CH665455A5 - METHOD AND DEVICE FOR PREVENTING THE PUMPING OF TURBO COMPRESSORS. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern. The invention relates to a method and a device for preventing the pumping of turbocompressors.

Am erfolgreichsten kann die vorliegende Erfindung bei Turboverdichtern mit einem grossen Förderstromregelungs-bereich, zum Beispiel bei Verdichtern zur Erdgasbeförderung, zur Luftversorgung von Hochöfen in der Metallurgie, zur Luftzufuhr in Gruben u.a. benutzt werden. Darüber hinaus kann die Erfindung bei Verdichtern, die starken Belastungsschwankungen ausgesetzt sind, zum Beispiel bei Verdichtern in der pneumatischen Förderung, und bei Verdichtern, die bei stark veränderlichen Saug- und Kühlbedingungen arbeiten, zum Beispiel bei Verdichtern, die im Hochgebirge eingesetzt sind, benutzt werden. The present invention is most successful in turbocompressors with a large flow control range, for example in compressors for the conveyance of natural gas, for the supply of air to blast furnaces in metallurgy, for the supply of air in pits and the like. to be used. In addition, the invention can be used with compressors that are exposed to large fluctuations in load, for example with compressors in pneumatic conveying, and with compressors that operate under highly variable suction and cooling conditions, for example with compressors that are used in high mountains .

In der gegenwärtigen Verdichterbaupraxis gewinnt das Problem der Verhinderung des Pumpens von Truboverdich-tern wegen der ansteigenden Einheitsleistung der Verdichter und des infolgedessen ansteigenden Aufwands zur Beseitigung der Folgen des Pumpens sowie wegen der erhöhten Forderungen an die Senkung des Energieaufwands für den Verdichterbetrieb, immer mehr an Bedeutung. In current compressor construction practice, the problem of preventing the pumping of trubo compressors is becoming more and more important due to the increasing unit performance of the compressors and the consequent increasing effort to eliminate the consequences of the pumping as well as the increased demands for the reduction of the energy expenditure for the compressor operation .

Es ist bekannt, dass bei einem bestimmten Verhältnis zwischen dem Förderdruck und dem Verdichterdurchfluss, das der Pumpgrenze entspricht, ein unstabiles Verhalten des Verdichters - ein Pumpen - eintritt, das durch ruckartige (pulsierende) Änderungen des Durchflusses und des Förderdruckes des Verdichters gekennzeichnet ist, was zu einer starken Vibration und einer Axialverstellung des Verdichterlaufrades und als Folge davon zu einem Bruch der Maschine bzw. einer Verschlechterung ihrer Energiedaten führt. It is known that at a certain ratio between the delivery pressure and the compressor flow rate, which corresponds to the surge limit, the compressor becomes unstable - pumping - which is characterized by jerky (pulsating) changes in the flow rate and the delivery pressure of the compressor, which is what to a strong vibration and an axial adjustment of the compressor impeller and, as a result, to a breakage of the machine or a deterioration of its energy data.

Zur Verhinderung des Pumpens bei unstabilem Verhalten des Verdichters ist ein Verfahren bekannt (Patentanmeldung der BRD Nr. 2828124, Kl. F 04 D 27/02), bei dem zwei Signale, wovon das eine dem Istdurchfluss des Verdichters und das andere dem Istförderdruck proportional ist, ausgewertet werden. Das dem Istförderdruck proportionale Signal wird in ein dem Durchfluss proportionales erstes Signal umgeformt, dessen Wert dem auf der in Förderdruck-Durch-flusskoordinaten vorgegeben und parallel zur Pumpgrenze verlaufenden Abblaselinie liegenden Durchflusswert entspricht. Das erste Signal, das dem Durchfluss proportional ist, wird mit dem Signal, das dem Istdurchfluss des Verdichters proportional ist, verglichen, woraus sich das erste Differenzsignal ergibt, das verzögert wird. Darüber hinaus wird das erste Differenzsignal mit dem Faktor zwei multipliziert, dann wird aus diesem das Verzögerungssignal subtrahiert, das die Lage der Abblaselinie in Abhängigkeit von der Verstellungsgeschwindigkeit des Arbeitspunktes des Verdichters zur Abblaselinie ändert, woraus sich das zweite Differenzsignal ergibt. Das zweite Differenzsignal wirkt auf den Regler ein, der mit mehreren Abblaseventilen verbunden ist. Das Reglersignal gelangt an die Stellglieder der Abblaseventile. Letztere werden zwecks Verhinderung eines unstabilen Verhaltens des Verdichters, d.h. eines Pumpens, geöffnet. A method is known for preventing pumping when the compressor behaves unstably (patent application of the Federal Republic of Germany No. 2828124, class F 04 D 27/02), in which two signals, one of which is proportional to the actual flow of the compressor and the other to the actual delivery pressure , be evaluated. The signal proportional to the actual delivery pressure is converted into a first signal proportional to the flow, the value of which corresponds to the flow value specified in the delivery pressure-flow coordinates and parallel to the surge line blow-off line. The first signal, which is proportional to the flow, is compared with the signal, which is proportional to the actual flow of the compressor, resulting in the first differential signal, which is delayed. In addition, the first difference signal is multiplied by a factor of two, then the delay signal is subtracted from this, which changes the position of the blow-off line as a function of the adjustment speed of the operating point of the compressor to the blow-off line, resulting in the second difference signal. The second differential signal acts on the controller, which is connected to several relief valves. The control signal reaches the actuators of the relief valves. The latter are used to prevent unstable behavior of the compressor, i.e. a pump, opened.

Die Einrichtung zur Realisierung des bekannten Verfahrens weist einen Förderdruckgeber und einen Differenzdruckgeber, deren Signale den Verdichterbetrieb bestimmen, auf. Der Differenzdruck wird mittels einer Blende bzw. einer Düse oder eines anderen im Gasstrom angeordneten Mittels erzeugt. Der Ausgang des Förderdruckgebers ist mit einem Funktionalwandler zur Umwandlung des Istdruckes in ein dem Durchfluss proportionales Signal, dessen Wert auf der Abblaselinie des Verdichters liegt, verbunden. Der Ausgang des Funktionalwandlers ist mit dem ersten Eingang eines ersten Vergleichsgliedes zur Gewinnung des ersten Differenzsignals verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Differenzdruckgeber und dessen Ausgang mit dem Eingang eines Verstärkers zur Multiplizierung des ersten Differenzsignals mit dem Faktor zwei und mit einem aperiodischen Glied zur Verzögerung des ersten Differenzsignals verbunden ist. Der Verstärkerausgang ist mit dem ersten Eingang eines zweiten Vergleichsgliedes zur Gewinnung des zweiten Differenzsignals verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem aperiodischen Glied und dessen Ausgang mit dem Regler in Verbindung stehen. Der Reglerausgang ist mit mehreren Abblaseventilen zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters verbunden. The device for implementing the known method has a delivery pressure transmitter and a differential pressure transmitter, the signals of which determine the compressor operation. The differential pressure is generated by means of an orifice or a nozzle or another means arranged in the gas stream. The output of the delivery pressure sensor is connected to a functional converter for converting the actual pressure into a signal proportional to the flow, the value of which lies on the blow-off line of the compressor. The output of the functional converter is connected to the first input of a first comparison element for obtaining the first differential signal, the second input of which is connected to the differential pressure transmitter and the output of which is connected to the input of an amplifier for multiplying the first differential signal by a factor of two and with an aperiodic element for delaying the first difference signal is connected. The amplifier output is connected to the first input of a second comparison element for obtaining the second difference signal, the second input of which is connected to the aperiodic element and the output of which is connected to the controller. The controller output is connected to several relief valves to change the operating behavior of the compressor.

Das bekannte Verfahren ist eine indirekte Methode zur Bestimmung der Abblaselinie des Verdichters, die die Änderung der Lage und der Art der Pumpgrenze in Abhängigkeit von der Änderung der Saugbedingungen, die durch die Temperatur, die Gasfeuchtigkeit u.a. bestimmt werden, der Kühlungsbedingungen, die durch die Temperatur, den Kühlwas-serdurchfluss u.a. bestimmt werden, sowie von der Änderung des technischen Zustandes des Verdichters, die durch die Gaslecks an Undichtheiten am Verdichter u.a. bestimmt wird, nicht berücksichtigt. Bei Änderung der erwähnten Bedingungen wird die Lage und die Art der Pumpgrenze angepasst, während die Abblaselinie des Verdichters unverändert bleibt. The known method is an indirect method for determining the blow-off line of the compressor, which changes the position and the nature of the surge limit in dependence on the change in suction conditions caused by temperature, gas humidity and the like. the cooling conditions, which are determined by the temperature, the cooling water flow, etc. be determined, as well as from the change in the technical condition of the compressor, which is caused by the gas leaks in the leaks on the compressor and others. is determined, not taken into account. If the conditions mentioned change, the position and type of surge limit are adjusted, while the compressor discharge line remains unchanged.

In dem einen Fall, dass die Pumpgrenze zur Abblaselinie hin verschoben wird und die Zone zwischen der Pumpgrenze und der Abblaselinie klein gewählt ist, führt dies dazu, dass das bekannte Verfahren und die bekannte Einrichtung das Pumpen des Verdichters nicht verhindert. Zur Verhinderung eines unstabilen Betriebsverhaltens des Verdichters muss die Zone zwischen der Pumpgrenze und der Abblaselinie vergrös-sert werden. Jedoch vermindert eine solche Vergrösserung der Zone den Förderstromregelungsbereich wegen Verminderung des zulässigen Förderdrucks, was ihrerseits die Wirksamkeit des Verdichters wegen der zunehmenden Verluste bei der Gasbeförderung herabsetzt, d.h. der wirtschaftlichste Gasbeförderungsbetrieb wird bei einem Förderdruck erreicht, der an der Pumpgrenze liegt. Daraus folgt, dass die Zone zwischen der Pumpgrenze und der Abblaselinie verhältnismässig In the one case that the surge line is shifted towards the blow-off line and the zone between the surge line and the blow-off line is selected to be small, this means that the known method and the known device do not prevent the compressor from pumping. To prevent unstable compressor performance, the zone between the surge line and the blow-off line must be enlarged. However, such an enlargement of the zone reduces the flow control area due to a decrease in the allowable discharge pressure, which in turn lowers the efficiency of the compressor due to the increasing losses in gas transport, i.e. the most economical gas transport operation is achieved at a discharge pressure that is at the surge limit. It follows that the zone between the surge line and the blow-off line is proportional

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

665 455 665 455

4 4th

klein zur Erhöhung der Wirksamkeit der Gasbeförderung und hinreichend gross zur sicheren Verhinderung des Verdichterpumpens sein muss. Unter Berücksichtigung der Änderung der Lage und des Charakters der Pumpgrenze wird die zweite Bedingung bei dem bekannten Verfahren vorherrschend, d.h. zur Verhinderung des Verdichterpumpens vergrössert man die Zone zwischen der Pumpgrenze und der Abblaselinie zum Nachteil der Wirtschaftlichkeit der Gasbeförderung. must be small to increase the effectiveness of gas transport and sufficiently large to reliably prevent compressor pumping. Taking into account the change in the position and the character of the surge limit, the second condition becomes predominant in the known method, i.e. to prevent compressor pumping, the zone between the surge line and the blow-off line is enlarged to the detriment of the economics of gas transport.

