<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze voor het beveiligen van een volumetrische vloeistofgeïnjecteerde compressor.
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het beveiligen van een volumetrische vloeistofgeïnjecteerde compressor van het type dat een compressorelement bevat dat door een motor wordt aangedreven, een persleiding die op het compressorelement aansluit, een in deze persleiding opgestelde afscheider voor injectievloeistof, een injectieleiding voor het in het compressorelement injecteren van de afgescheiden injectievloeistof en een koeler in deze injectieleiding, volgens welke werkwijze minstens de uitlaattemperatuur van het samengeperste gas wordt gemeten en, afhankelijk van minstens deze temperatuur en van een grenswaarde, bepaald wordt of de motor moet worden gestopt.
Bij dergelijke compressoren wordt injectievloeistof, bijvoorbeeld water, in het compressorelement geïnjecteerd om de rotor of rotoren ervan te smeren en te koelen. Deze injectievloeistof doet ook dienst als afdichtingsmiddel tussen de beide rotoren van het compressorelement. Deze vloeistof wordt mee afgevoerd met het samengeperst gas en in een afscheider of ketel van het gas afgescheiden en opnieuw voor de injectie gebruikt.
Wanneer de injectie wegvalt of te laag is, valt de interne koeling tijdens de compressie weg en loopt de temperatuur van het samengeperste gas, bij uittrede uit het compressorelement, onmiddellijk hoog op. Afhankelijk van de
<Desc/Clms Page number 2>
interne drukverhouding van het compressorelement kan deze temperatuur 250 tot 300 C bereiken.
Vandaar dat dergelijke compressoren beveiligd worden door de uitlaattemperatuur van het uitgaande samengeperste gas te meten en, wanneer deze een bepaalde vaste grenswaarde overschrijdt, de motor te stoppen.
In de meeste oliegeïnjecteerde volumetrische compressoren zorgt een thermostatische klep in de injectieleiding ervoor, dat het compressorelement zo snel mogelijk haar normale temperatuur bereikt, welke temperatuur dicht bij de voornoemde grenswaarde kan worden ingesteld.
Bij compressoren zonder dergelijke thermostatische klep, bijvoorbeeld watergeïnjecteerde compressoren waarin dergelijke klep in de praktijk niet gebruikelijk en wenselijk is, hangen de injectietemperatuur en bijgevolg ook de temperatuur van het samengeperste gas aan de uitgang van het compressorelement af van de omgevingstemperatuur.
Het is immers wenselijk de temperatuur van het injectiewater zo laag mogelijk te houden om een isothermische compressie zo goed mogelijk te benaderen. Dit heeft een gunstige invloed op het rendement van de compressie.
De uitvinding heeft vooral betrekking op dergelijke compressoren zonder thermostatische regeling.
Wanneer de uitlaattemperatuur van het samengeperst gas in een compressor, waarvan voornoemde koeler met lucht wordt
<Desc/Clms Page number 3>
gekoeld, plots begint te stijgen, zal deze met een zekere vertraging worden gemeten door een temperatuursensor, en zal er ook met een zekere vertraging op deze temperatuurstijging gereageerd worden.
Vooral wanneer de omgevingstemperatuur laag is kan dit een probleem geven. De normale uitlaattemperatuur van het compressorelement is in dit geval eveneens laag zodat bij een plotse stijging van deze uitlaattemperatuur, de temperatuur gemeten door de temperatuursensor slechts langzaam zal volgen, wat tot temperatuurpieken kan leiden.
Bij een hoge omgevingstemperatuur stelt zich dit probleem minder. De uitlaattemperatuur van het samengeperste gas ligt dan in de buurt van de ingestelde beveiligingstemperatuur. Plotse temperatuurstijgingen hebben slechts een beperkte vertraging tot gevolg, zodat grote temperatuurpieken uitblijven.
Bovenstaand probleem is nog meer uitgesproken in het geval van compressoren waarin voornoemde koeler met koelvloeistof, meestal koelwater, wordt gekoeld. Indien de koelvloeistoftemperatuur zeer laag, of het koelvloeistof- debiet zeer hoog is, is in dat type van compressoren het normale temperatuursniveau zeer ver van de ingestelde beveiligingswaarde verwijderd, wat in geval van plotse temperatuurstijgingen tot hoge temperatuurpieken kan leiden.
