Drehzahlbereich oberhalb einer vorbestimmten Mindestdrehzahl läuft. Eine Mindestdrehzahl beträgt beispielsweise zwischen 70 % und 100 %, vorzugsweise zwischen 80 % und 100 %, weiter vorzugsweise zwischen 90 % und 100 % einer Maximaldrehzahl des Kompressors. Bei einem Anschluss der Absaugleitung an eine Zuführstelle stromaufwärts eines Einlassventils des Kompressors, insbesondere im Ansaugbereich des Verdichterblocks, kann die aus dem Feinabscheider abgesaugte Flüssigkeit im Ansaugbereich verwirbelt und zerstäubt werden. Dadurch kann der Ansaugbereich und/oder der Luftfilter benetzt werden. Ein Absaugen der Flüssigkeit nur unter Volllast oder, bei einem Kompressor mit variabler Drehzahl, in einem ausreichend hohen Drehzahlbereich, stellt sicher, dass die angesaugte Luft die abgesaugte Flüssigkeit oder einen Flüssigkeitsnebel in den Verdichterblock mitreißt, um auf diese Weise eine Benetzung des Ansaugbereichs zu verhindern.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind weiter folgende Schritte vorgesehen:
    • Erfassen von mindestens zwei Betriebsdrücken des Kompressors durch einen Drucksensor während sich der Kompressor im Lastlauf befindet, insbesondere unter Teillast läuft;
    • Vergleichen der erfassten Betriebsdrücke mit einem vorbestimmten Solldruck;
    • Freigeben der Absaugleitung durch Ansteuern des Ventils, zum Absaugen der Flüssigkeit, falls die erfassten Betriebsdrücke innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs unterhalb eines vorbestimmten Sollbetriebsdrucks liegen und der später erfasste Betriebsdruck höher ist als der früher erfasste Betriebsdruck.
  • Auf diese Weise wird sichergestellt, dass eine Absaugung möglichst unmittelbar vor einem Wechsel des Kompressors in den Leerlauf oder Stillstand erfolgt, damit beim Wechsel möglichst wenig Flüssigkeit an der Absaugstelle des Feinabscheiders vorhanden ist. Ein Wechsel des Kompressors in den Leerlauf oder Stillstand ist durch eine Auswertung des aktuellen Betriebsdrucks und des Druckgradienten prognostizierbar. Wenn der aktuelle Betriebsdruck im Lastlauf nur relativ knapp unterhalb des Sollbetriebsdrucks liegt und weiter ansteigt, ist zu erwarten, dass der Kompressor demnächst von Lastlauf in Leerlauf bzw. Stillstand wechselt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kompressors mit einer Absaugung zu einer Zuführstelle stromaufwärts des Einlassventils in einem Blockschaltbild;
    Figur 2
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kompressors wie in Figur 1, wobei der Medienwechselsensor als ein Drucksensor ausgebildet ist;
    Figur 3
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kompressors mit einer Absaugung zu einer Zuführstelle stromabwärts des Einlassventils in einem Blockschaltbild;
    Figur 4
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kompressors mit einer Absaugung zu einer Zuführstelle an einer Gleitringdichtung des Verdichterblocks in einem Blockschaltbild.
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung werden für gleiche und gleich wirkende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Kompressors 100, der hier als ein öleingespritzter Schraubenverdichter ausgeführt ist, wobei die nachfolgende Beschreibung auch auf wassereingespritzte Schraubenverdichter übertragbar ist. Ein Antriebsmotor 3 treibt z. B. über eine Antriebswelle, einen Riementrieb oder ein Getriebe die in einem Gehäuse des Verdichterblocks 4 gelagerten Schraubenrotoren an (nicht dargestellt). Der Verdichterblock 4 saugt von einem Lufteinlass 31 über den Luftfilter 1 und die Saugleitung 51 Umgebungsluft durch das Einlassventil 2 an. Die angesagte Luft wird unter Einspritzung von Öl zur Schmierung und Kühlung im Verdichterblock 4 verdichtet. Das Einlassventil umfasst ein Rückschlagventil, ein 2/2-Wegeventil und eine parallel dazu geschaltete Drossel. Das im Verdichterblock 4 verdichtete Flüssigkeit-Druckluft-Gemisch wird über die Druckleitung 52 in den Flüssigkeitsabscheider 5 (Ölabscheider) gefördert. Hier wird der größte Teil des Öls durch die Schwerkraft, und ggf. durch Zentrifugalkräfte aufgrund eines rotierenden Flüssigkeit-Druckluft-Gemisches, aus dem Luftstrom in einer ersten Abscheidestufe abgeschieden und sammelt sich im unteren Bereich des Abscheidebehälters 6. Von dort wird das Öl durch den Druck im Abscheidebehälter 6 durch die Rückführleitung 53 über einen Flüssigkeitskühler 10 (Ölkühler) bzw. eine Bypassleitung 55 über ein Temperaturregelventil 8 zur Regelung der Flüssigkeitseinspritztemperatur bzw. - eintrittstemperatur (Öleinspritztemperatur), einen Flüssigkeitsfilter 9 (Ölfilter) und eine Flüssigkeitseinspritzleitung 54, die als ein Abschnitt der Rückführleitung 53 angesehen werden kann, zurück zum Verdichterblock 4 geführt und dort eingespritzt.
