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DE20220578U1 - Pressure generators for flowing media - Google Patents

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DE20220578U1 DE20220578U DE20220578U DE20220578U1 DE 20220578 U1 DE20220578 U1 DE 20220578U1 DE 20220578 U DE20220578 U DE 20220578U DE 20220578 U DE20220578 U DE 20220578U DE 20220578 U1 DE20220578 U1 DE 20220578U1
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Abstract

Druckerzeuger für strömende Medien, bei dem mittels eines
– insbesondere über einen Frequenzumrichter – drehzahlsteuerbaren Motors ein Verdichter antreibbar ist, wobei die Strömungsgeschwindigkeit und damit bei bekanntem Querschnitt auch der Volumenstrom mittels eines Sensors mit Geber (DB) und Wandler (DW) erfassbar ist, durch das Ausgangssignal des Wandlers (DW) die Drehzahl des Motors (M) regelbar ist und Geber (DB) und Wandler (DW) über Druckleitungen (D1,D2) miteinander verbunden sind, dadurch gekenn zeichnet, dass der Wandler (DW) im Kühlluftstrom des Motors (M) positioniert ist und ausschließlich auf der Saugseite des Verdichters ein Geber (DB) angeordnet ist.Pressure generator for flowing media, in which by means of a
- In particular via a frequency converter - speed-controllable motor, a compressor can be driven, the flow speed and thus, with a known cross-section, also the volume flow being detectable by means of a sensor with transmitter (DB) and converter (DW), by the output signal of the converter (DW) the speed of the motor (M) can be regulated and the transmitter (DB) and converter (DW) are connected to each other via pressure lines (D1, D2), characterized in that the converter (DW) is positioned in the cooling air flow of the motor (M) and only on an encoder (DB) is arranged on the suction side of the compressor.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckerzeuger für strömende Medien, bei dem mittels eines – insbesondere über einen Frequenzumrichter – drehzahlsteuerbaren Motors ein Verdichter antreibbar ist.The invention relates to a Pressure generator for flowing Media in which one - in particular one Frequency converter - speed controllable Motors a compressor can be driven.

Solche Druckerzeuger dienen zum Transport von strömenden Medien, seien es Gase oder Flüssigkeiten, die dabei auch zum Transport von festen Massenteilchen einsetzbar sind. Bei vielen dieser technologischen Anwendungen ist es erforderlich, Prozessparameter, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Volumenströme, Drucke oder Massenströme einzustellen oder konstant zu halten. Dies muss aber auch unabhängig von prozessbeeinflussenden Faktoren, z.B. Füllgrad, in der pneumatischen Förderung zugeschalteten Bypassleitungen oder Drosselverlusten, sichergestellt sein. Dazu werden heutzutage die Druckerzeuger überdimensioniert und dann durch Drosselelemente gedrosselt, um alle Betriebszustände abzudecken. Damit ergeben sich jedoch Strömungsgeschwindigkeiten, die zu hohem Verschleiß der Rohre und Schläuche und auch zu hohem Energieverlust führen.Such pressure generators are used to transport flowing Media, be it gases or liquids, which can also be used to transport solid bulk particles are. Many of these technological applications require Process parameters such as speed, volume flows, pressures or mass flows adjust or keep constant. But this must also be independent of factors influencing the process, e.g. Degree of filling, in the pneumatic advancement connected bypass lines or throttling losses his. Nowadays, the pressure generators are oversized and then through Throttling elements throttled to cover all operating conditions. With it result however, flow velocities the excessive wear of the pipes and hoses and also lead to high energy loss.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckerzeuger der eingangs genannten Art so auszubilden, dass insbesondere hinsichtlich des Volumenstroms eine optimale Anpassung möglich ist.The object of the invention is a To design pressure generators of the type mentioned in the introduction such that, in particular with regard to the volume flow, an optimal adjustment is possible.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe für einen Druckerzeuger der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Strömungsgeschwindigkeit und damit bei bekanntem Querschnitt auch der Volumenstrom mittels eines Sensors mit Geber und Wandler erfassbar ist und dass durch das Ausgangssignal des Wandlers die Drehzahl des Motors regelbar ist. Auf die bislang üblichen Drosselmaßnahmen kann damit völlig verzichtet werden.According to the invention, this is Task for one Pressure generator of the type mentioned solved in that the flow rate and thus with a known cross section, the volume flow by means of a Sensor with encoder and converter can be detected and that by the output signal the speed of the motor is adjustable. To the usual ones Throttling can with it completely to be dispensed with.