De huidige uitvinding heeft als doel voor het hierboven vermeld probleem een oplossing te bieden en een werkwijze
<Desc/Clms Page number 4>
voor het beveiligen van een volumetrische compressor te verschaffen waarin voornoemde temperatuurspieken worden vermeden.
Volgens de uitvinding wordt dit probleem in een compressor van het type zoals beschreven in de eerste paragraaf en met een luchtgekoelde koeler opgelost doordat ook de omgevingstemperatuur in de omgeving van het compressorelement wordt gemeten en de grenswaarde afhankelijk gemaakt wordt van deze omgevingstemperatuur.
Door ervoor te zorgen dat de ingestelde beveiligingstemperatuur variabel is en zich steeds niet veel boven de uitlaattemperatuur bevindt, zullen er nooit grote vertragingen en temperatuurpieken optreden. Door de beveiligingstemperatuur afhankelijk te maken van de omgevingstemperatuur, kan worden bekomen dat in het hele temperatuurbereik de beveiliging even snel werkt.
In een compressor van het type zoals bepaald in de eerste paragraaf, maar met een vloeistofgekoelde koeler, voorzien van een in- en uitlaat voor koelvloeistof, wordt volgens de uitvinding voornoemd probleem opgelost doordat, behalve de uitlaattemperatuur van het samengeperste gas, ook de temperatuur en het debiet van de koelvloeistof worden gemeten en de temperatuursbeveiliging afhankelijk gemaakt wordt van deze temperatuur en dit debiet.
Ook is het aangewezen vloeistofgeïnjecteerde compressoren, zowel met een luchtgekoelde als een vloeistofgekoelde
<Desc/Clms Page number 5>
koeler, om een absolute grens voor de uitlaattemperatuur van het samengeperste gas aan te houden.
Het kan immers gebeuren dat de koeler niet goed werkt en de koelluchtstroom of koelwaterstroom gehinderd wordt, waardoor de lucht in de compressorbehuizing opwarmt.
Vermits de omgevingstemperatuur of de temperatuur aan de uitgang dan voor de koelvloeistof stijgt, zal de beveiligingstemperatuur, die ervan afhankelijk is, mee stijgen wat tot ontoelaatbaar hoge temperaturen aan de uitlaat van het compressorelement zou kunnen leiden.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna als voorbeeld, zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:
Figuur 1 schematisch een volumetrische water- geïnjecteerde schroefcompressor volgens de uitvinding weergeeft ;
Figuur 2 schematisch een schroefcompressor weergeeft analoog aan deze uit figuur 1, maar met betrekking tot een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.
De volumetrische watergeïnjecteerde compressor met dus water als injectievloeistof, weergegeven in figuur 1, bestaat in hoofdzaak uit een compressorelement 1, een motor 2 die dit compressorelement 1 aandrijft, een persleiding 3 die op het compressorelement 1 aansluit en waarin achtereenvolgens een ketel die een waterafscheider 4 is en een koeler 5 zijn opgesteld, en een injectieleiding 6, voor
<Desc/Clms Page number 6>
het terugvoeren en in het compressorelement 1 injecteren van het afgescheiden water, waarin een koeler 7 is opgesteld.
De koelers 5 en 7 zijn luchtgekoelde koelers met afzonderlijke radiatoren 8 en 9 die respectievelijk in de persleiding 3 en de injectieleiding 6 zijn opgesteld en met een gemeenschappelijke ventilator 10.
De compressor bevat een beveiliging tegen te hoge temperaturen die een elektronische besturingsinrichting 11 bevat, die de motor 2 bestuurt en waarop twee temperatuursensoren 12 en 13 aangesloten zijn.
De ene temperatuursensor 12 is aan de uitlaat van het compressorelement 1 in de persleiding 3 opgesteld en de andere temperatuursensor 13 is bijvoorbeeld aangebracht in de aanzuigleiding 14 die op het compressorelement 1 aansluit of in de onmiddellijke omgeving daarvan.