Im anderen Fall, dass die Pumpgrenze von der Abblaselinie weg verschoben wird, führt dies zu einem Fehlansprechen der Abblaseventile, d.h. beim Erreichen eines Förderdruckes, der auf der Abblaselinie liegt, ist es noch weit bis zur Pumpgrenze, und man müsste hierbei die Abblaseventile nicht öffnen. Aber aus den vorstehend angegebenen Gründen geschieht dies nicht, was zu einem unnützen Energieverlust durch Umleiten des Gases aus der Druckzone in die Saugzone oder durch Aussstossen des Gases in die Umgebungsluft führt. In the other case, if the surge line is shifted away from the blow-off line, this leads to a faulty response of the blow-off valves, i.e. when a delivery pressure is reached that is on the blow-off line, it is still far up to the surge limit, and it would not be necessary to open the blow-off valves. But for the reasons given above, this does not happen, which leads to an unnecessary loss of energy by diverting the gas from the pressure zone into the suction zone or by expelling the gas into the ambient air.

Darüber hinaus findet bei einer starken Zunahme des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters, der zu einer Verminderung des Verdichterförderstromes führt, wegen des bei der bekannten Einrichtung vorhandenen aperiodischen Gliedes eine Verschiebung der Abblaselinie in Richtung von der Pumpgrenze weg statt, was auch zu einem Fehlansprechen der Abblaseventile und den oben angegebenen Folgen führt. In addition, with a strong increase in the resistance of the pneumatic network of the compressor, which leads to a reduction in the compressor delivery flow, there is a displacement of the blow-off line in the direction away from the surge line because of the aperiodic element present in the known device, which also leads to a false response of the Blow-off valves and the consequences stated above.

Somit verhindert das bekannte Verfahren und die bekannte Einrichtung das Pumpen des Verdichters bei veränderlichen Saug- und Kühlbedingungen sowie bei Änderung des technischen Zustandes und der Belastung des Verdichters nicht, oder es bzw. sie führt zu einer Verschlechterung der Wirksamkeit der Gasbeförderung und zu zusätzlichen Energieverlusten. Thus, the known method and the known device do not prevent the compressor from pumping under variable suction and cooling conditions, as well as when the technical condition and the load on the compressor change, or it leads to a deterioration in the efficiency of the gas transport and to additional energy losses.

Ein weiterer Versuch, ein zuverlässigeres Verfahren zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern zu schaffen, führte zu einem Verfahren (s. Urheberschein der UdSSR Nr. 623996, Klasse F 04 D 27/02), gemäss dem man das erste Signal misst, das einem Parameter des Verdichters, nämlich dem Verdichterdurchfluss, der das nahezu unstabile Betriebsverhalten des Verdichters anzeigt, proportional ist. Dann filtert man aus dem ersten Signal die Wechselkomponente aus und vergleicht die Amplitude der Wechselkomponente mit dem Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente. Bei einer Amplitude der Wechselkomponente, die den Sollwert übersteigt, erhält man einen Impuls, der das zweite Signal beeinflusst, welches das Betriebsverhalten des Verdichters durch Einwirkung auf die Abblaseventile zwecks Verhinderung eines Pumpens ändert. Das zweite Signal besteht aus zwei Teilsignalen, wovon das eine auf das Fühlelement eines Förderdruckregelungssystems und das andere auf das Fühlelement eines Systems zur Regelung des Förderdruck-Saug-druck-Verhältnisses einwirkt, was zu einer Vergrösserung des Förderstromes des Verdichters infolge Verminderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes durch Öffnen von drei Abblaseventilen führt. Darüber hinaus wird bei unstabilem Betriebsverhalten die Zahl der Pumpschläge (Pumpzyklen) ausgezählt, die durch starke Änderungen des Verdichterdurchflusses gekennzeichnet sind, und bei einer Anzahl Pumpschläge, die die Sollzahl überschreitet, wird der Verdichter abgeschaltet. Another attempt to create a more reliable method for preventing the pumping of turbocompressors led to a method (see USSR copyright certificate No. 623996, class F 04 D 27/02), according to which the first signal is measured, which is a parameter of the compressor, namely the compressor flow, which indicates the almost unstable operating behavior of the compressor, is proportional. The alternating component is then filtered out of the first signal and the amplitude of the alternating component is compared with the desired value of the amplitude of the alternating component. If the amplitude of the alternating component exceeds the desired value, a pulse is obtained which influences the second signal, which changes the operating behavior of the compressor by acting on the relief valves in order to prevent pumping. The second signal consists of two partial signals, one of which acts on the sensing element of a delivery pressure control system and the other on the sensing element of a system for controlling the delivery pressure-suction-pressure ratio, which leads to an increase in the delivery flow of the compressor due to a reduction in the resistance of the pneumatic Leads by opening three relief valves. In addition, the number of pump strokes (pump cycles), which are characterized by strong changes in the compressor flow, is counted in the event of unstable operating behavior, and the compressor is switched off if the number of pump strokes exceeds the target number.

Die Einrichtung zur Realisierung des vorstehend beschriebenen Verfahrens enthält ein Mittel zur Gewinnung des ersten Signals, nämlich einen Differenzdruckgeber, der mit einem Filter zur Aussonderung der Wechselkomponente aus dem ersten Signal verbunden ist. Der Filterausgang ist mit einer Schwellenwerteinheit zum Vergleichen der Amplitude der Wechselkomponente mit der Sollamplitude der Wechselkomponente und zum Erzeugen eines Impulses verbunden. The device for implementing the method described above contains a means for obtaining the first signal, namely a differential pressure transmitter, which is connected to a filter for separating the alternating component from the first signal. The filter output is connected to a threshold value unit for comparing the amplitude of the alternating component with the nominal amplitude of the alternating component and for generating a pulse.

Die Schwellenwerteinheit ist mit einer Funktionseinheit zur Formierung eines Signals beim Erscheinen eines Impulses zur Vergrösserung des Verdichterförderstromes verbunden. Der Ausgang der Funktionseinheit steht mit dem Fühlelement eines Förderdruckregelungssystems und mit dem Fühlelement eines Systems zur Regelung des Förderdruck-Saug-druck-Verhältnisses zur Steuerung der Abblaseventile sowie mit einem Zähler zum Zählen der Pumpschläge in Verbindung, wobei der Zähler mit einer Mindestwerteinheit zur Erzeugung eines Signals zum Abschalten des Verdichters bei einer Anzahl Pumpschläge, die die Sollzahl derselben überschreitet, verbunden ist. The threshold value unit is connected to a functional unit for forming a signal when a pulse appears to increase the compressor delivery flow. The output of the functional unit is connected to the sensor element of a delivery pressure control system and to the sensor element of a system for controlling the delivery pressure-suction-pressure ratio for controlling the relief valves, as well as a counter for counting the pump strokes, the counter being connected to a minimum value unit for generating a Signal to switch off the compressor is connected when a number of pump strokes exceeds the target number.

Das bekannte Verfahren berücksichtigt die Änderung der Lage und des Charakters der Pumpgrenze in Abhängigkeit von der Änderung der Saug- und Kühlbedingungen sowie von der Änderung des technischen Zustandes des Verdichters durch Einführung eines Filters und einer Schwellenwerteinheit, die auf ein Signal reagiert, das den Differenzdruckschwankungen, die einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters anzeigen, proportional ist. The known method takes into account the change in the position and the character of the surge limit as a function of the change in the suction and cooling conditions and in the change in the technical condition of the compressor by introducing a filter and a threshold value unit which reacts to a signal which corresponds to the differential pressure fluctuations, which indicate an operating condition close to the unstable behavior of the compressor is proportional.

Jedoch gestattet das bekannte Verfahren nicht, das Fehlansprechen der Abblaseventile im Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone zu vermeiden, d.h. wenn Impulse entstehen, die analog sind den Impulsen, die beim Arbeiten des Verdichters in einem Betriebszustand, der nahe bei dem unstabilen Verhalten liegt, entstehen. Das Fehlansprechen führt, wie bereits oben erwähnt, zu zusätzlichen Energieverlusten. In diesem Zusammenhang wählt man bei dem bekannen Verfahren und der bekannten Einrichtung die Sollamplitude der Wechselkomponente hinreichend gross, was dazu führt, dass der Impuls nur beim Eintreten des Pumpens entsteht, d.h. das bekannte Verfahren und die bekannte Einrichtung reagieren in diesem Falle auf das Pumpen (auf das unstabile Verhalten) des Verdichters, nicht aber auf den Betriebszustand, der nahe bei dem unstabilen Verhalten liegt. Davon zeugt auch die Tatsache, dass die bekannte Einrichtung einen Zähler zum Zählen der Pumpschläge enthält, der ein Signal zum Abschalten der Maschine zwecks Verhinderung einer Zerstörung derselben abgibt. Somit verhindern das bekannte Verfahren und die bekannte Einrichtung das Pumpen des Verdichters nicht, sondern öffnen die Abblaseventile beim Eintreten des unstabilen Verhaltens. Dies verhindert die Zerstörung der Maschine, verhindert aber nicht die Entstehung des ersten Pumpschlages, der zu einer Beschädigung der Labyrinthdichtungen im Verdichter, die den Saugraum von dem Druckraum trennen, und zum Auftreten eines inneren Gaslecks im Verdichter führen kann, was seinerseits den spezifischen Energieverbrauch für die Gasverdichtung erhöht, d.h. den Wirkungsgrad der Maschine herabsetzt. However, the known method does not allow to avoid the malfunction of the relief valves in the transition state of the compressor in the stable zone, i.e. when there are pulses that are analogous to the pulses that occur when the compressor is operating in an operating state that is close to the unstable behavior. As already mentioned above, the false response leads to additional energy losses. In this connection, in the known method and the known device, the target amplitude of the alternating component is chosen to be sufficiently large, which means that the pulse only arises when the pumping occurs, i.e. the known method and the known device react in this case to the pumping (to the unstable behavior) of the compressor, but not to the operating state, which is close to the unstable behavior. This is also borne out by the fact that the known device contains a counter for counting the pump strokes, which emits a signal for switching off the machine in order to prevent its destruction. Thus, the known method and the known device do not prevent the compressor from pumping, but instead open the relief valves when the unstable behavior occurs. This prevents the destruction of the machine, but does not prevent the first pump stroke, which can damage the labyrinth seals in the compressor, which separate the suction chamber from the pressure chamber, and lead to the occurrence of an internal gas leak in the compressor, which in turn causes the specific energy consumption for gas compression increases, ie reduces the efficiency of the machine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern anzugeben, bei welchem bzw. welcher ein Fehlansprechen der Abblaseventile vermieden und der Energieaufwand für das Verhindern des Pumpens vermindert wird. The invention is based on the object of specifying a method and a device for preventing the pumping of turbocompressors, in which a faulty response of the relief valves is avoided and the energy expenditure for preventing the pumping is reduced.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 bzw. 8 gelöst. The object is achieved by the features of the characterizing part of claims 1 and 8, respectively.

