Öldruck – Überwachung für Membrankompressoren

1.) Beschreibung

Der Druckarbeitsraum von Membrankompressoren wird stets durch eine Membrane in einen gasseitigen- und in einen ölseitigen Arbeitsraum geteilt. Das Fördervolumen des Kompressors ist bestimmt durch das Kolben-Hubvolumen auf der Ölseite. Die Ölleckage am Kolben wird über die Kompensationspumpe ausgeglichen, die mit jedem Hub des Hauptkolbens synchron eine kleine Menge Öl, welche über der Leckagemenge liegen muß, in den ölseitigen Arbeitsraum fördert. Der notwendige Überschuß wird im vorderen Totpunkt des Kolbens über das Ölüberströmventil abgeleitet. Der Einstelldruck des Ölüberströmventiles wird dabei als Öldruck bezeichnet. Dieser muß stets über dem Gasdruck liegen. Der Ölkreislauf Kompensationspumpe – Ölüberströmventil mit dem Nebenfluß der Ölleckage am Hauptkolben bilden ein sehr sensibles System, welches einer genauen Kontrolle bedarf. Das gasseitige Arbeitsvolumen der Membrane ist so ausgelegt, dass stets ein Überschuss zum Kolben-Hubvolumen vorhanden ist. Dadurch und nur in Verbindung mit dem Ölkreislauf ist sichergestellt, dass  die Membrane nur in der vorderen Position arbeitet und nie in die rückwärtige Position zur Lochplatte gelangen kann.

Ein Zusammenbruch des Ölkreislaufes durch den Ausfall der Kompensationspumpe oder durch ein undicht werdendes Ölüberströmventil oder gar durch nicht seltene Anfahrfehler des Bedienungspersonals würde den Arbeitshub der Membrane zur rückwärtigen Lochplatte verlagern. Ein solcher Vorgang hat stets fatale Folgen für den Kompressor:

Entstehung von Öldruckspitzen von ca. 12 x Gas-Saugdruck (aus Lochplattengeometrie)

Daraus folgen:

Abheben des Deckels von der Dichtung: Beschädigung der Dichtung, Austritt von Gas   und Öl nach außen, Betätigung der Membranbruchanzeige

Dauerbrüche an Kolben und Membranen

Lagerschäden am Kurbeltriebwerk

Kavitationsschäden durch hochfrequente Druckschwingungen (dp/dt)

Mit der vorliegenden Öldrucküberwachung werden die genannten Schäden vermieden und die Verfügbarkeit der Maschinen erhöht.

2.) Signale und Programm

Vom Öldruck-Kontroll-System werden folgende Gegebenheiten überwacht:

Schleichender Verlust des Öldruckes bzw. der Relation

Schneller Verlust des Öldruckes bzw. der Relation mit Anlage der Membrane an der Lochplatte

Max. Absoluter Öldruck

Min. Gas-Saugdruck oder Saugfilterverstopfung