DE2545354A1

DE2545354A1 - Vorrichtung zum nachweis von fluessigen bestandteilen in gasen

Info

Publication number: DE2545354A1
Application number: DE19752545354
Authority: DE
Inventors: Helmut Gernandt; Heinz Heeg
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1975-10-09
Filing date: 1975-10-09
Publication date: 1977-04-21
Also published as: FR2327536A1; US4080593A; FR2327536B1; GB1528263A; CH609153A5

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(S 383) S 75/72

ν·ι De/fl/bd

^J' 7.IO.I975

Vorrichtung zum Nachweis von flüssigen Bestandteilen in Gasen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachweis von flüssigen Bestandteilen in Gasen.

Bei TrockenlaufVerdichtern mit trockenlaufenden und

; ölgeschmierten Maschinenteilen ist es bekannt, um eine ölfreiheit

; des verdichteten Gases gewährleisten zu können, eine sichere Trennung des trockenlaufenden, vom öl benetzten Teil einer Kolbenstange vorzusehen. Die Trennung des trockenlaufenden, vom öl benetztem Teil einer Kolbenstange Übernimmt im allgemeinen eii^ ölabstreifring, der mechanisch den Ölfilm von der Kolbenstange trennt. Eine regelmäßige Überwachung von Gas in Räumen, die von Flüssigkeiten, beispielsweise öl, freigehalten werden müssen, kann nur indirekt über eine Kontrolle der Funktionsfähigkeit

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der Abdichtelemente, beispielsweise des ölabstreifringes, durchgeführt werden. Eine überwachung muß überall dort vorgenommen werden, beispielsweise in Verdichtern für Sauerstoff, wo das Vorhandensein von Flüssigkeiten in einem Gas zu schwerden Schäden führen würde. Die überwachung ist somit nur indirekt über periodisches Beobachten und häufige Wartungsarbeiten möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Nachweis von flüssigen Bestandteilen in Gasen zu schaffen, die automatisch arbeitet und die entfernungsunabhängige Meßdaten liefert.

Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen elektrischen Kondensator mit einem feuchtigkeitsaufnehmenden Dielektrikum.

Der elektrische Kondensator wird in den Raum, der das zu überwachende Gas enthält, eingebracht. Das zu überwachende Gas kann aber auch über den erfindungsgemäßen elektrischen Kondensator geleitet werden. Treffen flüssige Bestandteile, beispielsweise ölspritzer, auf das feuchtigkeitsaufnehmende Dielektrikum, so wird dadurch eine Änderung der Dielektrizitätskonstanten des Dielektrikums verursacht. Aufgrund dieser Änderung tritt eine Kapazitätsänderung am elektrischen Kondensator auf.

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die als Meß- bzw. Regelgröße dient. Damit ist es in überraschend einfacher Weise möglich, automatisch das Vorhandensein von flüssigen Bestandteilen in Gasen nachzuweisen. Als Dielektrikum kann dabei auch Luft oder das zu überwachende Gas dienen. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft in Trockenlauf-Verdichtern für Sauerstoff aus Gründen der Sicherheit und in Trockenlaufverdichtern für Fluide, die einen hohen Reinheitsgrad besitzen müssen, eingesetzt werden. Darüber hinaus ist sie geeignet. Flüssigkeiten, Dämpfe oder öl in Gasen, insbesondere in Luft, an Jeder gewünschten Stelle nachzuweisen.

Ein bevorzugter erflndungsgemäßer elektrischer Kondensator ist dann gegeben, wenn der elektrische Kondensator ein Plattenkondensator ist.

In bestimmten Fällen hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Plattenkondensator ringförmig 1st.

Um die Platten des Kondensators ohne große zusätzliche Abstände voneinander anordnen zu können und um eine besonders handliche und vielseitig einbaubare erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nachweis von flüssigen Bestandteilen in Gasen zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn der Plattenkondensator als Platten eine

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Kupferplatte und ein Kupfergewebe und als Dielektrikum Fließpapier aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Einsatz in TrockenlaufVerdichtern als ölindikatoren, wobei der ölindikator im Bereich einer Trockenlauf-Stopfbuchse und im Bereich eines ölabstreifringes angeordnet ist und jeweils die Kupferplatte der Trockenlauf-Stopfbuchse bzw. dem ölabstreifring gegenüber liegt.