Bei dem Verfahren gemäss Anspruch 1 zum Verhindern des Pumpens wird der Wirkungsgrad des Verdichters durch die Senkung des spezifischen Energieaufwands für die Gasverdichtung erhöht und die Energieverluste für die Gasbeförderung vermindert. Die Senkung des spezifischen Energieaufwands des Verdichters wird durch die sichere Verhinderung des Verdichterpumpens erreicht, was eine Beschädigung der Labyrinthdichtungen verhindert und ein inneres Gasleck im Verdichter aussschliesst. Dies wird durch Änderung des Amplitudensollwertes der Wechselkomponente in Abhängigkeit von der Änderung des Mittelwertes des Absolutbetrags In the method according to claim 1 for preventing pumping, the efficiency of the compressor is increased by reducing the specific energy expenditure for gas compression and the energy losses for gas transport are reduced. The specific energy consumption of the compressor is reduced by reliably preventing the compressor from pumping, which prevents damage to the labyrinth seals and prevents an internal gas leak in the compressor. This is done by changing the amplitude setpoint of the alternating component as a function of the change in the mean value of the absolute amount

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

665 455 665 455

des ersten Signals erreicht, was die Möglichkeit bietet, die Sollamplitude der Wechselkomponente des ersten Signals hinreichend klein zu wählen, damit das Verfahren auf geringe Schwankungen des Parameters des Verdichtens, welche eine Betriebsart kennzeichnen, die nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegt, reagiert. of the first signal is achieved, which offers the possibility of choosing the desired amplitude of the alternating component of the first signal to be sufficiently small so that the method reacts to small fluctuations in the compression parameter which characterize an operating mode which is close to the unstable behavior of the compressor.

Die Verminderung der Energieverluste für die Gasbeförderung wird durch Beseitigung des Fehlansprechens der Abblaseventile erreicht, was einen nutzlosen Energieverlust durch das Umleiten des Gases aus dem Druckbereich in den Saugbereich des Verdichters oder auch durch das Ausstossen des Gases in die Umgebungsluft ausschliesst, da das zweite Signal, das den Verdichter in den stabilen Zustand zurückbringt, erst bei einer Anzahl Impulse erzeugt wird, die die Impulszahl, welche den Übergangszsutand des Verdichters in der stabilen Zone kennzeichnet, überschreitet, während die Impulse nur dann gezählt werden, wenn das Zeitintervall zwischen zwei Impulsen kleiner als eine erste vorbestimmte Zeit des Impulsausbleibens ist, d.h. wenn die Verschiebung des Arbeitspunktes zur Pumpgrenze hin, die von Schwankungen des Parameters begleitet wird, fortgesetzt wird. The reduction in energy losses for gas transport is achieved by eliminating the faulty response of the relief valves, which rules out a useless loss of energy by diverting the gas from the pressure area into the suction area of the compressor or also by expelling the gas into the ambient air, since the second signal, which returns the compressor to the stable state is only generated when the number of pulses exceeds the number of pulses that characterize the transition state of the compressor in the stable zone, while the pulses are only counted if the time interval between two pulses is less than is a first predetermined time of the absence of pulses, ie if the shift of the operating point towards the surge limit, which is accompanied by fluctuations in the parameter, continues.

Die Senkung der Energieverluste für die Gasbeförderung findet auch dadurch statt, dass die Änderung des Förderstromes des Verdichters nur um einen für die Einhaltung des stabilen Betriebszustandes erfoderiichen Wert stattfindet. Dies wird zum Beispiel durch Änderung der Verdichterdrehzahl, d.h. ohne nutzlosen Energieverlust durch Umleiten des Gases aus der Druckzone in die Saugzone oder durch Öffnen der Abblaseventile bewirkt. Das minimale Umleiten, d.h. das Öffnen der Abblaseventile um den erforderlichen minimalen Wert, erfolgt durch Löschen des zweiten Signals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe der ersten vorbestimmten Zeit des Impulsausbleibens, was das stabile Betriebsverhalten des Verdichters kennzeichnet. The energy losses for gas transport are also reduced by the fact that the change in the flow rate of the compressor takes place only by a value required for maintaining the stable operating state. This is done, for example, by changing the compressor speed, i.e. caused by useless loss of energy by diverting the gas from the pressure zone into the suction zone or by opening the relief valves. The minimal redirection, i.e. the opening of the relief valves by the required minimum value is carried out by deleting the second signal in the absence of a pulse in the course of the first predetermined time of the absence of a pulse, which characterizes the stable operating behavior of the compressor.

Es ist zweckmässig, die Impulsanzahl, die einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters angibt, grösser als die Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters im stabilen Bereich kennzeichnet, zu wählen. It is expedient to select the number of pulses, which indicates an operating state close to the unstable behavior of the compressor, greater than the number of pulses, which characterizes the transition state of the compressor in the stable range.

Diese technische Lösung berücksichtigt die beim Übergangszustand des Verdichters im stabilen Bereich entstehende Impulszahl, was gestattet, das Fehlansprechen der Abblaseventile auszuschliessen. This technical solution takes into account the number of impulses that occur in the stable state during the transition state of the compressor, which makes it possible to rule out the faulty response of the relief valves.

Es wird empfohlen, die Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters im stabilen Bereich bestimmt, zumindest gleich einem Impuls zu wählen. It is recommended to select the number of pulses, which determines the transition state of the compressor in the stable range, at least equal to one pulse.

Dies gewährleistet eine sichere Verhinderung des Verdichterpumpens bei einem schnellen Übergang des Arbeitspunktes des Verdichters von der stabilen Arbeitszone in die unstabile, da es je schneller eine Änderung des Verdichterbetriebs-zustandes zwecks Einstellung eines stabilen Verhaltens stattfindet, desto weniger Impulse gibt. This ensures that compressor pumping is reliably prevented when the compressor operating point changes quickly from the stable working zone to the unstable one, since the faster the compressor operating state changes to set stable behavior, the fewer pulses there are.

Die technische Lösung gemäss Anspruch 3 sichert ein Verhindern des Pumpens bei einer starken Zunahme des Widerstands des pneumatischen Netzes des Verdichtes, wobei eine schnelle Verlagerung des Arbeitspunktes des Verdichters in die unstabile Zone stattfindet. Zur Verhinderung des Pumpens ist in diesem Falle eine schnelle Vergrösserung des Ver-dicherförderstromes schon zum Zeitpunkt erforderlich, bei dem die Impulszahl gleich der Impulszahl wird, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone angibt. Dies wird durch Erzeugung eines dritten Signals erreicht, das zur Verminderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters und damit zur Vergrösserung des Förderstromes des Verdichters zum Zeitpunkt führt, bei dem der Amplitudenwert der Wechselkomponente des ersten Signals grösser als der .zweite Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente und die Impulszahl gleich der Impulszahl wird, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt wird. The technical solution according to claim 3 ensures that the pumping is prevented when there is a strong increase in the resistance of the pneumatic network of the compression, with a rapid shift of the operating point of the compressor into the unstable zone. In this case, in order to prevent pumping, a rapid increase in the compressor delivery flow is necessary at the time when the number of pulses becomes equal to the number of pulses which indicates the transition state of the compressor in the stable zone. This is achieved by generating a third signal, which leads to a reduction in the resistance of the pneumatic network of the compressor and thus to an increase in the delivery flow of the compressor at the point in time at which the amplitude value of the alternating component of the first signal is greater than the second setpoint of the amplitude of the alternating component and the pulse number becomes equal to the pulse number that determines the transition state of the compressor in the stable zone.

Es ist erwünscht, den ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente und den zweiten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrages des ersten Signals linear zu ändern. It is desirable to linearly change the first setpoint of the amplitude of the alternating component and the second setpoint of the amplitude of the alternating component depending on the mean of the absolute value of the first signal.

Diese technische Lösung berücksichtigt die lineare Abhängigkeit der Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals, was die Möglichkeit bietet, den ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente hinreichend klein zu wählen, um ein Pumpen des Verdichters sicher zu verhindern und ein Fehlansprechen der Abblaseventile beim Arbeiten des Verdichters mit maximalem Förderstrom im Übergangszustand, wo die Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals einen beträchtlichen Wert hat, der befähigt ist, ein Fehlansprechen der Abblaseventile hervorzurufen, auszuschliessen. This technical solution takes into account the linear dependency of the amplitude of the alternating component of the first signal on the mean value of the absolute value of the first signal, which makes it possible to choose the first setpoint value of the amplitude of the alternating component to be sufficiently small to reliably prevent the compressor from pumping and on Failure of the relief valves when operating the compressor with the maximum flow in the transition state, where the amplitude of the alternating component of the first signal has a considerable value that is capable of preventing a failure of the relief valves.

Die erste vorgegebene Zeit des Impulsausbleibens und die zweite vorgegebene Zeit des Impulsausbleibens muss grösser als eine Impulsfolgeperiode gewählt werden. The first specified time of the absence of impulses and the second specified time of the absence of impulses must be selected to be greater than one pulse sequence period.

Die grösser als eine Impulsfolgeperiode gewählte Zeit bietet die Möglichkeit, den einen Betriebszsutand des Verdichters von dem anderen, d.h. einen nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegenden Betriebszustand von dem Übergangszustand in der stabilen Zone sicher zu unterscheiden. Dies ist damit verbunden, dass bei dem Verdichter immer eine Gasstreuung, hervorgerufen durch eine nichtstationäre Belastung, örtliche Widerstände von verschiedenen Fremdkörpern in dem Gas usw. vorliegt, die den Förder-druck- und Durchflussschwankungen, die bei einem Betriebszsutand, der nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegt, entstehen, überlagert werden und eine Fehllöschung der ausgezählten Impulszahl sowie des zweiten und des dritten Signals hervorrufen können. The time selected to be longer than one pulse sequence period offers the possibility of separating one operating state of the compressor from the other, i.e. to reliably differentiate an operating state that is close to the unstable behavior of the compressor from the transition state in the stable zone. This is associated with the fact that the compressor always has a gas spread caused by a non-stationary load, local resistances of various foreign bodies in the gas, etc., which compensates for the delivery pressure and flow fluctuations that occur during an operating state that is close to the unstable one Behavior of the compressor lies, arise, are superimposed and can cause erroneous deletion of the counted number of pulses as well as the second and third signals.

Es wird auch empfohlen, als Parameter des Verdichters die Ausgangsleistung des Verdichters zu wählen. It is also recommended to select the compressor output power as the parameter of the compressor.

Das der Ausgangsleistung des Verdichters proportionale Signal gestattet es, einen Betriebszustand, der nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegt, von dem Übergangszustand in der stabilen Zone sicherer zu unterscheiden, da in diesem Falle dank der Berücksichtigung der Schwankungen zweier Signale, d.h. sowohl der Förderdruckschwankungen als auch der Gasdurchflussschwankungen die Wahrscheinlichkeit des Einflusses von Fehlschwankungen, hervorgerufen durch nicht stationäre Belastung, verschiedene Fremdeinschüsse im Gas usw., vermindert wird. Die Berücksichtigung der Schwankungen zweier Signale vergrössert auch die Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals, was auch die Sicherheit der Verhinderung des Verdichterpumpens erhöht. The signal proportional to the output power of the compressor makes it possible to more reliably distinguish an operating state which is close to the unstable behavior of the compressor from the transition state in the stable zone, because in this case taking into account the fluctuations of two signals, i.e. both the delivery pressure fluctuations and the gas flow fluctuations, the likelihood of the influence of incorrect fluctuations caused by non-stationary loading, various foreign impacts in the gas, etc., is reduced. Taking into account the fluctuations of two signals also increases the amplitude of the alternating component of the first signal, which also increases the safety of preventing the pumping of the compressor.

Es wird auch empfohlen, als Parameter des Verdichters die Eingangsleistung des Verdichters zu wählen. It is also recommended to select the compressor input power as the parameter of the compressor.