Eine erste vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Geber im Stutzenbereich des Verdichters, insbesondere am Saugstutzen angebracht ist. Hier lassen sich die Volumenströme relativ einfach und genau erfassen.A first advantageous training The invention is characterized in that the encoder in the nozzle area of the compressor, in particular on the suction nozzle. Here the volume flows relatively easy and accurate to grasp.

Dadurch, dass der Wandler im Kühlluftstrom des Motors positioniert ist und dass Geber und Wandler über Druckleitungen miteinander verbunden sind, kann der relativ temperaturempfindliche Wandler vor allzu hohen Temperaturbeeinflussungen geschützt werden. Dessen ungeachtet ist es natürlich möglich, zusätzlich Temperaturkompensationsmaßnahmen für höchste Genauigkeitserfordernisse vorzunehmen.The fact that the converter in the cooling air flow of the Motors is positioned and that encoders and converters via pressure lines are connected to each other, the relatively temperature sensitive Transducers are protected against excessive temperature influences. Nevertheless, it is of course possible to take additional temperature compensation measures for the highest accuracy requirements make.

Dadurch, dass als Sensor vorteilhaft ein Differenzdrucksensor vorgesehen ist, ergibt sich eine technisch bewährte und relativ einfache Ausbildung der Erfindung. Selbstverständlich können auch Messungen mit Hilfe von Strömungssensoren, die direkt die Rohrgeschwindigkeit oder den Volumenstrom messen, vorgenommen werden. Beispiele hierzu wären Flügelradmesssonden, Hitzdrahtsonden, Wirbelzähler, Laminarflow-Elemente und ähnliches. In jedem Fall sollte jedoch auf die Einhaltung der Schutzart geachtet werden.The fact that advantageous as a sensor a differential pressure sensor is provided, a technical result proven and relatively simple embodiment of the invention. Of course you can too Measurements with the help of flow sensors, which directly measure the pipe speed or the volume flow, be made. Examples of this would be impeller measuring probes, hot wire probes, Vortex meters, Laminar flow elements and the like. In any case, however, attention should be paid to compliance with the degree of protection become.

Für den Fall, dass als Sensor ein Differenzdrucksensor vorgesehen ist, erweist es sich als vorteilhaft, dass ein Eingang des Differenzdrucksensors mit dem Druck der Umgebung beaufschlagbar ist, so dass durch den Wandler auch ein druckregelndes bzw. begrenzendes Ausgangssignal generierbar ist. Ein derartiges Umschalten auf die Umgebungsverhältnisse kann durch gesonderte Schaltelemente erfolgen. Prinzipiell könnte aber auch ein weiterer kompletter Sensor zum Einsatz kommen.For the case that a differential pressure sensor is provided as the sensor, it proves to be advantageous that an input of the differential pressure sensor with the pressure of the environment can be applied, so that by the converter a pressure regulating or limiting output signal can also be generated is. Such a switchover to the ambient conditions can be done by separate switching elements. In principle, however another complete sensor can also be used.

Ebenso wäre es auch denkbar, dass aus hydraulischen oder thermodynamischen Zusatzparametern auf den Massestrom schließbar ist, der über die Drehzahlregelung an den jeweiligen technischen Prozess optimal anpassbar ist.It would also be conceivable that from hydraulic or thermodynamic additional parameters on the mass flow closable is that about the Speed control can be optimally adapted to the respective technical process is.

Eine zuverlässige Ausbildung des Druckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass als oder statt eines Verdichters eine Vakuumpumpe, ein Seitenkanalgebläse, ein Radialkompressor, ein Rootsgebläse, ein Schraubenverdichter oder eine ähnliche bzw. ähnlich wirkende Strömungsmaschine vorgesehen ist.Reliable training of the pressure generator is characterized in that as or instead of a compressor a vacuum pump, a side channel blower, a radial compressor Roots blower, a screw compressor or a similar or similar acting flow machine is provided.

