CH213987A - Verfahren zur Regelung von Axialverdichtern bei gleichzeitiger Verhütung des Pumpens. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Regelung von     Agialverdiehtern    bei gleichzeitiger Verhütung  des Pumpens.    Die     Erfindung        betrifft    ein Verfahren zur  Regelung von     Axialverdichtern    auf eine be  stimmte Fördermenge bei einem bestimmten  Druck bei gleichzeitiger Verhütung des Pum  pens. Verdichter mit     Axialbeschauflung    haben  bekanntlich gegenüber solchen mit     Radial-          beschauflung    einen     grundsätzlich    andern Ver  lauf der Leitungscharakteristik.  



  Der Vergleich der Charakteristiken der  beiden     Verdichterarten    ist in     Fig.    1 gezeigt,  und zwar mit gestrichelten Linien für Radial  verdichter und mit ausgezogenen Linien für       Axialverdichter,    wobei mit     p8,        p1    die Druck  volumenkurven des Axial-     bezw.    Radialver  dichters bezeichnet sind.  



  Während also bei zunehmendem Volumen  <I>u</I> und abnehmendem Druck<I>p</I> beim Radial  verdichter die Leistungsaufnahme     L,    in der  Regel ansteigt, fällt diese Aufnahme     L,    beim       Axialverdichter    rasch ab.

   Ausserdem liegt die  sogenannte     "Pumpgrenze"        2"    beim Axial  verdichter viel näher beim Punkt 1 mit    bestem     Wirkungsgrad,    als die     Pumpgrenze     <B>2,</B> des     Radialverdichters    von Punkt 1 mit  dem besten     Wirkungsgrad,    das heisst der       Axialverdichter    fängt bei     abnehmendem    Vo  lumen viel rascher an, labil zu fördern     und     nimmt dabei eine grössere     Leistung    auf als  im Punkt 1.

   Diese Eigenschaft wäre in     vielen     Fällen dann nachteilig, wenn man den Axial  verdichter für Teillasten in bisher bekannter  Art wie den     Radialverdichter    regeln     würde.     Ein Beispiel soll bei gleichbleibender Regelung  an Hand der     Fig.    1 den Unterschied zeigen.  



  Beim Arbeiten z. B. im     Punkt    3 im  labilen Gebiet werde zwecks stabiler Förde  rung ein Teil der Luftmenge ausgeblasen.  Dabei nimmt der     Radialverdichter    die Lei  stung     L,    auf und der     Axialverdichter    die     viel     grössere Leistung La, wobei er allerdings  auch mehr Druck     1)"    erzeugt.

   Wenn man den  erhöhten Druck     p.        nicht    braucht, wäre es  zum Beispiel viel besser, den Verdichter gar  nicht auf der     Druckvolumenkurve        hochsteigen         zu lassen, sondern schon vom normalen Punkt  1 weg den Unterschied     vors    Punkt 1 und  dem Verbrauchspunkt 3     ausblasen    zu     lassen,     so dass bei gleichbleibendem Druck die Lei  stung auf     L,'    gehalten werden kann, die zwar  immer noch grösser ist als     L1.    des     Radialver-          dichters,

      welcher erst vom     Punippunkt        2,.     weg mit Ausblasen beginnt.  



  Das Verfahren gemäss vorliegender Erfin  dung besteht darin, dass     erfindungsgemäss    bei  einer gegebenen Drehzahl     eine    solche     C        esamt-          menge    gefördert wird, dass sich entsprechend  der zu dieser Drehzahl gehörenden Druck  mengenkurve der verlangte Druck einstellt,  wobei sich der zugehörige Betriebspunkt im  stabilen Gebiet befindet, und     daf.;    dabei der  Überschuss dieser     (äesamtmenge    über die  Sollmenge zwecks Leistungsabgabe durch eine       Entspannungsturbine    hindurchgeführt wird.  