In diesem Falle bleiben sämtliche Vorzüge erhalten, die für das der Ausgangsleistung proportionale Signal kennzeichnend sind, und es kommen neue Vorzüge hinzu. Diese Vorzüge stehen damit im Zusammenhang, dass das der Eingangsleistung des Verdichters mit Antriebsmotor proportionale Signal wesentlich leichter und billiger zu gewinnen ist als das der Ausgangsleistung proportionale Signal. Hierbei bedarf man keiner zusätzlichen Aufwendungen für die Anordnung einer Blende bzw. einer Düse im Gastrom zur Erzeugung eines dem Verdichterdurchfluss proportionalen Signals mittels des Differenzdruckgebers, und es gibt keine Gasverluste zur Überwindung des Widerstandes der Blende (der Düse). Darüber hinaus gestattet dieses Verfahren, ein Pumpen in denjenigen Fällen zu verhindern, bei welchen die Anordnung einer Blende (einer Düse) zur Gewinnung eines dem Durchfluss proportionalen Signals wegen fester Einschlüsse in dem In this case, all the advantages which are characteristic of the signal proportional to the output power are retained, and new advantages are added. These advantages are related to the fact that the signal proportional to the input power of the compressor with the drive motor is much easier and cheaper to obtain than the signal proportional to the output power. There is no additional expenditure for the arrangement of an orifice or a nozzle in the gas flow to generate a signal proportional to the compressor flow by means of the differential pressure transmitter, and there are no gas losses to overcome the resistance of the orifice (the nozzle). In addition, this method allows pumping to be prevented in those cases where the arrangement of an orifice (nozzle) to obtain a signal proportional to the flow due to solid inclusions in the

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

665 455 665 455

6 6

von dem Verdichter geförderten Gas, die zu einem Verstopfen der Eintrittsbohrungen des DillerenzirucLgeLers und Jes Förderdruckgebers führen, unmöglich ist. gas pumped by the compressor, which leads to a blockage of the inlet bores of the DillerenzirucLgeLers and Jes delivery pressure transmitter, is impossible.

Die Einrichtung gemäss Anspruch 8 zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern verhindert sicher das Pumpen durch Vermeidung von Beschädigungen der Labyrinthdichtungen, die den Saugraum von dem Druckraum des Verdichters trennen, sowie durch sichere Vermeidung eines Fehlansprechens der Abblaseventile, was nutzlose Energieaufwendungen zum Umleiten des Gases aus dem Druckraum in den Saugraum des Verdichters bzw. zum Ausstossen des Gases in die Umgebungsluft beim Ansprechen der Abblaseventile vermindert. The device according to claim 8 for preventing the pumping of turbocompressors safely prevents the pumping by avoiding damage to the labyrinth seals that separate the suction chamber from the pressure chamber of the compressor, and by safely avoiding a faulty response of the relief valves, which results in useless energy expenditure for diverting the gas from the Pressure chamber in the suction chamber of the compressor or to expel the gas into the ambient air when the relief valves respond.

Die Verhütung von Beschädigungen der Labyrinthdichtungen, die zu einer Senkung des spezifischen Energieaufwandes des Verdichters und einer Erhöhung seines Wirkungsgrades führt, wird durch Einführen des Filters zur Erzeugung des mittleren Absolutwertes des ersten Signals und des ersten Wandlers zur Änderung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente in die bekannte Einrichtung erreicht. The prevention of damage to the labyrinth seals, which leads to a reduction in the specific energy consumption of the compressor and an increase in its efficiency, is achieved by introducing the filter to generate the mean absolute value of the first signal and the first converter to change the first amplitude setpoint of the alternating component to the known one Establishment reached.

Die Verminderung des nutzlosen Energieaufwandes für das Umleiten des Gases bzw. für den Ausstoss desselben in die Umgebungsluft, die zu einer Senkung der Energieverluste bei der Gasbeförderung führt, wird durch Einführen des Impulszählers, des Dekodierers, des ersten Flipflops zur Speicherung des zweiten Signals und des ersten logischen UND-Gliedes, die das zweite Signal erzeugen, das den Verdichter in den stabilen Betriebszustand nur bei einer Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt, zurückbringt, in die bekannte Einrichtung erreicht. Darüber hinaus findet die Senkung der Energieverluste bei der Gasbeförderung durch die Einführung des ersten Verzögerungsgliedes zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe der ersten vorgegebenen Zeit des Impulsausbleibens und der ersten Rückstelleinheit zur Löschung der Anzahl der gezählten Impulse und des zweiten Signals in die Einrichtung statt. Das erste Verzögerungsglied und die erste Rückstelleinheit sichern minimale nutzlose Energieaufwendungen für das Umleiten des Gases aus dem Druckraum in den Saugraum, da das Öffnen der Abblaseventile sofort nach der Einstellung eines stabilen Betriebszustandes durch die Löschung des zweiten Signals aufhört. The reduction of the useless energy expenditure for the redirection of the gas or for the discharge of the same into the ambient air, which leads to a reduction in the energy losses during gas transport, is achieved by introducing the pulse counter, the decoder, the first flip-flop for storing the second signal and the first logic AND gate, which generate the second signal, which brings the compressor into the stable operating state only at a pulse number, which determines the transition state of the compressor in the stable zone, reaches the known device. In addition, the energy losses in gas transport are reduced by introducing the first delay element to generate a reset signal in the absence of a pulse in the course of the first predetermined time of the absence of a pulse and the first reset unit to delete the number of counted pulses and the second signal into the device instead of. The first delay element and the first resetting unit ensure minimal useless energy expenditure for diverting the gas from the pressure chamber into the suction chamber, since the opening of the relief valves stops immediately after the stable operating state is set by the deletion of the second signal.

Die Ausführung gemäss Anspruch 9 verhindert das Pumpen bei starker Zunahme des Widerstands des pneumatischen Netzes des Verdichters, da die Zeit des Überganges des Verdichters vom stabilen Betriebszustand in den unstabilen Betriebszustand kurz ist. In diesem Falle ist zum Verhindern des Pumpens ein schnelles Öffnen der Abblaseventile sofort nach dem Erreichen des zweiten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente erforderlich, was durch den zweiten Wandler, das dritte Vergleichselement, den zweiten und den dritten Flipflop sowie durch das zweite logische UND-Glied gesichert wird. The embodiment according to claim 9 prevents pumping when the resistance of the pneumatic network of the compressor increases significantly, since the time of the transition of the compressor from the stable operating state to the unstable operating state is short. In this case, to prevent pumping, a quick opening of the relief valves is required immediately after the second amplitude setpoint of the alternating component has been reached, which is ensured by the second converter, the third comparison element, the second and the third flip-flop and by the second logic AND gate .

Zum Erreichen dieses Ziels, und zwar zum Verhindern des Pumpens bei starker Verminderung der Verdichterbelastung, d.h. zur Erhöhung der Wirkungsgeschwindigkeit der Einrichtung, trägt auch die Einführung des zweiten Vergleichselementes zur Gewinnung von Impulsen und des Addierers zur Addierung der Impulse in die bekannte Einrichtung bei, die es gestatten, die Wirkungsgeschwindigkeit der Einrichtung zum Verhindern des Pumpens durch Berücksichtigung der Impulse sowohl von der positiven als auch von der negativen Halbwelle der Wechselkomponente des ersten Signals um das Zweifache zu erhöhen. To achieve this goal, to prevent pumping when the compressor load is greatly reduced, i.e. to increase the speed of action of the device, also contributes to the introduction of the second comparison element for obtaining pulses and the adder for adding the pulses in the known device, which allow the speed of action of the device for preventing pumping by taking into account the pulses of both positive as well as from the negative half-wave of the alternating component of the first signal to increase twice.

Die technische Lösung gemäss Anspruch 10 verhindert das Pumpen des Verdichters, da sie es ermöglicht, den ersten Amplitudensollwert der Wechselkomponente hinreichend klein zu wählen, damit das erste und das zweite Vergleichselement aul geringe IcLwanLungen Jes Parameters, der eine Betriebsart, die nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters liegt, anzeigt, reagieren und es gestatten, den Verdichter in den stabilen Zustand zurückzubringen. Die lineare Änderung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente durch den ersten Wandler und des zweiten Amplitudensollwertes durch den zweiten Wandler trägt zum Vermeiden eines Fehlansprechen der Abblaseventile im Übergangszustand (Förderstromregelung) des Verdichters in der stabilen Zone bei, wo der absolute Förderstrom einen maximalen Wert aufweist und daher auch die Amplitude der Wechselkomponente einen beträchtlichen Wert hat, der befähigt ist, ein Fehlansprechen der Abblaseventile hervorzurufen. Der erste und der zweite Wandler vergrössern hierbei den ersten und den zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente, was zu einer Verhinderung des Fehlansprechens der Abblaseventile beiträgt. The technical solution according to claim 10 prevents the compressor from pumping, since it makes it possible to choose the first amplitude setpoint of the alternating component to be sufficiently small so that the first and the second comparative element have low IcLanLungen Jes parameters, which is an operating mode that is close to the unstable behavior of the compressor is located, indicates, react and allow the compressor to be returned to the stable state. The linear change of the first amplitude setpoint of the alternating component by the first converter and the second amplitude setpoint by the second converter contributes to avoiding a faulty response of the relief valves in the transition state (flow control) of the compressor in the stable zone, where the absolute flow has a maximum value and therefore the amplitude of the alternating component also has a considerable value which is capable of causing a faulty response of the relief valves. The first and second transducers increase the first and the second amplitude setpoint of the alternating component, which helps to prevent the blow-off valves from failing.

Es ist erwünscht, dass das Mittel zur Gewinnung des ersten Signals einen Förderdruckgeber und einen Durchflussgeber aufweist, deren Ausgänge mit den entsprechenden zwei Eingängen eines Multiplizierers, dessen Ausgang der Ausgang des Mittels zur Gewinnung des ersten Signals ist, verbunden sind. It is desirable that the means for obtaining the first signal have a delivery pressure sensor and a flow sensor, the outputs of which are connected to the corresponding two inputs of a multiplier, the output of which is the output of the means for obtaining the first signal.

Solch eine Ausführung des Mittels zur Gewinnung des ersten Signals gestattet es, die Empfindlichkeit der Einrichtung zum Verhindern des Pumpens durch Berücksichtigung der Schwankungen sowohl des Förderdrucks als auch des Durchflusses zu erhöhen, was die Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals vergrössert. Dies gestattet auch, den ersten Amplitudensollwert der Wechselamplitude und den zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente zu vergrössern, was den Einfluss von Störungen vermindert und die Sicherheit der Pumpenverhinderung erhöht. Such an embodiment of the means for obtaining the first signal makes it possible to increase the sensitivity of the device for preventing pumping by taking into account the fluctuations in both the delivery pressure and the flow, which increases the amplitude of the alternating component of the first signal. This also allows the first amplitude setpoint of the alternating amplitude and the second amplitude setpoint of the alternating component to be increased, which reduces the influence of disturbances and increases the safety of pump prevention.

Es ist erwünscht, dass das Mittel zur Gewinnung des ersten Signals einen Wirkleistungsgeber aufweist. It is desirable that the means for obtaining the first signal have an active power generator.

Diese technische Lösung gestattet es, alle Vorteile der früheren Lösung, die als Parameter, der das Betriebsverhalten des Verdichters kennzeichnet, ein der Ausgangsleistung des Verdichters proportionales Signal benutzt, beizubehalten sowie zusätzliche Vorteile, die mit der einfachen Messung der Wirkleistung des Verdichterantriebselektromotors, d.h. mit der einfachen und billigen Gewinnung eines der Eingangsleistung des Verdichters mit Elektromotorantrieb proportionalen Signals verbunden sind, zu erzielen. This technical solution makes it possible to retain all the advantages of the previous solution, which uses a signal proportional to the output power of the compressor as a parameter which characterizes the performance of the compressor, as well as additional advantages which can be obtained by simply measuring the active power of the compressor drive electric motor, i.e. with the simple and inexpensive acquisition of a signal proportional to the input power of the compressor with an electric motor drive.