  • Die im Flüssigkeitsabscheider 5 gereinigte Druckluft gelangt über eine Auslassleitung 58, ein Mindestdruckrückschlagventil 11 und einen Luftkühler 12 zu einem Druckluftaustritt 32, wo die erzeugte Druckluft einem Druckluftnetzwerk bzw. einem Verbraucher zur Verfügung gestellt wird. Der Netzdruck wird über einen Drucksensor 43 erfasst. Der Druck in dem Abscheidebehälter 6 wird durch den Drucksensor 42 erfasst. Außerdem ist ein Temperatursensor 41 zur Erfassung der Verdichtungsendtemperatur (Verdichteraustrittstemperatur) an der Druckleitung 52 vorgesehen. Von der Auslassleitung 58 zweigen eine Steuerleitung 59a und eine Entlüftungsleitung 59b zu einem kombinierten Steuer-/Entlüftungsventil ab. In der Entlüftungsleitung 59b ist ein Schalldämpfer 16 angeordnet.
  • Der Flüssigkeitsabscheider 5 ist zweistufig ausgebildet. In dem Abscheidebehälter 6 des Flüssigkeitsabscheiders 5 ist ein Feinabscheider 7 angeordnet, der ein oder mehrere Filter aufweist, beispielsweise in Form mindestens einer Ölabscheidepatrone. Die im Feinabscheider 7 abgeschiedene Flüssigkeit (Öl) sammelt sich an einer Absaugstelle 33 des Feinabscheiders 7. Zwischen der Absaugstelle und einer Zuführstelle 34 verläuft eine Absaugleitung 56, die auch als Drainageleitung bezeichnet werden könnte, um im Feinabscheider abgeschiedene Flüssigkeit wieder dem Verdichterblock 4 zuzuführen. In der Absaugleitung 56 sind ein Medienwechselsensor 18, ein steuerbares Ventil 19 und ein Schalldämpfer 20 angeordnet. Die Absaugleitung 56 mündet stromaufwärts des Einlassventils 2, insbesondere stromaufwärts eines Einlassventiltellers, an einer Zuführstelle 34 in die Saugleitung 51 ein. Vorzugsweise ist der Medienwechselsensor 18 stromaufwärts des Ventils 19 angeordnet. Das Ventil 19 ist als ein 2/2-Wegeventil, hier als elektrisch ansteuerbares Magnetventil ausgeführt, das die Durchflussmenge in der Absaugleitung 56 insofern regelt, als es in einer Freigabestellung die Absaugleitung 56 (vollständig) freigibt bzw. öffnet und in einer Sperrstellung die Absaugleitung 56 (vollständig) versperrt bzw. verschließt. In Figur 1 ist das Ventil 19 in der Sperrstellung dargestellt, in der das 2/2-Wegeventils bestromt ist. Das Ventil 19 ist über die Steuereinheit 60 steuerbar bzw. schaltbar. Der Medienwechselsensor 18 kann auf verschiedenen physikalischen Messprinzipien beruhen und sowohl als ein berührungslos messender Sensor ausgeführt sein oder in der Absaugleitung 56 im Kontakt mit dem strömenden Medium angeordnet sein.