  Dadurch, dass der     erwähnte        Überseliuf.)     über     eine    Entspannungsturbine geleitet wird,  kann ein Teil der     Verdichtungsarbeit        zirriiek-          gewonnen    werden, so dass die wirklich auf  zubringende Arbeit nur noch La"     (Fig.    1) ist,  die besonders bei kleinem     Volumen    kleiner  ist als diejenige     (L,)    beim     Radialverdichter     mit einfachem     Luftabblasen,    und wobei neben  der     Pumpverhütung    gleichzeitig auch der  Druck     konstantgehalten    wird,

   ohne zusätzliche  Regelorgane und ohne Anwendung von Dreh  zahlregelung.  



  An Hand der     Fig.    2 bis 6, die Beispiele  des     erfindungsgemässen        Verfahrens        betreffen,     sei dieses näher erläutert.  



       Fig.    2 zeigt das Verfahren bei veränder  lichem Druck.  



       Fig.    3 zeigt. das Verfahren bei gleichblei  bendem Volumen.  



       Fig.    4 zeigt das     Verfahren    bei einer  Regelung auf gleichbleibenden Druck.  



       Fig.    5 zeigt das Verfahren bei einer  Regelung auf     parabelförmigen    Druckverlauf.       Fig.    6 zeigt schematisch ein Beispiel einer  Anlage zur Ausübung der     erfindungsgemässen     Verfahrens.  



  Wenn z. B. in     Fig.    2 der Betriebspunkt 1  auf den     Punkt    3 mit. verringertem Druck    und Volumen verlegt werden soll, so würde  man beim radialen Verdichter die Drehzahl  entsprechend zurücknehmen und, falls der  Punkt 3 bereits im labilen Gebiet wäre,  würde     mau    den     Unterschied    zwischen Pump  grenze und     Punkt    3 ausblasen. Nach dem  Beispiel gemäss     Fig.    2 lässt man den Verdichter  im Punkt 2 arbeiten, dessen Druck gleich  ist dem des gewünschten Punktes 3.

   Es  wird also bei einer gegebenen Drehzahl eine  solche Gesamtmenge     r.,g    gefördert, dass sieh  entsprechend der zu dieser Drehzahl gehören  den     Druckmengenkurve        V,    der verlangte  Druck     1)s    einstellt.

   Trotzdem also der Ver  dichter bei viel zu grossem Volumen arbeitet,  sinkt die Leistung von 1' auf 2',     dank    der  dem     Axialverdichter    innewohnenden Charak  teristik ; es wird also selbst bei gleicher Dreh  zahl eine ähnliche Wirkung erreicht wie bei       Drelizalilregeluug.    Damit nun die     verhältnis-          ni < if:

  ')ig        grol'')e        Ausblasmeuge        dr@,    das heisst der       Überschuss    der     (lesamtmenge        rg    über die  Sollmenge     rn    nicht. verloren geht, lässt man  sie in einer     Entspannungsturbine    expandieren,  unter Leistungsverminderung von 2' auf 3'  für den Punkt 3.  



  Diese Regelungsart kann nun für alle  möglichen Regelungen angewendet werden,  wie z. B. gleichbleibenden Druck, gleichblei  bendes Volumen oder gleichbleibenden para  bolischen     Druckvolumenverlauf    usw. In allen  Fällen dient die Entspannungsturbine als  Regelorgan, unter gleichzeitiger Verhütung  des     Pumpens.    Einige Beispiele sollen dies  zeigen         Fig.3:    Gleichbleibendes Volumen 1-3.    Der Verdichter arbeitet für den Betriebs  punkt 3 in 2 mit der Leistung 2'. Das über  schüssige Volumen     dv    (2-3) wird durch.

    eine     Entspannungsturbine,    deren     Leistungs-          rückgewinn    2.'--3' beträgt, geführt, so dass  noch die resultierende Leistung 3' bleibt.  Durch Verstellen der Regelorgane von Hand  kann in     gewöhnlicher    Weise jedes     beliebige     Volumen eingestellt werden, z. B. das Volumen  durch den Punkt 4 mit der     Leistungsauf-          nahme    4' und der     Ausblasemenge        äv    (2-4).           Fig.    4: Regelung auf gleichbleibenden  Druck 1-2     bezw.    3-4.  