Dadurch, dass die Wandlersignale über einen Umsetzer auf einen Analog-Eingang für Drehzahlsollwerte des Motors geschaltet sind, ergibt sich eine relativ einfache Schaltungskette, die noch dadurch konstruktiv günstig gestaltet wird, wenn der Umsetzer baulich mit dem Frequenzumrichter vereinigt oder kombiniert ist.The fact that the converter signals via a Converter to an analog input for speed setpoints of the motor are switched, there is a relatively simple circuit chain, which is still constructively favorable is designed when the converter is structurally connected to the frequency converter is united or combined.

Ferner ist es auch möglich, dass die erfassten Prozesssignale an weitere Einrichtungen zur Steuerung und Anzeige, insbesondere an Diagnoseeinrichtungen, weiterleitbar sind.It is also possible that the detected process signals to other control devices and display, particularly to diagnostic devices, can be forwarded are.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.

Die Darstellung zeigt perspektivisch einen Verdichter V, der als Seitenkanalgebläse an einen elektrischen Motor M mit einem Frequenzumrichter FU zur Drehzahlbeeinflussung angesetzt ist. Die Zu- und Abströmung für das durch den Verdichter V strömende Medium erfolgt über Schalldämpfer S1 und S2, die im weiteren an der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigte Leitungen angeschlossen sind. Zum Befestigen des gesamten Aggregates dient ein Flansch F. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist der Einsatz eines Drucksensors, im Beispiel eines Differenzdrucksensors. Dieser besteht aus einer nahe dem Schalldämpfer S1 angebrachten Drosselblende, vor der bzw. hinter welcher zwei Druckleitungen D1 bzw. D2 den resultierenden Druck aufnehmen und an einen Druckwandler DW weiterleiten. Dieser bildet daraus ein elektrisches Ausgangssignal, das direkt oder indirekt über einen Umsetzer als Analogsignal auf einen Eingang des Frequenzumrichters FU einwirkt.The illustration shows in perspective a compressor V, which acts as a side channel blower on an electric motor M is used with a frequency converter FU to influence the speed. The inflow and outflow for the medium flowing through the compressor V takes place via silencers S1 and S2 , which are further connected for the sake of clarity, lines not shown. A flange F is used to fasten the entire assembly. Essential for the present invention is the use of a pressure sensor, in the example a differential pressure sensor. This consists of a near the silencer S1 attached orifice plate, in front of or behind which two pressure lines D1 respectively. D2 record the resulting pressure and send it to a pressure transducer DW hand off. This forms an electrical output signal, which is directly or indirectly via a converter as an analog signal to an input of the frequency converter FU acts.

Sofern ein Umsetzer vor Umgebungseinflüssen zu schützen ist, erweist es sich als vorteilhaft, diesen im Innenraum des Frequenzumrichters FU unterzubringen.If a converter before environmental influences To protect sen, it proves to be advantageous to this in the interior of the frequency converter FU accommodate.

Da die Wurzel des Differenzdrucks proportional der Geschwindigkeit im untersuchten Rohrabschnitt ist, kann direkt auf die Geschwindigkeit des Mediums geschlossen werden, und da das Produkt von Rohrgeschwindigkeit und Rohrfläche proportional dem Volumenstrom ist, kann mit Hilfe der Differenzdruckmessung auch auf den Volumenstrom geschlossen werden. Erweitert könnte aus gemessenen hydraulischen und thermodynamischen Parametern auch eine Stellgröße zur Regelung des Massenstroms abgeleitet werden, wodurch ebenfalls die Drehzahl des Motors zu beeinflussen wäre.Because the root of the differential pressure is proportional to the speed in the pipe section being examined, the speed of the medium can be deduced directly, and since the product of pipe speed and pipe area is proportional the volume flow rate can also be measured using the differential pressure measurement the volume flow can be concluded. Could expand from measured hydraulic and thermodynamic parameters also a Control variable for control of the mass flow are derived, which also increases the speed of the engine would be influenced.