  • In einer Ausführungsform nach Figur 2 ist der Medienwechselsensor 18 als ein Drucksensor ausgeführt. Stromaufwärts des Drucksensors 18 ist eine Düse 21 vorgesehen. Mithilfe eines zweiten Drucksensors stromaufwärts des Düse 21, z.B. Drucksensor 42 zur Erfassung des Betriebsdrucks, kann von der Steuereinheit 60 eine sich bei einem Medienwechsel verändernde Druckdifferenz über die Düse 21 erfasst werden, die einen Medienwechsel anzeigt. In Figur 2 ist das Ventil 19 in der Freigabestellung dargestellt, so dass Flüssigkeit durch die Absaugleitung 56 abgesaugt werden kann. Ein Betriebsdruck des Kompressors 100 beträgt beispielsweise zwischen 3 und 15 bar (Überdruck gegenüber der Umgebung), kann aber auch höher sein.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Steuerung des Kompressors 100 gemäß Figur 1 beschrieben. In einer Freigabestellung des Ventils 19 kann Flüssigkeit (Öl), die sich an der Absaugstelle 33 im Feinfilter 7 ansammelt die Absaugleitung 56 zur Zuführstelle 34 abgesaugt werden. Wenn die Flüssigkeit (nahezu) vollständig abgesaugt ist, kann aufgrund des Druckgefälles zwischen dem Abscheidebehälter 6 und der Zuführstelle 34 Druckluft, oder ein Flüssigkeit-Druckluft-Gemisch, in die Absaugleitung 56 einströmen. Im Fall einer Rückströmung von Druckluft zum Verdichterblock 4 würde die Effizienz des Kompressors 100 negativ beeinträchtigt werden. Wenn der Medienwechselsensor 18 einen Wechsel des in der Absaugleitung 56 strömenden Mediums von Flüssigkeit (Öl) zu Druckluft oder einem Flüssigkeit-Druckluft-Gemisch mit einem relativ hohen Druckluftanteil erfasst, erzeugt der Medienwechselsensor 18 ein entsprechendes Ausgangssignal, das über eine Verbindungsleitung 61 an die Steuereinheit 60 übertragen wird. Die Steuereinheit 60 kann basierend auf diesem Ausgangssignal das Ventil 19 über eine Verbindungsleitung 61 ansteuern, um es aus einer Freigabestellung in eine Sperrstellung zu schalten. Dadurch wird die Absaugleitung 56 für das strömende Medium versperrt und eine Strömung zum Verdichterblock 4 wird zuverlässig verhindert. Nach einem vorbestimmten Sperrzeitintervall wird das Ventil 19 von einer Sperrstellung wieder in eine Freigabestellung geschaltet, um eine Absaugung zuzulassen. Das Sperrzeitintervall kann eine fest vorbestimmte Zeitdauer oder eine basierend auf einem oder mehreren erfassten oder gespeicherten Parametern in der Steuereinheit 60 variabel berechnete Zeitdauer sein. Wenn ein von der Steuereinheit 60 erfasstes Freigabezeitintervall ein vorbestimmtes Absaugzeitintervall überschreitet, z.B. im Fall einer Verstopfung der Absaugleitung 56 oder einer Fehlfunktion des Medienwechselsensors 18, kann die Steuereinheit 60 ein Warn- oder Störsignal ausgeben. Ein Absaugzeitintervall entspricht einer theoretisch erforderlichen Zeitdauer für eine Absaugung der an der Absaugstelle 33 angesammelten Flüssigkeit bei ordnungsgemäß funktionierender Absaugleitung 56.
  • Zusätzlich zur Funktion der Absaugung kann die Absaugleitung 56 im Leerlauf des Kompressors 100 als eine zusätzliche Leitung zur Förderung (Zirkulation) von Druckluft genutzt werden, wobei sich der Leitungsquerschnitt insgesamt vergrößert und das Leerlaufdruckniveau dadurch absenkbar ist. Dafür kann die Steuereinheit 60 das Ventil 19 im Leerlaufbetrieb in eine Freigabestellung schalten, insbesondere unabhängig vom Ausgangssignal des Medienwechselsensors 18. Eine Rückströmung von Druckluft durch die Absaugleitung 56 ist im Leerlauf erwünscht. In einer Ausführungsform in der das Ventil 19 als ein Proportionalventil ausgeführt ist, kann die Durchflussmenge durch die Absaugleitung 56 durch entsprechende Zwischenstellungen des Ventils stufenlos geregelt werden, sodass ein auf den Betriebszustand des Kompressors 100 abgestimmtes Leerlaufdruckniveau einstellbar ist. Ein solches Leerlaufdruckniveau liegt zwischen einem niedrigen Leerlaufdruckniveau, das sich bei freigegebener Absaugleitung 56 einstellt und einem höheren Leerlaufdruckniveau, das sich bei einer versperrten Absaugleitung 56 einstellt.