Insbesondere bei Trockenlaufverdichtern für Sauerstoff ist es günstig, wenn der ölindikator mit einer Alarmanlage verbunden ist, wobei bei einer Änderung der Dielektrizitätskonstanten der Alarm ausgelöst wird.

Schwere Schäden an Trockenlaufverdichtern können dann verhindert werden, wenn die Alarmanlage den Trockenlaufverdichter bei einer Änderung der Dielektrizitätskonstanten automatische stillsetzt.

An den in den Zeichnungen schematisch dargestellten AusfUhrungsbeispielen wird im folgenden die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nachweis von flüssigen Bestandteilen in Gasen in perspektivischer Ansicht,

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Figur 2 einen elektrischen Schaltkreis mit einer erfindungs-

gemäßen Vorrichtung,

[ Figur 3 einen weiteren elektrischen Schaltkreis mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Figur 4 ausschnittsweise einen Schnitt durch einen Trockenlaufverdichter mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nachweis von flüssigen Bestandteilen in Gasen. Der als Plattenkondensator ausgebildete elektrische Kondensator weist als Platten eine rechteckige Kupferplatte 1, als Dielektrikum 2 Fließpapier und als weitere Platte ein ebenfalls rechteckiges Kupfergewebe 3 auf. Das Kupfergewebe 3* es kann aus einem Ge· flecht von Kupferdrähten bestehen, ist an der Kupferplatte 1 befestigt. Die Befestigung kann mittels Plastikschrauben erfolgen. Die Platten können aus Irgendeinem elektrisch leitenden Material bestehen. Anstelle eines Gewebes als Platte könnte auch eine gelochte oder geschlitzte Platte verwendet werden. Wenn die Platten einen entsprechend großen Abstand aufweisen, ist es nicht erforderlich, daß wenigstens eine der Platten für die nachzuweisenden flüssigen Bestandteile durchlässig ist. über mit Kabelschuhen 4 versehene Leitungsdrähte 5 sind die Platten 1 und 3 an einen nicht dargestellten Stromkreis angeschlossen.

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Trifft ein flüssiges Bestandteil auf das Dielektrikum, so wird es von diesem aufgenommen, beispielsweise aufgesaugt. Dadurch ändert sich die Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums. Diese Änderung bewirkt, daß sich die Kondensatorkapazität oder bei einem Schwingkreis die Frequenz ändert. Diese Änderung dient dann als Meß- oder Regelgröße.

In den Figuren 2 und 3 sind elektrische Schaltkreise mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In Figur 2 ist eine Brückenschaltung gezeigt, die durch eine Spannungsquelle 6 mit Wechselspannung gespeist wird. Diese Schaltmethode hat den Vorteil, daß mit dem Vergleichskondensator 8 das Brückengleichgewicht zwischen dem erfindungsgemäßen elektrischen Kondensator 7 und Widerstand 9 einerseits, und Kondensator 8 und Widerstand 10 andererseits ausgeglichen werden kann. Als Meßwertaufnehmer 11 eignet sich ein entsprechend empfindliches Spannungsmeßgerät, dessen Ausgangsspannung beispielsweise nach Gleichrichtung ein Relais betätigt»

In Figur ~*> ist ein erfindungsgemäßer elektrischer Kondensator 12 in einem Schwingkreis integriert. Der erfindungsgemäße elektrische Kondensator 12 ist dabei mit einer Spule 1? zu einem Schwingkreis gekoppelt. Als Vergleichsschwingkreis dient ein mit etwsnfdls einer Spule 14 gekoppelter Vergleichskonden-

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!; sator 15. Die Schwingkreise werden mittels Rückkopplung über die

zugehörigen Verstärker 16 in ihren Resonanzfrequenzen erregt. Der Vergleichsschwingkreis wird mittels Kondensator 15 auf Schwebungs-

i null abgestimmt. Bei Änderung der Dielektrizitätskonstanten des I erfindungsgemäßen elektrischen Kondensators 12 entsteht eine J Schwebung, die mittels einer Mischstufe 16 verarbeitet und durch

π ein Meßgerät I7 nachgewiesen werden kann.

j! Figur 4 zeigt ausschnittsweise einen Schnitt durch j einen Trockenlaufverdichter mit einer erfindungsgemäßen Vorrichj tung als ölindikator. In dem Gehäuse 25 des Trockenlaufverdich- N ters ist eine Kolbenstange l8 angeordnet, die hin- und hergehenji de Bewegungen ausführt. Die Kolbenstange l8 ist in ihrem unteren j Bereich Slgeschmiert und läuft in ihrem oberen Bereich trocken.