Durch die geschilderten Maßnahmen wird im Druckerzeuger eine gegen Verschmutzung und Temperatur weitgehend unempfindliche Beeinflussung von Volumenstrom bzw. Strömungsgeschwindigkeit bzw. Massenstrom integriert. Dies kann auch die Funktion konstanter Druck beinhalten. Dadurch wird eine optimale Anpassung des Druckerzeugers an den jeweiligen Arbeitsprozess erreicht.Through the measures described becomes largely against pollution and temperature in the pressure generator insensitive influencing of volume flow or flow velocity or Mass flow integrated. This can also function constant pressure include. This ensures an optimal adjustment of the pressure generator to the respective work process.

Bezugszeichenliste

V
Verdichter
M
Motor
F
Flansch
DB
Drosselblende
D1, D2
Druckleitung
DW
Druckwandler
FU
Frequenzumrichter
Sl,S2
Schalldämpfer
LIST OF REFERENCE NUMBERS
V
compressor
M
engine
F
flange
DB
orifice
D1, D2
pressure line
DW
pressure transducer
FU
frequency converter
Sl, S2
silencer

Claims (7)

Druckerzeuger für strömende Medien, bei dem mittels eines – insbesondere über einen Frequenzumrichter – drehzahlsteuerbaren Motors ein Verdichter antreibbar ist, wobei die Strömungsgeschwindigkeit und damit bei bekanntem Querschnitt auch der Volumenstrom mittels eines Sensors mit Geber (DB) und Wandler (DW) erfassbar ist, durch das Ausgangssignal des Wandlers (DW) die Drehzahl des Motors (M) regelbar ist und Geber (DB) und Wandler (DW) über Druckleitungen (D1,D2) miteinander verbunden sind, dadurch gekenn zeichnet, dass der Wandler (DW) im Kühlluftstrom des Motors (M) positioniert ist und ausschließlich auf der Saugseite des Verdichters ein Geber (DB) angeordnet ist.Pressure generator for flowing media, in which a compressor can be driven by means of a motor which can be speed-controlled, in particular by means of a frequency converter, the flow velocity and thus, with a known cross-section, also the volume flow using a sensor with encoder ( DB ) and converter ( DW ) can be detected by the output signal of the converter ( DW ) the speed of the motor ( M ) is adjustable and encoder ( DB ) and converter ( DW ) via pressure lines ( D1 . D2 Are) connected to one another, characterized in that the transducer ( DW ) in the cooling air flow of the engine ( M ) is positioned and an encoder (only on the suction side of the compressor) DB ) is arranged. Druckerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Geber (DB) im Stutzenbereich des Verdichters (V) angebracht ist.Pressure generator according to claim 1, characterized in that the transmitter ( DB ) in the nozzle area of the compressor ( V ) is attached. Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass als Sensor vorteilhaft ein Differenzsensor vorgesehen ist.Pressure generator according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a differential sensor is advantageous as a sensor is provided. Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus hydraulischen oder thermodynamischen Zusatzparametern auf einen jeweiligen Massenstrom schließbar ist, der über die Drehzahlregelung an den jeweiligen technischen Prozess optimal anpassbar ist.Pressure generator according to one of the preceding claims, characterized characterized that from hydraulic or thermodynamic additional parameters can be inferred from a respective mass flow, which is via the Speed control can be optimally adapted to the respective technical process is. Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als oder statt eines Verdichters (V) eine Vakuumpumpe, ein Seitenkanalgebläse, ein Radialkompressor, ein Rootsgebläse, ein Schraubverdichter oder eine ähnliche bzw. ähnlich wirkende Strömungsmaschine vorgesehen ist.Pressure generator according to one of the preceding claims, characterized in that as or instead of a compressor ( V ) a vacuum pump, a side channel blower, a radial compressor, a Roots blower, a screw compressor or a similar or similarly acting fluid machine is provided. Druckerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Wandlersignale über einen Umsetzer auf einen Analog-Eingang für Drehzahlsollwerte des Motors (M) geschaltet sind.Pressure generator according to one of the preceding claims, characterized in that the converter signals via a converter to an analog input for speed setpoints of the motor ( M ) are switched. Druckerzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Umsetzer baulich mit dem Frequenzumsetzer (FU) vereinigt oder kombiniert ist.Pressure generator according to claim 6, characterized in that the converter structurally with the frequency converter ( FU ) is united or combined.
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