  • Insbesondere wenn der Kompressor 100 auf der vorgesehenen Soll-Betriebstemperatur läuft, ist durch eine entsprechende Leerlaufsteuerung eine Verbesserung der Effizienz im Form einer reduzierten Verlustleistung im Leerlauf erreichbar.
  • Zusätzlich zur Funktion der Absaugung und zur Leerlaufsteuerung kann die Absaugleitung 56 zur Entlüftung des Kompressors 100 genutzt werden, wobei bei einer Freischaltung der Absaugleitung 56 durch das Ventil 19 eine schnellere Entlüftung erreicht wird. Sobald ein bestimmter Restbetriebsdruck von z.B. 2,0 bar erreicht wird, kann die Absaugleitung 56 versperrt werden, um die Entlüftungsgeschwindigkeit zu reduzieren und ein Aufschäumen des Öls zu verhindern.
  • Bei einem Kompressor mit einer Zuführstelle 34 stromaufwärts des Einlassventils ist es vorteilhaft, wenn ein Absaugen nur bei Volllast bzw. hoher Drehzahl des Kompressors 100 zugelassen wird, um eine Benetzung des Luftfilters 1 und/oder des Ansaugbereichs des Verdichterblocks durch die abgesaugte Flüssigkeit zu verhindern.
  • Figur 3 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kompressors 100, bei dem die Absaugleitung 56 an einer Zuführstelle 34 stromabwärts des Einlassventils 2 in den Verdichterblock 4 einmündet. Bis auf die im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß Figur 1 beschriebenen Leerlaufsteuerung und Entlüftungssteuerung ist die Funktionsweise des Kompressors 100 gleich. Es ist kein Schalldämpfer in der Absaugleitung vorgesehen. Insbesondere kann das Problem einer Benetzung des Luftfilters oder des Ansaugbereichs des Verdichterblocks 4 bei dieser Ausführungsform konstruktionsbedingt nicht auftreten.
  • Figur 4 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kompressors 100, bei der die Absaugleitung 56 an eine Zuführstelle 34 einer Gleitringdichtung des Verdichterblocks 4 angeschlossen ist. Die Rückführleitung 53 bzw. der Abschnitt der Flüssigkeitseinspritzleitung 54 führt den Großteil der aus dem Flüssigkeitsabscheider 5 rückgeführten Flüssigkeit zur Einspritzung in den Verdichterblock 4 zurück, ähnlich wie in den Figuren 1, 2 und 3. Von der Rückführleitung 53 zweigt eine Dichtungsversorgungsleitung 57 zur Absaugleitung 56 ab, wobei der Flüssigkeitsvolumenstrom in der Dichtungsversorgungsleitung 57, insbesondere durch eine geeignete Wahl der Leitungsquerschnitte bzw. einer Düse, (deutlich) geringer ist als der Flüssigkeitsvolumenstrom in der Flüssigkeitseinspritzleitung 54. Die Dichtungsversorgungsleitung 57 ist an das steuerbare Ventil 19 angeschlossen, das als ein 3/2-Wegeventil ausgeführt ist.
