Flüssigkeitsringpumpe

Abstract

 Flüssigkeitsringpumpe (1),
- in der durch ein Laufrad in einem Gehäuse ein Flüssigkeits­ring aus Betriebsflüssigkeit umläuft, der sich auf der Saug­seite von der Laufradnabe abhebt, so daß Fördergas eintre­ten kann und auf der Druckseite der Laufradnabe annähert, wodurch verdichtetes Fördergas ausgeschoben werden kann,
- die mit einem nachgeschalteten Separator (2) zur Rückgewin­nung von Betriebsflüssigkeit arbeitet, dessen Rücklaufleitung (3) durch einen Wärmetauscher (4) zum Herunterkühlen der Be­triebsflüssigkeit geführt ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Wärmetauscher (4) in seiner Kühlleistung in Abhängigkeit von einem Niveausensor (6) am Kondensat des Separators (2) derart geregelt wird, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühlleistung erhöht und bei stei­gendem Kondensatstand die Kühlleistung verringert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsringpumpe nach Gattungsbegriff von Patentanspruch 1. In der Flüssigkeitsring­pumpe läuft durch ein Laufrad in einem Gehäuse ein Flüssig­keitsring aus Betriebsflüssigkeit um. Der Flüssigkeitsring hebt sich auf der Saugseite von der Laufradnabe ab, so daß zu förderndes Gas als Fördergas eintreten kann. Auf der Druck­seite nähert sich der Flüssigkeitsring der Laufradnabe wieder an, wodurch verdichtetes Fördergas ausgeschoben werden kann. Die Flüssigkeitsringpumpe arbeitet mit einem nachgeschalteten Separator zur Rückgewinnung von Betriebsflüssigkeit. Die Rück­laufleitung des Separators wird durch einen Wärmetauscher zum Herunterkühlen der Betriebsflüssigkeit geführt. Derartige Flüs­sigkeitsringpumpen mit Wärmetauscher haben in vielen Anwen­dungsfällen die Flüssigkeitsringpumpen mit sogenanntem Frisch­wasserbetrieb aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und des Um­weltschutzes abgelöst. Flüssigkeitsringpumpen eignen sich ins­besondere zur ölfreien Verdichtung von trockenen, teilweise oder 100 % mit Wasserdampf gesättigten Gasen.

[0002] Bei Flüssigkeitsringpumpen ändert sich das Saugvermögen und der Ansaugdruck mit der Temperatur der Betriebsflüssigkeit, da der Dampfdruck temperaturabhängig ist. Übliche Betriebskennlinien sind für ein Ansaugen von Luft mit 100 % relativer Feuchte und einer Temperatur von 20°C sowie für eine Betriebsflüssigkeit aus Wasser bei einer Temperatur mit 15°C aufgenommen. Die Be­triebsflüssigkeit hat außer der eigentlichen Arbeitsfunktion auch die weitere Funktion, die Verdichtungswärme abzuführen und gegebenenfalls Spalte zwischen Laufrad und Steuerscheiben abzu­dichten und gegebenenfalls auch innere Teile einer Wellendich­ tung zu kühlen. Die ausgeschobene Betriebsflüssigkeit kann in einem nachgeschalteten Separator vom Fördergas getrennt werden. Auch bei einer Flüssigkeitsringpumpe, die mit einem Wärmetau­scher zum Herunterkühlen der in einem Separator zurückgewon­nenen Betriebsflüssigkeit arbeitet, treten üblicherweise Leck­verluste auf, die ergänzt werden müssen. Bei auf dem Markt be­findlichen Flüssigkeitsringpumpen kann man daher nicht in einem echten geschlossenen Kreislauf arbeiten. Es müssen Leckverluste ergänzt werden oder in bestimmten Betriebszuständen zu hoher Flüssigkeitsanfall durch Ablassen von Flüssigkeit gemindert werden.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeits­ringpumpe zu entwickeln, die wirtschaftlicher und gegen Ände­rungen der Temperatur und der relativen Feuchte des Förder­gases unempfindlicher arbeitet.