  Der Verdichter arbeitet in 1     bezw.    3 mit  Leistungsaufnahme 1'-2'     bezw.    3'-4' und       Ausblasemenge        .Jr,    (1---2)     bezw.        dv   <I>(3-4).</I>  Der Übergang von Druck (1-2) auf den  Druck (3--4) wird wieder in gewohnter  Weise durch     Handnachstellung    erreicht. Eben  so wird wieder das Pumpen ohne besondere  Hilfsorgane unter allen Umständen verhütet,  weil ja der Verdichter immer mit dem maxi  malen Volumen des betreffenden Druckes fährt.  



       Fig.    5: Eine weitere Regelart wäre z. B.  eine solche auf     parabelförmigen    Druckverlauf  (1-3) oder z. B. punktiert durch 4. In diesem  Fall müssten die Düsenventile der Entspan  nungsturbine in bekannter Weise, z. B. nach  Patent Nr. 100264, vom Druck und Volumen  abhängig gemacht sein. Punkt 3: Der Ver  dichter arbeitet in 2, die Turbine durchströmt  das Volumen     dc    (2-3), die Leistungsauf  nahme ist 3'. Längs der Regellinie 1-3 wird  die Luft über die Entspannungsturbine aus  geblasen. Durch Verstellen von Hand kann  man auch jede beliebige andere Parabel, z.  B. diejenige durch 4, einstellen, und es wird  dann eine entsprechend grössere Luftmenge  über die Turbine geleitet, wobei wieder das  Pumpen gleichzeitig verhütet wird.  



  Diese beschriebene Regelungsart ist also  äusserst einfach und selbst bei konstanter  Drehzahl dank der stark abfallenden     Lei-          stungscharakteristik    ungefähr gleich wirt  schaftlich wie Drehzahlregelung, besonders  wenn man die Regelverluste der Drehzahl  verstellung der Antriebsmaschine mit berück  sichtigt. Sie macht besondere Massnahmen  zur Verhütung des Pumpens     überflüssig,    in  dem der Verdichter in allen Fällen das     volle     Volumen längs der     Druckvolumencharakte-          ristik    fördert.

           In        Fig.    6 ist der     Axialverdichter    a mit  Saugleitung     h    und Druckleitung c versehen  und sitzt auf gleicher Welle mit einer Ent  spannungsturbine d. Von der Druckleitung c  führt eine Leitung e zur Turbine d über ein  Regelorgan g, durch welche der     Überschuss     zur Turbine gelangt. Die Abluft der Turbine  entweicht durch Leitung f entweder ins  Freie oder in den Saugraum des     Axialver-          dichters    a zurück.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Regelung von Axialver- dichtern auf eine bestimmte Fördermenge bei einem bestimmten Druck bei gleichzeitiger Verhütung des Pumpens, dadurch gekenn zeichnet, dass bei einer gegebenen Drehzahl eine solche Gesamtmenge gefördert wird, dass sich entsprechend der zu dieser Drehzahl gehörenden Druckmengenkurve der verlangte Druck einstellt, wobei sich der zugehörige Betriebspunkt im stabilen Gebiet befindet,

   und dass dabei der Überschuss dieser Gesamt menge über die Sollmenge zwecks Leistungs abgabe durch eüie Entspannungsturbine hin- durchgeführt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Überschuss der Fördermenge nach Leistungsabgabe in der Entspannungsturbine ins Freie gelassen wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Überschuss der Fördermenge nach Leistungsabgabe in der Entspannungsturbine in den Saugraum des Axialverdichters zurückgeführt wird.