  • Die Absaugleitung 56 umfasst einen Absaugabschnitt 56a und einen Zuführabschnitt 56b zur Zuführung von Flüssigkeit zu einer Gleitringdichtung des Verdichterblocks 4. Die mit Flüssigkeit (Öl) zu versorgende Gleitringdichtung (nicht dargestellt) ist vorzugsweise auf der Antriebsseite des Verdichterblocks in einer Durchgangsöffnung für die Antriebs- bzw. Rotorwelle eines Schraubenrotors im Gehäuse des Verdichterblocks vorgesehen. In dem Absaugabschnitt 56a und der Dichtungsversorgungsleitung 57 ist jeweils eine Düse 21 zur Anpassung der Druckniveaus bzw. der Volumenströme in den Leitungen vorgesehen. In einer Grundschaltstellung des Ventils 19, d.h. im nicht geschalteten Zustand, wird Flüssigkeit aus der Dichtungsversorgungsleitung 57 über die Düse 21 auf die Gleitringdichtung geleitet. Im geschalteten Zustand des Ventils 19 wird Flüssigkeit aus dem Feinabscheider 7 über den Schmutzfänger 17 und eine Düse 21 auf die Gleitringdichtung geleitet, bis der Medienwechselsensor 18 einen Medienwechsel in der Absaugleitung 56 erfasst. Durch eine separate Dichtungsversorgungsleitung 57, insbesondere anstelle von im Gehäuse des Verdichterblocks 4 vorgesehenen Versorgungsbohrungen, wird eine sehr genaue Dosierung und Anpassung des zugeführten Flüssigkeitsstroms zur Versorgung der Gleitringdichtung möglich. Außerdem kann die Menge der zugeführten Flüssigkeit reduziert werden. Die Effizienz des Kompressors 100 kann weiter verbessert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Luftfilter
    2
    Einlassventil
    3
    Antriebsmotor
    4
    Verdichterblock
    5
    Flüssigkeitsabscheider, insbesondere Ölabscheider
    6
    Abscheidebehälter
    7
    Feinabscheider, insbesondere Ölabscheidepatrone
    8
    Temperaturregelventil
    9
    Flüssigkeitsfilter, insbesondere Ölfilter
    10
    Flüssigkeitskühler, insbesondere Ölkühler
    11
    Mindestdruckrückschlagventil
    12
    Luftkühler
    13
    kombiniertes Steuer-/Entlüftungsventil
    14
    Steuerventil
    15
    Entlüftungsventil
    16
    Schalldämpfer
    17
    Schmutzfänger
    18
    Medienwechselsensor
    19
    Ventil (steuerbar)
    20
    Schalldämpfer
    21
    Düse
    31
    Lufteinlass
    32
    Druckluftauslass
    33
    Absaugstelle
    34
    Zuführstelle
    41
    Temperatursensor
    42
    Drucksensor zur Erfassung des Betriebsdrucks
    43
    Drucksensor zur Erfassung des Netzdrucks
    51
    Saugleitung
    52
    Druckleitung
    53
    Rückführleitung
    54
    Flüssigkeitseinspritzleitung
    55
    Bypassleitung
    56
    Absaugleitung
    56a
    Absaugabschnitt
    56b
    Zuführabschnitt
    57
    Dichtungsversorgungsleitung
    58
    Auslassleitung
    59a
    Steuerleitung
    59b
    Entlüftungsleitung
    60
    Steuereinheit
    61
    Verbindungsleitung
    100
    Kompressor

Claims (19)

  1. Kompressor (100), insbesondere Schraubenkompressor, zur Erzeugung von Druckluft, umfassend:
    - einen Verdichterblock (4) mit Flüssigkeitseinspritzung zur Verdichtung von angesaugter Luft,
    - einen Flüssigkeitsabscheider (5), der über eine Druckleitung (52) mit dem Verdichterblock (4) verbunden ist und einen Abscheidebehälter (6) und einen Feinabscheider (7) aufweist,
    - eine Rückführleitung (53) zur Rückführung von abgeschiedener Flüssigkeit aus dem Abscheidebehälter (6) in den Verdichterblock (4),
    - eine Absaugleitung (56) zur Absaugung von Flüssigkeit von mindestens einer Absaugstelle (33) des Feinabscheiders (7) zu einer Zuführstelle (34), um die abgesaugte Flüssigkeit dem Verdichterblock (4) zuzuführen,
    gekennzeichnet durch
    - ein steuerbares Ventil (19) zur Regelung der Durchflussmenge durch die Absaugleitung (56),
    - eine Steuereinheit (60) zur Steuerung des Ventils (19), und
    - einen Medienwechselsensor (18) zur Erfassung eines Medienwechsels eines in der Absaugleitung (56) strömenden Mediums, nämlich von abgesaugter Flüssigkeit zu Druckluft, der mit der Steuereinheit (60) verbunden ist.
  2. Kompressor (100) gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Medienwechselsensor (18) zumindest teilweise in der Absaugleitung (56) angeordnet ist und/oder dazu ausgebildet ist, eine Veränderung eines physikalischen Parameters des in der Absaugleitung (56) strömenden Mediums berührungslos zu erfassen.
  3. Kompressor (100) gemäß Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Medienwechselsensor (18) dazu ausgebildet ist, einen Druckluftanteil am Volumenstrom des Mediums in der Absaugleitung (56) zu erfassen und insbesondere bei einem erfassten Druckluftanteil von mehr als 10%, vorzugsweise mehr als 20%, weiter vorzugsweise mehr als 30%, weiter vorzugsweise mehr als 40%, weiter vorzugsweise mehr als 50%, einen Medienwechsel zu erfassen.
