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An einem neu installierten, zweistufigen Großkolbenverdichter traten an den Hauptrohrleitungen (DN 250, 200 bar) zwischen den druckseitigen Pulsationsdämpfern stark überhöhte Schwingungen auf. Da die Richtwerte um ein vielfaches überschritten wurden und erste Maßnahmen des Herstellers keinen Erfolg zeigten, kam es zur Durchführung einer umfangreichen Ursachenanalyse. Dazu wurden zeitgleich die Zylinderraumdrücke, die Druckpulsationen in den Rohrleitungen sowie die Schwinggeschwindigkeiten an verschiedenen Meßpunkten erfaßt.

Es zeigte sich, daß starke Druckpulsationen in den Zylinderräumen des Verdichters und den Stutzen zu den Pulsationsbehältern die Rohrleitungsschwingungen hervorriefen. Diese beruhten auf der Anregung akustischer Gassäuleneigenfrequenzen zwischen dem Druckventil am Zylinderraum und dem Pulsationsbehälter. Die Anregung dieser "stehenden Welle" erfolgte jeweils beim Ausschieben des verdichteten Gases. Im Bereich der doppelt wirkenden Zylinder war eine direkte Kopplung zwischen den Druckschwankungen und den mechanischen Schwingungen feststellbar. Da mit den Pulsationen außerdem eine erhebliche dynamische Triebwerksbelastung einherging, wurden an den Förderdruckseiten der Zylinder Pulsations-Dämpferplatten installiert, um die Druckschwankungen zu reduzieren. Zur Auslegung wurde der instationäre Verdichtungsprozeß im Zylinderraum vorab modelliert (Abbildung 2) und der Einfluß einer speziellen Pulsations-Dämpferplatte anstelle der eingesetzten Blende berechnet.

Die nachträglich durchgeführte Kontrollmessung des Herstellers bestätigte den Erfolg der vorgeschlagenen Modifikationen (Abbildung 3). Die Rohrleitungsschwingungen konnten um 90 % reduziert werden, ohne die Leistung der Anlage zu beeinträchtigen. Somit wurde ein sicherer Dauerbetrieb des Verdichters gewährleistet.


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