Het beveiligen geschiedt als volgt: Wanneer de compressor in werking is, worden zowel de uitlaattemperatuur van het samengeperste gas, als de omgevingstemperatuur in de onmiddellijke omgeving van het compressorelement 1 en met name in de aanzuigleiding 14, met behulp van respectievelijk de temperatuursensoren 12 en 13, gemeten.
Door de besturingsinrichting 11, wordt het verschil tussen deze beide temperaturen bepaald en vergeleken met een
<Desc/Clms Page number 7>
ingebrachte grenswaarde van het temperatuursverschil. Wordt deze grenswaarde bereikt of overschreden, dan stopt de besturingsinrichting 11 de motor 2.
Op deze manier wordt een beperking van de temperatuursverhoging of met ander woorden een relatieve temperatuursgrens verkregen.
Doordat de beveiliging gerelateerd is met de omgevingstemperatuur, ligt het beveiligingsniveau waarbij de motor 2 wordt gestopt voor het ganse gebruiksgebied of temperatuursgebied, dichter bij de normale waarde van de uitlaattemperatuur van de lucht, aan de uitlaat van het compressorelement, waardoor de invloed van een plotse temperatuursstijging slechts een geringe vertraging in de beveiliging tot gevolg heeft.
De besturingsinrichting 11 telt ook voornoemde grenswaarde voor het temperatuursverschil op bij een gekozen grenswaarde van de omgevingstemperatuur. De som daarvan levert een absolute grens en, wanneer ze wordt bereikt of overschreden, beveelt de besturingsinrichting 11 eveneens het stoppen van de motor 2.
Hierdoor blijft er nog een absolute grens voor de uitlaattemperatuur van het samengeperste gas. Het is immers mogelijk dat de stroom van de koellucht gehinderd wordt waardoor deze laatste binnen de behuizing van de compressor opwarmt, hetgeen een afwijking van de voornoemde, aan de omgevingstemperatuur gerelateerde beveiliging zou kunnen veroorzaken.
<Desc/Clms Page number 8>
De compressor, weergegeven in figuur 2, verschilt van deze, volgens figuur 1, doordat de koelers 5 en 7 niet door middel van lucht maar door een koelvloeistof, namelijk water gekoeld worden.
De koelers 5 en 7 bezitten dus geen ventilator 10, maar de twee radiatoren 8 en 9 zijn met hun ingang aangesloten op een gemeenschappelijke toevoerleiding 15 van koelvloeistof, meestal koelwater en met hun uitgang aangesloten op een gemeenschappelijke afvoerleiding 16 voor deze koelvloeistof.
Verder is de temperatuursensor 13 voor het meten van de omgevingstemperatuur vervangen door een temperatuursensor 17 in de uitgang 18 voor het koelwater van de radiator 9 en dus van de koeler 7.
In deze uitvoeringsvorm wordt de compressor beveiligd door met behulp van de temperatuursensor 17 de uitlaattemperatuur van het koelwater van de koeler 7 te bepalen.
Deze uitlaattemperatuur is een maat voor de koelwatertemperatuur aan de ingang en van het koelwater- debiet.
Wanneer de uitlaattemperatuur een bepaalde ingestelde waarde overschrijdt, beveelt de besturingsinrichting 11 de motor 2 te stoppen.
<Desc/Clms Page number 9>
Voor elk koelertype is er voor een bepaald rendement een bepaalde verhouding tussen de uitlaattemperatuur van het koelwater en die van het samengeperst gas aan de uitlaat van het compressorelement 1.
Aangezien het koelwater ongewild zou kunnen wegvallen of sterk gereduceerd zou kunnen worden, blijft ook bij deze uitvoeringsvorm een absolute grens voor de uitlaattemperatuur behouden. De besturingsinrichting 11 stopt de motor 2 eveneens, wanneer deze absolute grens wordt bereikt of overschreden.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeelden beschreven en in de figuur weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijzen kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Method for securing a volumetric liquid-injected compressor.