! Um ein Eindringen von Öl in den Raum 19 zu verhindern, ist ein ji j ölabstreifring 20 vorgesehen. Im trockenlaufenden Abschnitt

ί ist die Kolbenstange l8 in einer Trockenlauf-Stopfbuchse 21 geführt. Die Kolbenstange 18 weist zwischen der Trockenlauf-Stopfbuchse und dem ölabstreifring 20 eine Krlechölsperre 22 auf. Der eingezeichnete Doppelpfeil gibt die Bewegungsrichtungen der Kolbenstange 18 an« Sowohl im Bereich der Trockenlauf-Stopfbuchse 21 als auch im Bereich des ölabstreifringes £Φ ist Jeweils ein erfindungsgemäßer Ölindikator 23 angeordnet, wobei Jeweils die

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Kupferplatte 24, die als Ring mit aufgebogenen Rändern ausgebildet ist, der Trockenlauf-Stopfbuchse 21 bzw. dem ölabstreif-

j ring 20 gegenüber liegt. Die ölindikatoren sind an nicht gezeichnete MeBeinrichtungen angeschlossen.

Wird nun öl aus dem ölbenetzten oder ölgeschmierten Teil des Trockenlaufverdichters herausgerissen oder herausgeschleudert, so trifft dieses einen der ölindikatoren. Das Dielektrikum des ölindikators nimmt das öl auf, wodurch sich seine Dielektrizitätskonstante ändert. Diese Änderung kann registriert und gemessen werden. Mit besonderem Vorteil sind die ölindikatoren mit einer Alarmanlage verbunden, die z.B. akustischen oder visuellen Alarm auslöst. Insbesondere bei Verdichtern für Sauerstoff 1st es gUnstig, wenn die Alarmanlage den Verdichter bei einer Änderung der'Dielektrizitätskonstanten automatisch stillsetzt.

Ein mit einem erfindungsgemäßen ölindikator ausgestatteter Trockenlaufverdichter kann innerhalb von Brandschutzmauern betrieben werden und weitgehend wartungsfrei arbeiten. Eine Überwachung, ob öl in von öl freizuhaltende Räume eingedrungen ist kann damit automatJ>sch und von einer zentralen Kontroll- oder Regelstelle aus vorgenommen werden.

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Claims

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Patentansprüche

1.J Vorrichtung zum Nachweis von flüssigen Bestandteilen in Gasen, gekennzeichnet durch einen elektrischen Kondensator mit einem feuchtigkeitsaufnehmenden Dielektrium.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kondensator ein Plattenkodensator ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenkondensator ringförmig ist.

K. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder ~5> dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenkondensator als Platten eine Kupferplatte (l) und ein* Kupfergewebe (3) und als Dielektrium Fließpapier (2) aufweist.

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5. Trockenlaufverdichter mit einer Vorrichtung nach Anspruch 4 als ölindikator, dadurch gekennzeichnet, daß der ölindikator (23) im Bereich einer Trockenlauf-Stopfbuchse (21) und im Bereich eines ölabstreifringes (20) angeordnet ist, wobei jeweils die Kupferplatte (24) der Trockenlauf-Stopfbuchse (21) bzw. dem ölabstreifring (20) gegenüber liegt.

6. Trockenlaufverdichter nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der ölindikator (23) mit einer Alarmanlage verbunden ist, wobei bei einer Änderung der Dielektrizitätskonstanten der Alarm ausgelöst wird.

7. Trockenlaufverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmanlage den Trockenlaufverdichter bei einer Änderung der Dielektrizitätskonstanten automatisch stillsetzt.

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