Es ist erwünscht, als Vergleichselement und Rückstelleinheiten einen Komparator zu benutzen. It is desirable to use a comparator as a comparison element and reset units.

Die Benutzung eines Komparators als Vergleichselement und Rückstelleinheiten auf der Grundlage eines Operationsverstärkers gestattet es, die Schnelligkeit und Genauigkeit des Vergleichens zu erhöhen. The use of a comparator as a comparison element and reset units based on an operational amplifier makes it possible to increase the speed and accuracy of the comparison.

Nachstehend soll die Erfindung durch die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen: The invention is to be explained below by the description of a specific exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 das Blockschema einer Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern; 1 shows the block diagram of a device for preventing the pumping of turbocompressors;

Fig. 2 das Blockschema einer Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern mit Elementen, die das dritte Signal erzeugen; 2 shows the block diagram of a device for preventing the pumping of turbocompressors with elements which generate the third signal;

Fig. 3 das Blockschema eines ersten Wandlers; 3 shows the block diagram of a first converter;

Fig. 4 das Blockschema eines zweiten Wandlers; 4 shows the block diagram of a second converter;

Fig. 5 das Blockschema eines Mittels zur Gewinnung des ersten Signals. Fig. 5 shows the block diagram of a means for obtaining the first signal.

Das Verfahren zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern umfasst die Gewinnung eines z.B. der Verdichterausgangsleistung proportionalen Signals, dann die Aussonderung der Wechselkomponente aus dem gewonnenen ersten Signal, den Vergleich des Amplitudenwertes der Wechsel- The method for preventing the pumping of turbocompressors comprises obtaining e.g. the signal proportional to the compressor output, then the separation of the alternating component from the obtained first signal, the comparison of the amplitude value of the alternating

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

7 7

665 455 665 455

komponente mit dem ersten Amplitudensollwert der Wechselkomponente, die man linear in Abhängigkeit von dem mitt-leeinen Vergleich bei Überschreitung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente erhält man Impulse. Component with the first amplitude setpoint of the alternating component, which is obtained linearly as a function of the average comparison when the first amplitude setpoint of the alternating component is exceeded, pulses are obtained.

Dann zählt man die Impulse aus. Bei einer Impulszahl von gleich drei Impulsen, die einen dem unstabilen Verhalten des Verdichters naheliegenden Betriebszustand bestimmen, formiert man ein zweites Signal, das die Drehzahl der Welle des Verdichterlaufrades im Sinne eines stabilen Betriebszustandes ändert. Wenn keine Drehzahländerung möglich ist, ändert das zweite Signal den Widerstand des pneumatischen Netzes des Verdichters. Dadurch wird der Verdichter in den stabilen Zustand zurückgebracht. Weiter speichert man das zweite Signal ein. Beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe von zwei Impulsfolgeperioden löscht man die ausgezählte Impulszahl und das zweite Signal. Letzteres führt zu einer Einstellung der Änderung des Betriebszustandes des Verdichters. Then you count the impulses. With a pulse number of three pulses that determine an operating state that is close to the unstable behavior of the compressor, a second signal is formed that changes the speed of the shaft of the compressor impeller in the sense of a stable operating state. If it is not possible to change the speed, the second signal changes the resistance of the pneumatic network of the compressor. This brings the compressor back to the stable state. The second signal is also stored. If there is no pulse in the course of two pulse sequence periods, the counted pulse number and the second signal are deleted. The latter leads to an adjustment of the change in the operating state of the compressor.

Im Falle einer schnellen Vergrösserung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters ist zur Verhinderung des Pumpens eine zwangsläufige Verminderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes zum Zeitpunkt erforderlich, wo die Impulszahl den Wert annimmt, der den Übergangswiderstand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt. Die Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt, wählt man gleich zwei. Dann gibt man den zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente ein, den man linear in Abhängigkeit von dem mittleren Wert des Absolutbetrags des ersten Signals ändert. Weiterhin vergleicht man den Wert der Amplitude der Wechselkomponente mit dem zweiten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente. Überschreitet die Amplitude der Wechselkomponente den zweiten Amplitudensollwert, so erhält man zumindest einen Impuls, der das dritte Signal formiert, das die Verdichterbelastung im Sinne einer Zunahme des Förderstromes ändert. Die Löschung des dritten Signals erfolgt beim Ausbleiben des Impulses im Laufe einer Impulsfolgeperiode. In the case of a rapid increase in the resistance of the pneumatic network of the compressor, in order to prevent pumping, an inevitable reduction in the resistance of the pneumatic network is necessary at the time when the number of pulses takes on the value which determines the contact resistance of the compressor in the stable zone. The number of pulses that determines the transition state of the compressor in the stable zone is selected as two. Then the second amplitude setpoint of the alternating component is entered, which is changed linearly as a function of the mean value of the absolute value of the first signal. Furthermore, the value of the amplitude of the alternating component is compared with the second setpoint of the amplitude of the alternating component. If the amplitude of the alternating component exceeds the second amplitude setpoint, then at least one pulse is obtained which forms the third signal which changes the compressor load in the sense of an increase in the flow rate. If the pulse is absent, the third signal is deleted in the course of a pulse train period.

Dies führt zum Aufhören der Zwangsänderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters. This leads to the cessation of the change in the resistance of the pneumatic network of the compressor.

Die Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Turboverdichtern weist ein Mittel 1 (Fig. 1) zur Gewinnung des ersten Signals auf, dessen Ausgang, der zum Beispiel der Ausgangsleistung des Verdichters proportional ist, mit einem ersten Filter 2 zum Aussondern der Wechselkomponente aus dem erhaltenen ersten Signal in Verbindung steht, welches mit einem ersten Eingang eines ersten Vergleichselementes 3 verbunden ist, das durch einen an und für sich bekannten Komparator gebildet ist (s. U. Titze, K. Schenk. Halbleiterschaltungstechnik. M, Verlag «Mir», 1982, S. 287, Bild 17-23). Der Ausgang des Mittels 1 zur Gewinnung des ersten Signals ist auch mit dem Eingang eines zweiten Filters 4 zur Gewinnung des Mittelwertes des Absolutbetrags des ersten Signals verbunden. Der Ausgang des Filters 4 ist mit dem Eingang eines ersten Wandlers 5 zur linearen Änderung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals verbunden. Der erste Ausgang des Wandlers 5 ist mit dem zweiten Eingang des Vergleichselementes 3 und der zweite Ausgang mit dem zweiten Eingang eines zweiten als Komparator ausgeführten Vergleichselementes 6 verbunden. Der erste Eingang des Vergleichselementes 6 ist mit dem Ausgang des Filters 2 und der Äusgang mit einem der zwei Eingänge eines Addierers 7 zum Addieren der Impulse des ersten Vergleichselementes 3 und des zweiten Vergleichselementes 6 verbunden. Der andere Eingang des Addierers 7 ist mit dem Ausgang des Vergleichselementes 3 und der Ausgang mit dem Zähleingang des Impulszählers 8, der mit einem Dekodierer 9 in Verbindung steht, verbunden, wobei der Ausgang des Dekodierers 9, welcher die Impulszahl, zum Beispiel drei bestimmt, mit dem Zähleingang S des ersten Flipflops 10 zur Speicherung des Signals, das drei Impulsen entspricht, verbunden ist. Der Ausgang des Flipflops 10 ist mit einer ersten Vorrichtung 11 zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters, zum Beispiel zur Regelung der Drehzahl des Verdichters, und mit einem der zwei Eingänge eines logischen UND-Gliedes 12 verbunden. Der zweite Eingang des UND-Gliedes 12 ist mit der ersten Vorrichtung 11 und der Ausgang mit einer zweiten Vorrichtung 13 zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters, zum Beispiel zur Änderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters, verbunden. Der Ausgang des Addierers 7 ist ausserdem mit einem ersten Verzögerungsglied 14 zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe von zwei Impulsfolgeperioden, das mit einer ersten, als Komparator ausgebildeten Rückstelleinheit 15 zur Löschung der ausgezählten Impulse und des zweiten Signals in Verbindung steht, verbunden. Der Ausgang der Rückstelleinheit 15 ist mit dem Rückstelleingang R des Zählers 8 und mit dem Rückstelleingang R des ersten Flipflops 10 verbunden. The device for preventing the pumping of turbo compressors has a means 1 (FIG. 1) for obtaining the first signal, the output of which is proportional to the output power of the compressor, for example, with a first filter 2 for separating the alternating component from the first obtained Signal is connected, which is connected to a first input of a first comparison element 3, which is formed by a comparator known per se (see U. Titze, K. Schenk. Semiconductor circuit technology. M, publisher "Mir", 1982, P. 287, fig. 17-23). The output of the means 1 for obtaining the first signal is also connected to the input of a second filter 4 for obtaining the average of the absolute value of the first signal. The output of the filter 4 is connected to the input of a first converter 5 for linearly changing the first amplitude setpoint of the alternating component as a function of the mean of the absolute value of the first signal. The first output of the converter 5 is connected to the second input of the comparison element 3 and the second output to the second input of a second comparison element 6 designed as a comparator. The first input of the comparison element 6 is connected to the output of the filter 2 and the output to one of the two inputs of an adder 7 for adding the pulses of the first comparison element 3 and the second comparison element 6. The other input of the adder 7 is connected to the output of the comparison element 3 and the output to the counting input of the pulse counter 8, which is connected to a decoder 9, the output of the decoder 9, which determines the number of pulses, for example three, is connected to the counting input S of the first flip-flop 10 for storing the signal which corresponds to three pulses. The output of the flip-flop 10 is connected to a first device 11 for changing the operating behavior of the compressor, for example for regulating the speed of the compressor, and to one of the two inputs of a logic AND element 12. The second input of the AND gate 12 is connected to the first device 11 and the output to a second device 13 for changing the operating behavior of the compressor, for example for changing the resistance of the pneumatic network of the compressor. The output of the adder 7 is also connected to a first delay element 14 for generating a reset signal in the absence of a pulse in the course of two pulse train periods, which is connected to a first reset unit 15 designed as a comparator for deleting the counted pulses and the second signal . The output of the reset unit 15 is connected to the reset input R of the counter 8 and to the reset input R of the first flip-flop 10.