[0004] Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Flüssigkeitsringpumpe nach Patentanspruch 1. Danach ist der Wärmetauscher in seiner Kühlleistung in Abhängigkeit von einem Niveausensor am Kondensat des Separators derart ge­regelt, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühlleistung er­höht und bei steigendem Kondensatstand die Kühlleistung ver­ringert wird. Bei entsprechend empfindlicher Regelung treten hinsichtlich der Betriebsflüssigkeit keine Leckverluste und keine zu beseitigenden Mengen auf. Wenn man üblicherweise bei einem Fördergas von 20°C und einer relativen Feuchte von 50 % auf der Ansaugseite bei einer Temperatur von 25°C und einer relativen Feuchte von 100 % auf der Förderseite trotz eines Separators einen Verlust an Betriebsflüssigkeit in der Größen­ordnung von 90 kg pro Stunde hinnehmen muß, kann man erfin­dungsgemäß im Prinzip in einem echten geschlossenen Kreis­lauf ohne Leckverluste arbeiten. Hierzu ist die rückgewonnene Betriebsflüssigkeit im Wärmetauscher bei einer Betriebsflüssig­keit aus Wasser auf eine Temperatur in der Größenordnung von 5°C herunterzukühlen. Wenn man aus besonderen Gründen Kompro­misse eingehen möchte, kann man in der Rücklaufleitung zwischen Separator und Wärmetauscher ein Ablaßventil und ein Einlaßven­til anordnen, um auch in einem überlagerten Betrieb mit zuzu­führender und abzulassender Betriebsflüssigkeit zu arbeiten.

[0005] Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung grob sche­matisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:

[0006] Die Flüssigkeitsringpumpe 1 arbeitet mit einem nachgeschalteten Separator 2 zur Rückgewinnung von Betriebsflüssigkeit. Die rückgewonnene Betriebsflüssigkeit wird in eine Rücklauflei­tung 3 durch einen Wärmetauscher 4 zum Herunterkühlen der Be­triebsflüssigkeit geführt. Im Separator 2 wird aus dem Förder­gas 5 Betriebsflüssigkeit zurückgewonnen. Das Niveau des Kon­densats wird durch einen Niveausensor 6 erfaßt, der funktionell Teil eines Reglers 7 ist. Der Regler 7 regelt in Abhängigkeit vom Niveausensor 6 die Kühlleistung des Wärmetauschers 4 der­art, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühlleistung erhöht wird und bei steigendem Kondensatstand die Kühlleistung ver­ringert wird. Bei sinkendem Kondensatstand erhöht sich dadurch der Kondensatgewinn und bei hohem Niveau des Kondensats die Austragung durch Verdunsten. Üblicherweise wird mit Wasser als Betriebsflüssigkeit gearbeitet. Um Luft als Fördergas zu fördern, die auf der Ansaugseite der Flüssigkeitsringpumpe 1 beispielsweise 20°C und eine relative Feuchte von 50 % auf­weist und um eine Menge von 2 bis 2,5 kg pro Sekunde zu för­dern, ist vom Wärmetauscher 4 eine Menge an Betriebsflüssig­keit in der Größenordnung von 450 kg pro Stunde zu bewältigen.

[0007] Um einen überlagerten Betrieb zu ermöglichen, kann man in der Rücklaufleitung 3 zwischen Separator 2 und Wärmetauscher 4 ein Ablaßventil 8 und ein Einlaßventil 9 vorsehen.

[0008] Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringpumpe führt man dieser Betriebsflüssigkeit auf niedriger Temperatur, beispiels­weise in der Größenordnung von 5°C, zu. Man erzielt ein bes­seres Arbeitsvakuum und höhere Fördermengen, vermindert die Kosten für Wasser und steigert insgesamt die Leistung.

Ansprüche

1. Flüssigkeitsringpumpe (1),
- in der durch ein Laufrad in einem Gehäuse ein Flüssigkeits­ring aus Betriebsflüssigkeit umläuft, der sich auf der Saug­seite von der Laufradnabe abhebt, so daß Fördergas eintre­ten kann und auf der Druckseite der Laufradnabe annähert, wodurch verdichtetes Fördergas ausgeschoben werden kann,
- die mit einem nachgeschalteten Separator (2) zur Rückgewin­nung von Betriebsflüssigkeit arbeitet, dessen Rücklaufleitung (3) durch einen Wärmetauscher (4) zum Herunterkühlen der Be­triebsflüssigkeit geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetau­scher (4) in seiner Kühlleistung in Abhängigkeit von einem Niveausensor (6) am Kondensat des Separators (2) derart ge­regelt wird, daß bei sinkendem Kondensatstand die Kühllei­stung erhöht und bei steigendem Kondensatstand die Kühllei­stung verringert wird.

2. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (3) zwischen Separator (2) und Wärmetauscher (4) ein Ablaßventil (8) und ein Einlaßventil (9) angeordnet ist.

Zeichnung