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Sicherungsvorrichtung an angetriebenen Kreiselmaschinen, insbesondere
Kreiselverdichtern, gegen Rückwärtslauf bei plötzlichem Ausfall der Antriebsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung an angetriebenen Kreiselmaschinen,
insbesondere Kreiselverdichtern, gegen Rückwärtslauf bei plötzlichem Ausfall d'er
Antriebsmaschine.
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Sicherungsvorrichtungen dieser Art werden bei Kreiselverdichtern für
gewöhnlich vorgesehen, wenn auf deren Druckseite Behälter, Sammelleitungen u. dgl.
von beträchtlichen Volumina vorhanden sind oder wenn zwei oder mehrere Kreiselverdichter
in ein gemeinsames Druckhetz fördern. In solchen Fällen kann nämlich hei plötzlichem
Abstellen des Kreiselverdichters Druckmittel aus dem Behälter oder der Sammelleitung
durch denselben in die Saugleitung zurückströmen, was den Kreiselverdichter zum
Rückwärtsdrehen bringen kann. Dasselbe tritt ein, wenn die Antriebsmaschine eines
von mehreren an ein gemeinsames Drucknetz angeschlossenen Kreiselverdichtern ausfällt,
indem dann ein Teil des von den übrigen Verdichtern weiterhin in (las Drucknetz
geförderten Mittels durch den Verdichter, dessen Antriebsmaschine ausgefallen ist,
zurückströmt.
Das Riickwärtsdrehen eines Kreiselverdichters kann
verheerende Folgen haben. So kann in einem solchen Fall, namentlich bei großen Volumina
der druckseitig verwendeten Apparate, die Drehzahl leim Rückwärtslauf die für den
Verdichterläufer aus Festigkeitsgründen zulässigen Werte überschreiten; weiterhin
ist meistens die Ölversorgung der Lager des Kreiselverdichters beim Rückwärtslauf
nicht mehr gewährleistet, da die Ölpumpe beim Rückwärtslauf in der verkehrten Richtung
fördert und somit kein Öl mehr den Schmierstellen zuführt, vielmehr das in denselben
noch vorhandene Öl wieder in den Ölbehälter zurücksaugt.
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Um einem Rückwärtslaufen von Verdichtern vorzubeugen, ist es allgemein
üblich, in die Druckleitungen der einzelnen Verdichter selbsttätige Riickschlagorgane
einzusetzen. Meistens werden hierzu Klappen verwendet, die unmittelbar durch den
Staudruck, der bei zufällig rückströmendem Fördermittel erzeugt wird, geschlossen
werden. Oft sind solche Klappen oder Ventilkörper auch derart ausgebildet, daß ihr
Eigengewicht die Schließbewegung unterstützt, während sie durch den vom Kreiselverdichter
erzeugten Überdruck geöffnet gehalten werden. Derartige Organe bewirken, wenn sie
unter der Einryirkung des Eigengewichtes stehen, nicht unerhebliche Druckverluste
in der Druckleitung; schließlichkönnensieauchzuunerwünschten Schwingungen der Gassäule
in den druckseitigen Leitungen Anlaß geben, wodurch die Kreiselverdichter verfrüht
zum Pumpen gebracht werden.
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Um die vorstehend erwähnten übelstände im Zusammenhang mit Sicherungsvorrichtungen,
welche ein in die Druckleitung der Kreiselmaschine eingesetztes, von einem Servomotor
betätigtes Abschlußorgan aufweisen, zu belieben,'erfolgt gemäß vorliegender Erfindung
die Steuerung des Servoniotorkolbens von einem Staugerät aus, das in eine in Abhängigkeit
vom Gang eines Teiles der Kreiselmaschine erzeugte Strömung eingebaut ist, derart,
daß bei normalem-Gang jenes Teiles das Abschlußorgan offen gehalten, dagegen spätestens
bei Stillstand des genannten Teiles zwangsläufig geschlossen wird.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise in vereinfachter Darstellungsweise gezeigt.