Zur Erhöhung der Wirkungsgeschwindigkeit der Einrichtung ist der Ausgang des zweiten Filters 4 ausserdem mit einem zweiten Wandler 16 (Fig. 2) zur linearen Änderung des zweiten Amplitudensollwerts der Wechselkomponente in Abhängigkeit vom Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang eines dritten als Komparator ausgeführten Vergleichselementes 17 in Verbindung steht, verbunden. Der erste Eingang des Vergleichselementes 17 ist mit dem ersten Filter 2 und der Ausgang 4 mit dem Zähleingang S eines zweiten Flipflops 18 zur Speicherung des Signals verbunden, das dem Impuls entspricht, der entsteht, wenn der zweite Amplitudensollwert der Wechselkomponente durch deren Amplitudenwert überschritten wird. Der Ausgang des Flipflops 18 liegt an einem der zwei Eingänge eines zweiten logischen UND-Gliedes 19. Der andere Eingang des UND-Gliedes 19 ist über ein drittes Flipflop 20 zur Speicherung des Signals, das zwei Impulsen entspricht, mit dem Ausgang des Dekodierers 9, der zwei Impulsen zugeordnet ist, verbunden. Der Ausgang des zweiten logischen UND-Gliedes 19 ist mit der zweiten Vorrichtung 13 zur Änderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters verbunden. To increase the speed of action of the device, the output of the second filter 4 is also provided with a second converter 16 (FIG. 2) for linearly changing the second amplitude setpoint of the alternating component as a function of the mean of the absolute value of the first signal, the output of which is connected to the second input of a third connected as a comparator 17 is connected. The first input of the comparison element 17 is connected to the first filter 2 and the output 4 to the counting input S of a second flip-flop 18 for storing the signal which corresponds to the pulse which arises when the second amplitude setpoint of the alternating component is exceeded by its amplitude value. The output of the flip-flop 18 is connected to one of the two inputs of a second logic AND gate 19. The other input of the AND gate 19 is connected to the output of the decoder 9 via a third flip-flop 20 for storing the signal which corresponds to two pulses. which is assigned to two pulses. The output of the second logic AND gate 19 is connected to the second device 13 for changing the resistance of the pneumatic network of the compressor.

Der Ausgang des Addierers 7 ist ausserdem mit einem zweiten Verzögerungsglied 21 zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer Impulsfolgeperiode, das mit einer zweiten, als Komparator ausgebildeten Rückstelleinheit 22 zur Löschung des dritten Signals in Verbindung steht, verbunden. Der Ausgang der Rückstelleinheit 22 ist mit dem Rückstelleingang R des zweiten Flipflops 18 verbunden, während der Ausgang der Rückstelleinheit 15 ausserdem mit dem Rückstelleingang des dritten Flipflops 20 in Verbindung steht. The output of the adder 7 is also connected to a second delay element 21 for generating a reset signal in the absence of a pulse in the course of a pulse train period, which is connected to a second reset unit 22 designed as a comparator for deleting the third signal. The output of the reset unit 22 is connected to the reset input R of the second flip-flop 18, while the output of the reset unit 15 is also connected to the reset input of the third flip-flop 20.

Der erste Wandler 5 ist in Form von zwei in Reihe geschalteten Operationsverstärkern 23 und 24 (Fig. 3) ausgeführt. Der erste Operationsverstärker 23 dient zum Arbeiten im Verstärkerbetrieb, was durch die entsprechende Wahl der Widerstände 25,26 und 27 gewährleistet wird. Der zweite Operationsverstärker 24 dient zum Arbeiten im Invertierungsbetrieb, da der Ausgang des Operationsverstärkers 23 über einen Widerstand 28 mit dem Invertiereingang des Verstärkers 24 verbunden ist. Die Widerstände 28,29 und 30 sind gleich gross gewählt. Der Ausgang 31 des Verstärkers 23 dient als erster Ausgang des Wandlers 5, während der Ausgang 32 des Verstärkers 24 der zweite Ausgang des Wandlers 5 ist. Der Eingang 33, der über den Widerstand 25 mit dem Eingang des Verstärkers 23 verbunden ist, dient als Eingang des Wandlers 5. The first converter 5 is designed in the form of two operational amplifiers 23 and 24 (FIG. 3) connected in series. The first operational amplifier 23 is used to work in amplifier operation, which is ensured by the appropriate choice of the resistors 25, 26 and 27. The second operational amplifier 24 is used for working in inverting operation, since the output of the operational amplifier 23 is connected to the inverting input of the amplifier 24 via a resistor 28. The resistors 28, 29 and 30 are chosen to be the same size. The output 31 of the amplifier 23 serves as the first output of the converter 5, while the output 32 of the amplifier 24 is the second output of the converter 5. The input 33, which is connected to the input of the amplifier 23 via the resistor 25, serves as the input of the converter 5.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

665 455 665 455

Der zweite Wandler 16 ist als Operationsverstärker 34 (Fig. 4) zum Arbeiten im Verstärkerbetrieb ausgeführt, was durch die entsprechende Wahl der Widerstände 35,36 und 37 gewährleistet wird. Der Ausgang 38 des Verstärkers 34 gilt als Ausgang des Wandlers 16 und der Eingang 39, der über den Widerstand 35 mit dem Eingang des Verstärkers 34 in Verbindung steht, als Eingang des Wandlers 16. The second converter 16 is designed as an operational amplifier 34 (FIG. 4) for working in amplifier operation, which is ensured by the appropriate choice of the resistors 35, 36 and 37. The output 38 of the amplifier 34 is the output of the converter 16 and the input 39, which is connected to the input of the amplifier 34 via the resistor 35, is the input of the converter 16.

Das Mittel 1 zur Gewinnung des ersten Signals weist einen Förderdruckgeber 40 (Fig. 5) und einen Durchflussgeber 41, deren Ausgänge mit den entsprechenden Eingängen eines Multiplizierers 42 verbunden sind, auf. Der Ausgang 43 des Multiplizierers 42 gilt als Ausgang des Mittels 1 zur Gewinnung des ersten Signals. The means 1 for obtaining the first signal has a delivery pressure transmitter 40 (FIG. 5) and a flow transmitter 41, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of a multiplier 42. The output 43 of the multiplier 42 is the output of the means 1 for obtaining the first signal.

Das Mittel 1 zur Gewinnung des ersten Signals stellt bei Benutzung eines Elektromotors als Verdichterantriebsmotor einen an und für sich bekannten Wirkleistungsgeber dar (s. A.Ja. Besikowitsch, E.S. Schapiro. Messung der elektrischen Leistung im Schallfrequenzbereich. L. Energija, 1980, S. 92, Bild 3-14). When an electric motor is used as a compressor drive motor, the means 1 for obtaining the first signal represents an active power generator which is known per se (see A.Y. Besikowitsch, ES Schapiro. Measurement of the electrical power in the sound frequency range. L. Energija, 1980, p. 92, Fig. 3-14).

Die Einrichtung (Fig. 1) funktioniert wie folgt. The device (Fig. 1) works as follows.

Bei Zunahme beispielsweise des Widerstandes im pneumatischen Netz des Verdichters nähert sich der Arbeitspunkt der Pumpgrenze. Hierbei entstehen Schwankungen der Parameter (Förderdruck, Durchfluss, Ausgangsleistung), die einen Betriebszustand kennzeichnen, der nahe bei dem unstabilen Betriebsverhalten des Verdichters liegt. Am Ausgang des Förderdruckgebers 40 und des Durchflussgebers 41 treten auch Signalschwankungen auf, die jeweils dem Förderdruck und dem Durchfluss des Verdichters proportinai sind. Diese Signale gelangen an die Eingänge des Multiplizierers 42, an dessen Ausgang 43 man das erste Signal, das der Ausgangsleistung des Verdichters proportional ist und eine grössere Amplitude als das dem Förderdruck und das dem Durchfluss proportionale Signal im einzelnen hat. Das am Ausgang 43 des Multiplizierers 42 anstehende erste Signal gelangt zum ersten Filter 2, das aus dem erhaltenen, der Ausgangsleistung des Verdichters proportionalen Signal die Wechselkomponente aussondert. Am ersten Vergleichselement 3 findet ein Vergleich der Amplitude der positiven Wellenhälfte der Wechselkomponente der ersten Signale mit dem ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente, die von dem ersten Wandler 5 in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals vorgegeben wird, statt. Das dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals proportionale Signal erhält man am Ausgang des zweiten Filters 4, das sämtliche Pulsationen des ersten Signals glättet. Der erste Wandler 5 ändert mit konstanter Verstärkung des ersten Operationsverstärkers 23 das dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals proportionale Signal. Am Ausgang 31 des Verstärkers 23 erhält man ein Signal, das dem ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente proportional ist. Sobald die Amplitude der positiven Wellenhälfte der Wechselkomponente des ersten Signals den ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente überschreitet, entsteht am Ausgang des ersten Vergleichselementes 3 ein Impuls, dessen Dauer durch die Dauer der Überschreitung des ersten Amplitudensollwertes der Wechselkomponente bestimmt wird. Ähnliche Impulse entstehen auch am Ausgang des zweiten Vergleichselementes 6, das die Amplitude der negativen Wellenhälfte der Wechselkomponente des ersten Signals mit dem ersten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente, der ebenfalls von dem ersten Wandler 5, genauer gesagt von dem zweiten Operationsverstärker 24, der im Invertierungsbetrieb arbeitet, vorgegeben wird, vergleicht. Somit weisen die Signale an den Ausgängen 31 und 32 gleiche Werte, aber entgegengesetzte Vorzeichen auf. Die Impulse der Vergleichselemente 3 und 6 werden durch den Addierer 7 addiert und gelangen an den Zähleingang des Zählers 8, der diese auszählt. Beim Vorliegen von zwei Impulsen, die einen Betriebszustand kennzeichnen, der nahe bei dem unstabilen Betriebsverhalten des Verdichters liegt, erscheint am Ausgang des Dekodierers 9, der mit dem Zähleingang 5 des ersten Flipflops 10 in Verbindung steht, das zweite Signal, das von dem ersten Flipflop 10 gespeichert wird. Vom Ausang des ersten Flipflops 10 gelangt das zweite Signal an die erste Vorrichtung 11 zur Regelung der Verdichterdrehzahl. Hierbei ändert der Verdichter seine Drehzahl im Sinne des stabilen Verhaltens. So nimmt z.B. bei Einzelbetrieb des Verdichters die Drehzahl ab, was die stabile Zone vergrössert, während beim Parallelbetrieb, wo der Förderdruck nicht schnell geändert werden kann, die Drehzahl zunimmt, was auch den Verdichter in den stabilen Betriebszustand zurückbringt. Wenn die Drehzahländerung nicht mehr möglich ist, erscheint am Ausgang der ersten Vorrichtung 11 ein entsprechendes Signal, das auf den Eingang des logischen UND-Gliedes 12 einwirkt. Beim Anliegen des zweiten Signals am Ausgang des mit dem UND-Glied 12 verbundenen Flipflops 10 erscheint am Ausgang des ersten logischen UND-Gliedes 12 ein Signal, das auf die zweite Vorrichtung 13 zur Änderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters einwirkt. Hierbei wird der Widerstand des Netzes zum Beispiel durch Umleiten des Gases aus der Druckzone in die Saugzone des Verdichters kleiner, was zu einer Vergrösserung des Förderstromes führt und den Verdichter in den stabilen Zustand bringt. Die Schwankungen der Parameter des Verdichters verschwinden. Entsprechend verschwinden auch die Impulse am Ausgang des Addierers 7. Nach Ablauf der ersten Sollzeit des Impulsausbleibens, die zwei Impulsfolgeperioden beträgt und die dem Einstellwert des Verzögerungsgliedes 14 entspricht, erscheint am Ausgang des ersten Verzögerungsgliedes 14 ein Signal, das auf die erste Rückstelleinheit 15, die die Rückstellung des Zählers 8 und des Flipflops 10 bewirkt, einwirkt. Hierbei werden die ausgezählten Impulse und das zweite Signal gelöscht, was zum Aufhören der Änderung der Verdichterdrehzahl und der Verminderung des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters führt. As the resistance in the pneumatic network of the compressor increases, for example, the operating point approaches the surge limit. This creates fluctuations in the parameters (delivery pressure, flow, output power), which characterize an operating state that is close to the unstable operating behavior of the compressor. At the output of the delivery pressure transmitter 40 and the flow transmitter 41, signal fluctuations also occur, each of which is proportional to the delivery pressure and the flow of the compressor. These signals reach the inputs of the multiplier 42, at the output 43 of which the first signal, which is proportional to the output power of the compressor and has a greater amplitude than the signal proportional to the delivery pressure and the flow rate, is in detail. The first signal present at the output 43 of the multiplier 42 reaches the first filter 2, which separates the alternating component from the signal obtained, which is proportional to the output power of the compressor. A comparison of the amplitude of the positive wave half of the alternating component of the first signals with the first target value of the amplitude of the alternating component, which is specified by the first converter 5 as a function of the mean value of the absolute value of the first signal, takes place on the first comparison element 3. The signal proportional to the mean value of the absolute value of the first signal is obtained at the output of the second filter 4, which smoothes all pulsations of the first signal. With constant gain of the first operational amplifier 23, the first converter 5 changes the signal which is proportional to the mean value of the absolute value of the first signal. At the output 31 of the amplifier 23, a signal is obtained which is proportional to the first setpoint of the amplitude of the alternating component. As soon as the amplitude of the positive half of the wave of the alternating component of the first signal exceeds the first setpoint of the amplitude of the alternating component, a pulse arises at the output of the first comparison element 3, the duration of which is determined by the duration of the exceeding of the first amplitude setpoint of the alternating component. Similar pulses also arise at the output of the second comparison element 6, which determines the amplitude of the negative half of the wave of the alternating component of the first signal with the first setpoint of the amplitude of the alternating component, which is also from the first converter 5, more precisely from the second operational amplifier 24, which is in inverting operation works, is given, compares. The signals at the outputs 31 and 32 thus have the same values, but opposite signs. The pulses of the comparison elements 3 and 6 are added by the adder 7 and reach the counter input of the counter 8, which counts them. When two pulses are present, which indicate an operating state that is close to the unstable operating behavior of the compressor, the second signal appears at the output of the decoder 9, which is connected to the counting input 5 of the first flip-flop 10, from the first flip-flop 10 is saved. From the output of the first flip-flop 10, the second signal reaches the first device 11 for regulating the compressor speed. Here, the compressor changes its speed in the sense of stable behavior. For example, when the compressor is operating individually, the speed decreases, which increases the stable zone, while in parallel operation, where the delivery pressure cannot be changed quickly, the speed increases, which also brings the compressor back into the stable operating state. If the speed change is no longer possible, a corresponding signal appears at the output of the first device 11, which acts on the input of the logic AND element 12. When the second signal is present at the output of the flip-flop 10 connected to the AND gate 12, a signal appears at the output of the first logic AND gate 12, which acts on the second device 13 for changing the resistance of the pneumatic network of the compressor. The resistance of the network is reduced, for example, by diverting the gas from the pressure zone into the suction zone of the compressor, which leads to an increase in the flow rate and brings the compressor into a stable state. The fluctuations in the parameters of the compressor disappear. The pulses at the output of the adder 7 also correspondingly disappear. After the end of the first target time for the absence of pulses, which is two pulse train periods and which corresponds to the setting value of the delay element 14, a signal appears at the output of the first delay element 14, which signals the first reset unit 15 causes the reset of the counter 8 and the flip-flop 10, acts. Here, the counted pulses and the second signal are deleted, which leads to the cessation of the change in the compressor speed and the reduction in the resistance of the pneumatic network of the compressor.