This invention relates to a method for securing a volumetric liquid-injected compressor of the type comprising a compressor element driven by a motor, a pressure line connecting to the compressor element, an injection liquid separator arranged in this pressure line, an injection line for the injecting the separated injection liquid and a cooler into this injection line into the compressor element, according to which method at least the outlet temperature of the compressed gas is measured and, depending on at least this temperature and a limit value, it is determined whether the engine must be stopped.
With such compressors, injection fluid, for example water, is injected into the compressor element to lubricate and cool the rotor or its rotors. This injection fluid also serves as a sealant between the two rotors of the compressor element. This liquid is also drained with the compressed gas and separated from the gas in a separator or boiler and used again for the injection.
If the injection fails or is too low, the internal cooling drops during the compression and the temperature of the compressed gas rises high immediately upon leaving the compressor element. Depending on the
<Desc / Clms Page number 2>
The internal pressure ratio of the compressor element can reach this temperature from 250 to 300 ° C.
Hence, such compressors are protected by measuring the outlet temperature of the outgoing compressed gas and, when it exceeds a certain fixed limit value, stopping the engine.
In most oil-injected volumetric compressors, a thermostatic valve in the injection line ensures that the compressor element reaches its normal temperature as quickly as possible, which temperature can be set close to the aforementioned limit value.
For compressors without such a thermostatic valve, for example water-injected compressors in which such a valve is not usual and desirable in practice, the injection temperature and therefore also the temperature of the compressed gas at the outlet of the compressor element depend on the ambient temperature.
After all, it is desirable to keep the temperature of the injection water as low as possible in order to approach an isothermal compression as well as possible. This has a favorable effect on the efficiency of the compression.
The invention relates in particular to such compressors without thermostatic control.
When the outlet temperature of the compressed gas is in a compressor, the aforementioned cooler of which becomes with air
<Desc / Clms Page number 3>
cooled, suddenly begins to rise, it will be measured with a certain delay by a temperature sensor, and will also react with a certain delay to this temperature rise.
Especially when the ambient temperature is low, this can cause a problem. The normal outlet temperature of the compressor element is also low in this case so that in the event of a sudden rise in this outlet temperature, the temperature measured by the temperature sensor will follow only slowly, which can lead to temperature peaks.
At a high ambient temperature this problem arises less. The outlet temperature of the compressed gas is then close to the set protection temperature. Sudden temperature increases only result in a limited delay, so that large temperature peaks are avoided.
The above problem is even more pronounced in the case of compressors in which the aforementioned cooler is cooled with cooling liquid, usually cooling water. If the coolant temperature is very low, or the coolant flow rate is very high, the normal temperature level in that type of compressors is very far away from the set safety value, which can lead to high temperature peaks in the event of sudden temperature rises.
The present invention has for its object to provide a solution and a method for the above-mentioned problem
<Desc / Clms Page number 4>
to provide for protecting a volumetric compressor in which said temperature peaks are avoided.
According to the invention, this problem is solved in a compressor of the type described in the first paragraph and with an air-cooled cooler in that the ambient temperature in the vicinity of the compressor element is also measured and the limit value is made dependent on this ambient temperature.
By ensuring that the set protection temperature is variable and is not always much higher than the outlet temperature, there will never be large delays and temperature peaks. By making the protection temperature dependent on the ambient temperature, it can be achieved that the protection works equally quickly throughout the temperature range.
In a compressor of the type as defined in the first paragraph, but with a liquid-cooled cooler, provided with an inlet and outlet for cooling liquid, the above-mentioned problem is solved according to the invention in that, in addition to the outlet temperature of the compressed gas, also the temperature and the flow rate of the coolant is measured and the temperature protection is made dependent on this temperature and this flow rate.
It is also recommended to use liquid-injected compressors, both air-cooled and liquid-cooled
<Desc / Clms Page number 5>
cooler, to maintain an absolute limit for the outlet temperature of the compressed gas.
After all, it can happen that the cooler is not working properly and the cooling air flow or cooling water flow is obstructed, so that the air in the compressor housing heats up.