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In der Figur bezeichnet i einen Kreiselverdichter, 2 dessen Antriebsmotor,
3' die Saug- und 3 die Druckleitung dieses Kreiselverdichters i. In die Druckleitung
3 ist ein als Drehklappe 4 ausgebildetes Abschlußorgan eingebaut, das mittels eines
Kniehebels 5 mit 'dem Kolben 6 eines beidseitig ölgesteuerten Servomotors 7 in Verbindung
steht. Der Kolben 6 steht zudem auf einer Seite unter dein Druck einer Feder 8,
deren Kennung derart bemessen ist, daß sie bei Wegfall des normalerweise auf den
Servomotorkolben 6 wirkenden hydraulischen Druckes die Drehklappe .4 zwangsläufig
in die Schließlage bringt. Die Räume des Servomotorzylin(lers 7 beidseitig des Kolbens
6 sind mit einer Leitung io verbunden, die zum Druckteil einer Ölversorgung des
Kreiselverdichters i gehört. Diese Verbindung ist derart, (iaß der Raum rechts vorn
Kolben 6 über eine Leitung i r an eine Stelle der Druckleitung io angeschlossen
ist, die vor einem als Düse g ausgebildeten Staugerät liegt, während der Raum links
vom Kolben 6 über eine Leitung 12 an eine Stelle der Druckleitung io angeschlossen
ist, die hinter der Düse 9 liegt.
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Zur erwähnten Ölversorgung gehört ferner eine Hauptölpumpe 13, die
ihren Antrieb von der Verdichterwelle aus erhält und das Schmieröl aus einem Sammelbehälter
14 in die Druckleitung io fördert. Hinter der Düse 9, in der Förderrichtung des
Schmieröles betrachtet, ist an die Leitung io noch die Druckleitung 19 mit eingebauter
Rückschlagklappe 15 einer Hilfsölpumpe 16 angeschlossen. 17 bezeichnet einen Kühler
für das von den Pumpen 13 und 16 geförderte Öl, und i8 ist die Leitung, durch die
das gekühlte 01 zu den Lagern des Verdichters i fließt.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Sicherungsvorrichtung ist folgende:
Bei Aufhören des Antriebes der Hauptölpumpe 13 ist vor der Düse 9 kein größerer
Öldruck mehr vorhanden als nach derselben. Folglich ist die Feder 8, die auf den
Servomotorkolben 6 einseitig einwirkt, imstande, die Drehklappe 4 zwangsläufig zu
schließen. Tritt dann, selbsttätig oder willkürlich ausgelöst, die Hilfsölpumpe
16 beim Aufhören der Olversorgung durch die Hauptölpumpe 13 in Betrieb, so wird
nach der Düse 9, im Sinn der normalen Ölförderrichtung gesehen, sogar ein höherer
Öldruck vorliegen als vor derselben, wodurch der zwangsläufige Schluß der Drehklappe
4 noch verstärkt wird. Sobald die Klappe 4 die Druckleitung 3 des Kreiselverdichters
i absperrt, kann kein Rückwärtstreiben des letzteren durch rückwärtsströmende Gase
bei Ausfall der Antriebsmaschine 2 stattfinden.
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Die beschriebene Sicherungsvorrichtung bietet den wesentlichen Vorteil,
(laß gerade derjenige Teil, dessen Versagen durch den Rückwärtslauf beim Rückströmen
von Fördermittel zu Beschädigungen führen würde, d.li. das Ölversorgungssystem,
den Impuls zum zwangsläufigen Schließen der Drehklappe 4 l"ervorl)ringt. Anderseits
ist bei normalem Betrieb des Verdichters, also auch bei richtigem Arbeiten der Ölversorgung,
die in die Druckleitung 3 eingebaute I)rehl:lal)l>e 4 zwangsläufig vollständig offen
und bewirkt dann keine schädlichen Druckverluste in bezug auf (las verdichtete Mittel.
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Das Staugerät kann in irgendeine in Abhängigkeit vom Gang eines Teiles
der Kreiselmaschine erzeugte Strömung eingebaut sein, so z. B. auch in die von den
Laufrädern der Kreiselmaschine erzeugte Strömung. In diesem Fall wird das Staugerät
zweckmäßig in die Druck- oder Saugleitung der Kreiselmaschine eingebaut, find der
Impuls auf (las von diesem Staugerät aus gesteuerte Al>schlußorgan kann dann schon
vor dein vollständigen Aufhören der Förderung, so z. l'). vor Erreichen des unstabilen
Gebietes (I'unipgrenze), eingeleitet werden. Das Schließen des Abschlußorganes hat
aber unter allen Umständen zwangsläufig spätestens bei Stillstand des Teiles
zu erfolgen, welcher die
Strömung erzeugt, in die das Staugerät
eingebaut ist. :11s Staugerät läßt sich z. B. auch eine Blende verwenden, und als
:11isclilußorgan kann an Stelle einer Drehklappe ein Schieber, Ventil od. dgl. vorgesehen
werden.