Bei einer starken Zunahme des Widerstandes des pneumatischen Netzes des Verdichters findet ein schneller Übergang des Verdichters in den unstabilen Zustand statt, der von einem schnellen Anstieg der Amplitude der Wechselkomponente des ersten Signals begleitet wird. In diesem Falle spricht bei einem Amplitudenwert der Wechselkomponente, der den zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente, der von dem zweiten Wandler 16 (Fig. 2) vorgegeben wird, übersteigt, das dritte Vergleichselement 17 an, an dessen Ausgang man ein drittes Signal erhält. Der zweite Wandler 16 ändert mit der konstanten Verstärkung des Operationsverstärkers 23 das dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals proportionale Signal. Am Ausgang 38 des Verstärkers 34 erhält man ein Signal, das dem zweiten Sollwert der Amplitude der Wechselkomponente proportional ist. Das am Ausgang des dritten Vergleichselementes 17 erhaltene dritte Signal gelangt an den Zähleingang S des zweiten Flipflops 18, welches das dritte Signal speichert. Vom Ausgang des zweiten Flipflops 18 gelangt das dritte Signal an einen der beiden Eingänge des zweiten logischen UND-Gliedes 19, an dessen Aus--gang beim Anliegen eines Signals vom dritten Flipflop 20 ein Signal erscheint, das auf die zweite Vorrichtung 13 einwirkt, was den Widerstand des Verdichternetzes vermindert und zur Vergrösserung des Förderstromes und zur Rückkehr des Verdichters in den stabilen Zustand führt. With a strong increase in the resistance of the pneumatic network of the compressor, there is a rapid transition of the compressor to the unstable state, which is accompanied by a rapid increase in the amplitude of the alternating component of the first signal. In this case, if the amplitude value of the alternating component exceeds the second desired amplitude value of the alternating component, which is specified by the second converter 16 (FIG. 2), the third comparison element 17 responds, at the output of which a third signal is obtained. With the constant amplification of the operational amplifier 23, the second converter 16 changes the signal proportional to the mean value of the absolute value of the first signal. At the output 38 of the amplifier 34, a signal is obtained which is proportional to the second setpoint of the amplitude of the alternating component. The third signal obtained at the output of the third comparison element 17 reaches the counting input S of the second flip-flop 18, which stores the third signal. From the output of the second flip-flop 18, the third signal reaches one of the two inputs of the second logic AND gate 19, at the output of which, when a signal from the third flip-flop 20 is present, a signal appears which acts on the second device 13, which reduces the resistance of the compressor network and leads to an increase in the flow rate and the return of the compressor to the stable state.

Am Ausgang des dritten Flipflops 20 erscheint das Signal gleichzeitig mit dem Erscheinen des zweiten Impulses, der die Beendigung des Übergangszustandes des Verdichters in der stabilen Zone kennzeichnet, da der Zähleingang S des dritten Flipflops 20 mit dem Ausgang des Dekodierers 9, der zwei At the output of the third flip-flop 20, the signal appears simultaneously with the appearance of the second pulse, which marks the end of the transition state of the compressor in the stable zone, since the counter input S of the third flip-flop 20 with the output of the decoder 9, the two

8 8th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

9 9

665 455 665 455

Impulsen entspricht und den Ubergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone kennzeichnet, verbunden ist. Corresponds to pulses and identifies the transition state of the compressor in the stable zone.

Bei Rückkehr des Verdichters in den stabilen Betriebszustand verschwinden die Schwankungen der Parameter, was dazu führt, dass am Ausgang des Addierers 7 keine Impulse mehr erscheinen. Hierbei bleibt der nächstfolgende Impuls im Laufe der zweiten vorgegebenen Zeit, die beispielsweise gleich einer Impulsfolgeperiode gewählt wird und die als Verzögerungszeit des zweiten Verzögerungsgliedes 21 gilt, aus. Am Ausgang des Verzögerungsgliedes 21 erscheint beim Ausbleiben des Impulses im Laufe einer Impulsfolgeperiode ein When the compressor returns to the stable operating state, the fluctuations in the parameters disappear, which means that no more pulses appear at the output of the adder 7. In this case, the next following pulse does not occur in the course of the second predetermined time, which is chosen, for example, to be equal to a pulse sequence period and which is the delay time of the second delay element 21. If the pulse is absent in the course of a pulse train period, an appears at the output of the delay element 21

Signal, das auf die zweite Rückstelleinheit 22 einwirkt, die das zweite Flipflop 18 rückstellt. Hierbei findet eine Löschung des dritten Signals statt, was zum Aufhören der weiteren Verminderung des Widerstandes des pneumatischen 5 Netzes des Verdichters führt. Die Rückstellung des dritten Flipflops 20 erfolgt gleichzeitig mit der Rückstellung des ersten Flipflops 10. Signal that acts on the second reset unit 22, which resets the second flip-flop 18. Here the third signal is canceled, which leads to the cessation of the further reduction in the resistance of the pneumatic network of the compressor. The third flip-flop 20 is reset simultaneously with the reset of the first flip-flop 10.

Die Funktion der Einrichtung zum Verhindern des Pumpens von Verdichtern bei Benutzung eines Wirkleistungsge-io bers als Mittel 1 zur Gewinnung des ersten Signals ist der vorstehend beschriebenen analog. The function of the device for preventing the pumping of compressors when using an active power sensor as a means 1 for obtaining the first signal is analogous to that described above.

a a

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims (13)