Since the ambient temperature or the temperature at the outlet then rises before the coolant, the protection temperature, which depends on it, will also rise, which could lead to unacceptably high temperatures at the outlet of the compressor element.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, a preferred embodiment is described below as an example, without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 schematically represents a volumetric water-injected screw compressor according to the invention;
Figure 2 schematically represents a screw compressor analogous to that of Figure 1, but with reference to another embodiment of the invention.
The volumetric water-injected compressor with therefore water as injection liquid, shown in Figure 1, consists essentially of a compressor element 1, a motor 2 which drives this compressor element 1, a pressure line 3 which connects to the compressor element 1 and in which successively a boiler which has a water separator 4 and a cooler 5 is arranged, and an injection line 6, for
<Desc / Clms Page number 6>
returning and injecting into the compressor element 1 the separated water, in which a cooler 7 is arranged.
The coolers 5 and 7 are air-cooled coolers with separate radiators 8 and 9 which are arranged in the discharge line 3 and the injection line 6, respectively, and with a common fan 10.
The compressor comprises a protection against too high temperatures which includes an electronic control device 11 which controls the motor 2 and to which two temperature sensors 12 and 13 are connected.
One temperature sensor 12 is arranged at the outlet of the compressor element 1 in the discharge line 3 and the other temperature sensor 13 is arranged, for example, in the suction line 14 which connects to the compressor element 1 or in the immediate vicinity thereof.
The protection takes place as follows: When the compressor is running, both the outlet temperature of the compressed gas and the ambient temperature in the immediate vicinity of the compressor element 1 and in particular in the suction line 14, are controlled by means of the temperature sensors 12 and 13, respectively. , measured.
By the control device 11, the difference between these two temperatures is determined and compared with one
<Desc / Clms Page number 7>
inserted limit value of the temperature difference. If this limit value is reached or exceeded, the control device 11 stops the motor 2.
In this way a limitation of the temperature increase or in other words a relative temperature limit is obtained.
Because the protection is related to the ambient temperature, the protection level at which the motor 2 is stopped for the entire operating area or temperature area is closer to the normal value of the outlet temperature of the air, at the outlet of the compressor element, so that the influence of a sudden temperature rise only results in a slight delay in protection.
The control device 11 also adds the aforementioned limit value for the temperature difference to a selected limit value of the ambient temperature. The sum thereof provides an absolute limit and, when it is reached or exceeded, the control device 11 also commands the stopping of the motor 2.
As a result, there is still an absolute limit for the outlet temperature of the compressed gas. After all, it is possible that the flow of the cooling air is obstructed, as a result of which the latter heats up inside the compressor housing, which could cause a deviation from the aforementioned ambient temperature protection.
<Desc / Clms Page number 8>
The compressor, shown in Figure 2, differs from that according to Figure 1 in that the coolers 5 and 7 are not cooled by means of air but by a cooling liquid, namely water.
The coolers 5 and 7 therefore do not have a fan 10, but the two radiators 8 and 9 are connected with their input to a common supply line 15 of cooling liquid, usually cooling water, and with their output connected to a common discharge line 16 for this cooling liquid.
Furthermore, the temperature sensor 13 for measuring the ambient temperature has been replaced by a temperature sensor 17 in the cooling water outlet 18 of the radiator 9 and thus of the cooler 7.
In this embodiment the compressor is protected by determining the outlet temperature of the cooling water of the cooler 7 by means of the temperature sensor 17.
This outlet temperature is a measure of the cooling water temperature at the entrance and the cooling water flow.
When the outlet temperature exceeds a certain set value, the control device 11 orders the motor 2 to stop.
<Desc / Clms Page number 9>
For each cooler type, for a certain efficiency, there is a certain ratio between the outlet temperature of the cooling water and that of the compressed gas at the outlet of the compressor element 1.
Since the cooling water could inadvertently fall away or be strongly reduced, an absolute limit for the outlet temperature is also maintained in this embodiment. The control device 11 also stops the motor 2 when this absolute limit is reached or exceeded.
The present invention is by no means limited to the embodiments described as examples and shown in the figure, but such methods can be implemented in various variants without departing from the scope of the invention.