  4. Kompressor (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Medienwechselsensor (18) als ein erster Drucksensor zur Erfassung eines Drucks in der Absaugleitung (56) ausgebildet ist, wobei stromaufwärts des Drucksensors (18) in der Absaugleitung (56) eine Düse (21) vorgesehen ist, wobei der Kompressor (100) mindestens einen zweiten Drucksensor (42, 43), vorzugsweise stromaufwärts der Düse (21), umfasst.
  5. Kompressor (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Ventil (19) die Absaugleitung (56) in einer Freigabestellung für das Medium freigibt und in einer Sperrstellung für das Medium versperrt.
  6. Kompressor (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Ventil (19) als ein, vorzugsweise stufenlos, steuerbares Proportionalventil ausgebildet ist, wobei insbesondere in einem Leerlaufbetrieb des Kompressors (100) Zwischenstellungen des Proportionalventils (19) zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung durch die Steuereinheit (60) einstellbar sind, vorzugsweise um ein Leerlaufdruckniveau einzustellen.
  7. Kompressor (100) gemäß Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinheit (60) dazu ausgebildet ist, das Ventil (19) nach einem vorbestimmten Sperrzeitintervall aus der Sperrstellung in die Freigabestellung zu schalten, wobei das Sperrzeitintervall vorzugsweise basierend auf dem erzeugten Druckluftvolumenstrom des Kompressors (100) bestimmt wird.
  8. Kompressor (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Kompressor (100) mindestens einen Drucksensor (42, 43) zur Erfassung eines Betriebsdrucks und/oder einen Durchflusssensor zur Erfassung des Flüssigkeitsvolumenstroms in der Absaugleitung (56) aufweist, wobei die Steuereinheit (60) dazu ausgebildet ist, zumindest aufgrund eines erfassten Betriebsdrucks und/oder eines erfassten Flüssigkeitsvolumenstroms ein Sperrzeitintervall und/oder ein Absaugzeitintervall zu bestimmen.
  9. Kompressor (100) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinheit (60) dazu ausgebildet ist, ein Freigabezeitintervall für die Absaugleitung (56) zu erfassen und mit einem vorbestimmten Absaugzeitintervall zu vergleichen.
  10. Kompressor (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinheit (60) dazu ausgebildet ist, einen Drainagewert zu bestimmen, zumindest basierend auf dem erfassten Freigabezeitintervall für die Absaugleitung (56) und einem erfassten Flüssigkeitsvolumenstrom in der Absaugleitung (56), und mit einem vorbestimmten Drainagegrenzwert zu vergleichen,
    wobei ein Drainagewert ein Flüssigkeitsvolumenstrom pro Druckluftvolumenstrom ist, der in dem Feinabscheider anfällt.
  11. Kompressor (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Feinabscheider (7) im Abscheidebehälter (6) des Flüssigkeitsabscheiders (5) angeordnet ist und mindestens ein Filter zur Feinabscheidung von Flüssigkeit aus der erzeugten Druckluft aufweist, wobei die Absaugstelle (33) stromabwärts des Filters vorgesehen ist.
  12. Kompressor (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere gemäß Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Absaugleitung (56) an eine Zuführstelle (34) stromaufwärts eines Einlassventils (2) des Kompressors (100), insbesondere eines Einlassventiltellers, angeschlossen ist.
  13. Kompressor (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Absaugleitung (56, 56a, 56b) an eine Zuführstelle (34) eines flüssigkeitsgeschmierten Dichtungssystems des Verdichterblocks (4), vorzugsweise einer Gleitringdichtung, angeschlossen ist.
  14. Kompressor (100) gemäß Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine von der Rückführleitung (53) zur Absaugleitung (56, 56a, 56b) abzweigende Dichtungsversorgungsleitung (57) vorgesehen ist, wobei die Dichtungsversorgungsleitung (57) an das Ventil (19) angeschlossen ist, das vorzugsweise als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist.