665 455 665 455 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 1. Verfahren zum Verhindern des Pumpens von Turbover-dichtern, bei dem aus einem ersten, einem Parameter des Verdichters, der einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters anzeigt, proportionalen Signal die Wechselkomponente ausgefiltert wird, der Amplitudenwert der Wechselkomponente mit einem ersten Amplitudensollwert der Wechselkomponente verglichen und bei Überschreitung des ersten Amplitudensollwertes zumindest ein Impuls abgegeben wird, der ein zweites Sinai zur Änderung des Verdichterbetriebes erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Amplitudensollwert in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals verändert wird, die Impulse gezählt werden, wobei das zweite Signal, das den Verdichter in den stabilen Betriebszustand zurückbringt, bei einer Impulsanzahl, die einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters entspricht, erzeugt wird, dann das zweite Signal gespeichert und beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer ersten vorgegebenen Zeit des Impulsausbleibens zusammen mit der Anzahl gezählter Impulse gelöscht wird. 1. A method for preventing the pumping of turbo-compressors, in which the alternating component is filtered out of a first signal proportional to a parameter of the compressor, which indicates an operating state close to the unstable behavior of the compressor, the amplitude value of the alternating component having a first amplitude setpoint the alternating component is compared and if the first amplitude setpoint is exceeded, at least one pulse is emitted which generates a second Sinai for changing the compressor operation, characterized in that the first amplitude setpoint is changed as a function of the mean value of the absolute value of the first signal, the pulses are counted, wherein the second signal which returns the compressor to the stable operating state is generated at a number of pulses which corresponds to an operating state close to the unstable behavior of the compressor, then the second signal is stored and when there is no pulse is deleted together with the number of counted pulses in the course of a first predetermined time of the absence of pulses. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsanzahl grösser als die Impulszahl, die den Übergangszustand des Verdichters im stabilen Bereich bestimmt, gewählt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the number of pulses greater than the number of pulses that determines the transition state of the compressor in the stable range is selected. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anzahl Impulse, die der Impulszahl entspricht, die den Übergangszustand des Verdichters in dem stabilen Bereich bestimmt, ein zweiter Amplitudensollwert der Wechselkomponente erzeugt wird, welcher in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrags des ersten Signals verändert wird, der Amplitudenwert der Wechselkomponente mit dem zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente verglichen und, wenn der zweite Amplitudensollwert der Wechselkomponente durch deren Amplitudenwert überschritten wird, zumindest ein Impuls zur Erzeugung eines dritten Signals abgegeben wird, das die Belastung des Verdichters im Sinne einer Vergrösserung seines Förderstromes ändert, das dritte Signal speichert und dieses beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer zweiten vorgegebenen Zeit des Impulsausbleibens gelöscht wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that with a number of pulses that corresponds to the number of pulses that determines the transition state of the compressor in the stable region, a second amplitude setpoint of the alternating component is generated, which is dependent on the average of the absolute value of the first Signal is changed, the amplitude value of the alternating component is compared with the second amplitude setpoint of the alternating component and, if the second amplitude setpoint of the alternating component is exceeded by its amplitude value, at least one pulse is generated to generate a third signal which increases the load on the compressor in the sense of increasing it Flow changes, stores the third signal and this is deleted if there is no pulse in the course of a second predetermined time of the absence of a pulse. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Amplitudensollwert und der zweite Amplitudensollwert der Wechselkomponente in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Absolutbetrages des ersten Signals linear verändert werden. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the first amplitude setpoint and the second amplitude setpoint of the alternating component are changed linearly as a function of the mean of the absolute value of the first signal. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vorgegebene Zeit des Impulsausbleibens und die zweite vorgegebene Zeit des Impulsausbleibens grösser als eine Impulsfolgeperiode gewählt wird. 5. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the first predetermined time of absence of pulses and the second predetermined time of absence of pulses is chosen to be greater than a pulse train period. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter des Verdichters die Ausgangsleistung des Verdichters bestimmt wird. 6. The method according to claim 1, characterized in that the output power of the compressor is determined as the parameter of the compressor. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter des Verdichters die Eingangsleistung bestimmt wird. 7. The method according to claim 1, characterized in that the input power is determined as the parameter of the compressor. 8. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, die ein Mittel zur Erzeugung eines einem Parameter des Verdichters proportionalen ersten Signals aufweist, welches mit einem ersten Filter zur Ausfilterung der Wechselkomponente aus dem erzeugten ersten Signal, das mit einem ersten Eingang eines ersten Vergleichselementes zum Vergleichen des Amplitudenwertes der Wechselkomponente mit einem Amplitudensollwert der Wechselkomponente und zur Erzeugung zumindest eines Impulses verbunden ist, in Verbindung steht und zumindest zwei Vorrichtungen zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters aufweist, 8. Device for performing the method according to claim 1, which has a means for generating a first signal proportional to a parameter of the compressor, which with a first filter for filtering the alternating component from the generated first signal, which with a first input of a first comparison element for Comparing the amplitude value of the alternating component with an amplitude setpoint of the alternating component and for generating at least one pulse, is connected and has at least two devices for changing the operating behavior of the compressor, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Mittels (1) mit dem Eingang eines zweiten Filters (4) zur Erzeugung des Mittelwertes des Absolutbetrags des ersten Signals verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Eingang eines ersten Wandlers (5) zur Änderung des Amplitudensollwertes in Verbindung steht, wobei dessen erster Ausgang mit dem zweiten Eingang des ersten Vergleichselementes (3) und dessen zweiter Ausgang mit dem zweiten Eingang eines zweiten Vergleichselementes characterized in that the output of the means (1) is connected to the input of a second filter (4) for generating the average of the absolute value of the first signal, the output of which is connected to the input of a first converter (5) for changing the amplitude setpoint , wherein its first output with the second input of the first comparison element (3) and its second output with the second input of a second comparison element (6) zur Erzeugung von Impulsen, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des ersten Filters (2) in Verbindung steht, verbunden sind, während der Ausgang des zweiten Vergleichselementes (6) mit einem der zwei Eingänge eines Addierers (6) for generating pulses, the first input of which is connected to the output of the first filter (2), while the output of the second comparison element (6) is connected to one of the two inputs of an adder (7) zum Addieren der Impulse des ersten (3) und des zweiten (6) Vergleichselementes verbunden ist, wobei der andere Eingang des Addierers (7) mit dem Ausgang des ersten Vergleichselementes (3) und der Ausgang des Addierers (7) mit dem Zähleingang (S) eines Impulszählers (8) verbunden sind, der Impulszähler (8) mit einem Dekodierer (9) in Verbindung steht, dessen Ausgang, der der Impulszahl zugeordnet ist, die einen Betriebszustand nahe bei dem unstabilen Verhalten des Verdichters entspricht, mit dem Zähleingang (S) eines ersten Flipflops (10) zum Speichern eines zweiten Signals verbunden ist, wobei der Ausgang der ersten Vorrichtung (11) zur Änderung des Betriebsverhaltens des Verdichters mit einem der zwei Eingänge eines logischen UND-Gliedes (12) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit der ersten Vorrichtung (11) und dessen Ausgang mit der zweiten Vorrichtung (13) zur Änderung der Verdichterbelastung verbunden sind, der Ausgang des Addierers (7) ausserdem mit einem ersten Verzögerungsglied (14) zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer ersten vorgegebenen Zeit des Impulsausbleibens verbunden ist, welches Verzögerungsglied (14) mit einer ersten Rückstelleinheit (15) zur Löschung der Anzahl gezählter Impulse und des zweiten Signals, welches mit dem Rückstelleingang (R) des Zählers (8) und dem Rückstelleingang (R) des ersten Flipflops (10) verbunden ist, in Verbindung steht. (7) for adding the pulses of the first (3) and the second (6) comparison element, the other input of the adder (7) being connected to the output of the first comparison element (3) and the output of the adder (7) being connected to the Counter input (S) of a pulse counter (8) are connected, the pulse counter (8) is connected to a decoder (9), the output of which is assigned to the number of pulses, which corresponds to an operating state close to the unstable behavior of the compressor, with which Counting input (S) of a first flip-flop (10) is connected for storing a second signal, the output of the first device (11) for changing the operating behavior of the compressor being connected to one of the two inputs of a logic AND gate (12), the second input to the first device (11) and its output to the second device (13) for changing the compressor load, the output of the adder (7) also with a first delay ngsglied (14) for generating a reset signal in the absence of a pulse in the course of a first predetermined time of the absence of a pulse, which delay element (14) with a first reset unit (15) for deleting the number of counted pulses and the second signal, which is connected to the reset input (R) of the counter (8) and the reset input (R) of the first flip-flop (10) is connected. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des zweiten Filters (4) mit einem zweiten Wandler (16) zur Änderung des zweiten Amplitudensollwerts in Verbindung steht, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang eines dritten Vergleichselementes (17) zum Vergleich des Amplitudenwertes der Wechselkomponente mit dem zweiten Amplitudensollwert der Wechselkomponente und zur Gewinnung zumindest eines Impulses verbunden ist, der erste Eingang des dritten Vergleichselementes (17) mit dem Ausgang des ersten Filters (2) und dessen Ausgang mit dem Zähleingang (S) eines zweiten Flipflops (18) zur Speicherung eines dritten Signals in Verbindung stehen, wobei der Ausgang des zweiten Flipflops (18) mit einem der beiden Eingänge eines zweiten logischen UND-Gliedes (19), dessen anderer Eingang über einen dritten Flipflop (20) zur Speicherung des Signals, das der Impulszahl entspricht, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt, mit dem Dekodiererausgang, der der Impulszahl zugeordnet ist, die den Übergangszustand des Verdichters in der stabilen Zone bestimmt, verbunden ist, während der Ausgang des zweiten logischen UND-Gliedes (19) mit der zweiten Vorrichtung (13) verbunden ist, und ausserdem der Ausgang des Addierers (7) mit einem zweiten Verzögerungsglied (21) zur Erzeugung eines Rückstellsignals beim Ausbleiben eines Impulses im Laufe einer zweiten vorgegebenen Zeit verbunden ist, welches mit einer zweiten Rückstelleinheit (22) zur Löschung des dritten Signals, die mit dem Rückstelleingang (R) des zweiten Flipflops (18) in Verbindung steht, verbunden ist, während der Ausgang der ersten Rückstelleinheit (15) mit dem Rückstelleingang (R) des dritten Flipflops (20) in Verbindung steht. 9. Device according to claim 8, characterized in that the output of the second filter (4) is connected to a second converter (16) for changing the second amplitude setpoint, the output of which is connected to the second input of a third comparison element (17) for comparing the Amplitude value of the alternating component is connected to the second amplitude setpoint of the alternating component and to obtain at least one pulse, the first input of the third comparison element (17) to the output of the first filter (2) and its output to the counting input (S) of a second flip-flop (18 ) for the storage of a third signal, the output of the second flip-flop (18) being connected to one of the two inputs of a second logic AND gate (19), the other input of which is via a third flip-flop (20) for storing the signal, the corresponds to the number of pulses, which determines the transition state of the compressor in the stable zone, with the decoder output associated with the number of pulses determining the transition state of the compressor in the stable zone, while the output of the second logic AND gate (19) is connected to the second device (13), and also the output of the adder ( 7) with a second delay element (21) for generating a reset signal in the absence of a pulse in the course of a second predetermined time, which is connected to a second reset unit (22) for deleting the third signal, which is connected to the reset input (R) of the second flip-flop (18) is connected, is connected, while the output of the first reset unit (15) is connected to the reset input (R) of the third flip-flop (20). 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandler (5) in Form von zwei in Reihe 10. Device according to claim 9, characterized in that the first transducer (5) in the form of two in series 5 5 10 10th 15 15 20 20th 25 25th 30 30th 35 35 40 40 45 45 50 50 55 55 60 60 65 65 3 3rd 665 455 665 455 geschalteten Operationsverstärkern (23,24) ausgeführt ist, wovon der erste gegenüber dem Eingangssignal im Verstärkerbetrieb und der zweite im Invertierungsbetrieb arbeitet, wobei der Eingang (33) des ersten Operationsverstärkers (23) der Eingang des ersten Wandlers (5), der Ausgang (31) des ersten Operationsverstärkers (23) der erste Ausgang des ersten Wandlers (5) und der Ausgang (32) des zweiten Operationsverstärkers (24) der zweite Ausgang des ersten Wandlers (5) ist, während der zweite Wandler (16) einen Operationsverstärker (34) zum Arbeiten im Verstärkerbetrieb aufweist, dessen Eingang (39) der Eingang des zweiten Wandlers (16) und dessen Ausgang (38) der Ausgang des zweiten Wandlers (16) ist. switched operational amplifiers (23, 24), the first of which operates in the amplifier mode and the second in the inverting mode with respect to the input signal, the input (33) of the first operational amplifier (23) being the input of the first converter (5), the output (31 ) of the first operational amplifier (23) is the first output of the first converter (5) and the output (32) of the second operational amplifier (24) is the second output of the first converter (5), while the second converter (16) is an operational amplifier (34 ) for working in amplifier mode, the input (39) of which is the input of the second converter (16) and the output (38) of which is the output of the second converter (16). 11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (1) zur Erzeugung des ersten Signals einen Förderdruckgeber (40) und einen Durchflussgeber aufweist, deren Ausgänge mit den entsprechenden zwei Eingängen eines Multiplizierers (42), dessen Ausgang (43) der Ausgang des Mittels (1) zur Gewinnung des ersten Signals ist, verbunden sind. 11. The device according to claim 8, characterized in that the means (1) for generating the first signal comprises a delivery pressure transmitter (40) and a flow transmitter, the outputs of which correspond to the corresponding two inputs of a multiplier (42), the output (43) of which Output of the means (1) for obtaining the first signal is connected. 12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (1) zur Gewinnung des ersten Signals einen Wirkleistungsgeber aufweist. 12. The device according to claim 8, characterized in that the means (1) for obtaining the first signal has an active power generator. 13. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der drei Vergleichselemente (3, 6, 17) und jede der zwei Rückstelleinheiten (15,22) einen Kom-parator aufweisen. 13. Device according to claims 8 and 9, characterized in that each of the three comparison elements (3, 6, 17) and each of the two reset units (15, 22) have a comparator.