  15. Verfahren zur Steuerung eines Kompressors (100), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend die folgenden Schritte:
    - Absaugen von Flüssigkeit von mindestens einer Absaugstelle (33) des Feinabscheiders (7) in den Verdichterblock (4) durch eine von einem steuerbaren Ventil (19) freigegebene Absaugleitung (56);
    - Erfassen eines Medienwechsels des in einer Absaugleitung (56) strömenden Mediums, nämlich von abgesaugter Flüssigkeit zu Druckluft, durch einen Medienwechselsensor (18);
    - Versperren einer Absaugleitung (56) durch Ansteuern eines steuerbaren Ventils (19) durch eine Steuereinheit (60) aufgrund des erfassten Medienwechsels.
  16. Verfahren zur Steuerung eines Kompressors (100)
    nach Anspruch 15, mit einer Leerlaufsteuerung des Kompressors (100),
    gekennzeichnet durch
    Freigeben einer Absaugleitung (56) zwischen einer Absaugstelle (33) des Feinabscheiders (7) und einer Zuführstelle (34) des Verdichterblocks (4) durch Ansteuern eines in der Absaugleitung (56) angeordneten steuerbaren Ventils (19), insbesondere falls der Kompressor (100) einen vorbestimmen Betriebszustand, insbesondere eine vorbestimmte Temperatur, vorzugsweise zumindest einen vorbestimmten Anteil einer vorbestimmten Flüssigkeitseinspritztemperatur oder einer vorbestimmten Verdichtungsendtemperatur, erreicht hat.
  17. Verfahren zur Steuerung eines Kompressors (100) gemäß Anspruch 16, gekennzeichnet durch
    Versperren der Absaugleitung (56) durch Ansteuern des Ventils (19), insbesondere falls der Kompressor (100) einen vorbestimmten Betriebszustand nicht erreicht hat.
  18. Verfahren zur Steuerung eines Kompressors (100)
    nach einem der Ansprüche 15 bis 17, mit einer Entlüftungssteuerung des Kompressors (100),
    gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    - Freigeben der Absaugleitung (56) durch Ansteuern des Ventils (19);
    - Erfassen eines Betriebsdrucks des Kompressors (100) durch einen Drucksensor (42, 43);
    - Versperren der Absaugleitung (56) durch Ansteuern des Ventils (19), falls der erfasste Betriebsdruck unterhalb eines vorbestimmten Restbetriebsdrucks liegt.
  19. Verfahren zur Steuerung eines Kompressors (100) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Freigeben der Absaugleitung (56) durch Ansteuern des Ventils (19) zur Absaugung der Flüssigkeit im Lastlauf nur dann durchgeführt wird, wenn der Kompressor mit Volllast läuft oder in einem Drehzahlbereich oberhalb einer vorbestimmten Mindestdrehzahl läuft.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019003484A1 (de) * 2019-05-17 2020-11-19 Baumer Electric Ag Vorrichtung zum Erfassen eines Medienwechsels in einer Leitung
BE1028138B1 (nl) * 2020-03-10 2021-10-11 Atlas Copco Airpower Nv Smeermiddelrecuperatiesysteem en vacuümsysteem omvattende dergelijke smeermiddelrecuperatiesysteem
CN112576490B (zh) * 2020-11-27 2023-02-17 苏州寿力气体设备有限公司 一种移动式空压机的控制方法和装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2701684A (en) * 1953-10-23 1955-02-08 Worthington Corp Oil circulating system for rotary fluid compressors
SE388463B (sv) 1975-01-24 1976-10-04 Atlas Copco Ab Forfarande och anordning for drenering av vetska fran en vetskeavskiljare
GB2301629B (en) 1995-05-25 1999-02-10 Compair Broomwade Ltd Oil recycling in screw compressor arrangements
US6116046A (en) * 1999-03-05 2000-09-12 American Standard Inc. Refrigeration chiller with assured start-up lubricant supply
DE602005020732D1 (de) * 2004-12-13 2010-06-02 Ingersoll Rand Co Schmiersystem mit Säurefiltration für einen Verdichter
WO2007076213A1 (en) * 2005-12-23 2007-07-05 Gardner Denver, Inc. Screw compressor with oil feed system
CN103306981A (zh) * 2012-03-12 2013-09-18 上海斯可络压缩机有限公司 双螺杆空压机
JP2013217283A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Kobe Steel Ltd ２段油冷式圧縮装置
US9669346B2 (en) 2014-05-28 2017-06-06 Ingersoll-Rand Company Compressor system and oil separation system
EP3440359B1 (de) * 2016-04-06 2020-10-07 BITZER Kühlmaschinenbau GmbH Kältemittelverdichtereinheit

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