專利名稱：用于在停止期間控制變速壓縮機(jī)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣壓縮機(jī)。更特別地，本發(fā)明涉及在停止期間控制 變速壓縮機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)具有控制到壓縮機(jī)入口側(cè)或吸入側(cè)的氣 流的入口閥。入口閥當(dāng)壓縮機(jī)上的載荷減小時(shí)節(jié)流流動(dòng)，并且當(dāng)去除 壓縮機(jī)上的載荷時(shí)完全關(guān)閉。入口閥通常被稱為卸載闊。當(dāng)打開入口 閥允許空氣流過壓縮機(jī)入口時(shí)加載壓縮機(jī)。當(dāng)關(guān)閉閥以阻斷通過壓縮 機(jī)入口的流動(dòng)時(shí)卸載壓縮機(jī)。
卸載閥通常設(shè)計(jì)成防止通過壓縮機(jī)入口的回流。回流通常包括加 壓流體(例如，空氣和油的混合物)，并且在壓縮機(jī)的排出側(cè)仍然加壓的 時(shí)候當(dāng)停止壓縮機(jī)時(shí)該回流可能出現(xiàn)。該負(fù)壓梯度允許沿相反方向流 出入口。
在此作為參考全文引用的美國專利No.6474950描述了一種包括變 速驅(qū)動(dòng)器的螺桿壓縮機(jī)。利用具有空氣壓縮機(jī)的可變頻率驅(qū)動(dòng)技術(shù)允 許輸送側(cè)壓力通過改變驅(qū)動(dòng)速度來進(jìn)行控制，而不需控制系統(tǒng)壓力的 入口閥。但是，當(dāng)不利用入口閥時(shí)，如上所述的回流在停止壓縮機(jī)時(shí) 通過壓縮機(jī)的入口出現(xiàn)。 發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種可操作用于響應(yīng)于停機(jī)信號(hào)停 機(jī)的壓縮機(jī)系統(tǒng)。該壓縮機(jī)系統(tǒng)包括可在第一速度和第二速度之間操 作的壓縮裝置，以產(chǎn)生一定壓力的壓縮流體流動(dòng)。泄料閥可在關(guān)閉位 置和打開位置之間移動(dòng)，在該打開位置中，至少一部分壓縮流體的流 動(dòng)通過泄壓閥，以降低壓縮流體流動(dòng)的壓力。傳感器定位成測(cè)量壓力， 并且控制器可操作用于使泄料閥移動(dòng)到打開位置，并響應(yīng)于停機(jī)信號(hào) 將壓縮裝置的速度設(shè)定到低設(shè)定點(diǎn)速度。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種壓縮機(jī)系統(tǒng)，該壓縮機(jī)系統(tǒng)包 括壓縮裝置，該壓縮裝置包括具有貯槽的壓縮機(jī)；和變速驅(qū)動(dòng)器， 該變速驅(qū)動(dòng)器聯(lián)接到壓縮機(jī)上。壓縮裝置可操作用于產(chǎn)生具有壓力的 壓縮流體流動(dòng)。泄料閥可在關(guān)閉位置和打開位置之間移動(dòng)，在該打開 位置中，至少一部分壓縮流體流動(dòng)通過泄料閩，以降低壓縮流體流動(dòng) 的壓力。壓力傳感器定位成測(cè)量壓縮流體的流動(dòng)壓力，并且貯槽壓力 傳感器定位成測(cè)量貯槽內(nèi)的貯槽壓力?？刂破骺刹僮饔糜谑剐沽祥y移 動(dòng)到打開位置，并響應(yīng)于壓縮流體流動(dòng)的測(cè)得壓力超過預(yù)定壓力將壓 縮裝置的速度設(shè)定到低設(shè)定點(diǎn)速度，并且可操作用于如下之一響應(yīng) 于經(jīng)過預(yù)定時(shí)間長度將壓縮裝置的速度從低設(shè)定點(diǎn)速度降低到低于低 設(shè)定點(diǎn)速度的第三速度；和響應(yīng)于測(cè)得的貯槽壓力低于預(yù)定貯槽壓力 將壓縮裝置的速度從低設(shè)定點(diǎn)速度降低到零。在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種通過增加流動(dòng)通過的流體的壓 力的壓縮階段操作壓縮機(jī)的方法。該方法包括檢測(cè)壓縮階段下游的壓 縮流體壓力、將指示壓縮流體壓力的信號(hào)發(fā)送到控制器、和響應(yīng)于信 號(hào)在初始值處啟動(dòng)停機(jī)定時(shí)器。該方法還包括響應(yīng)于信號(hào)打開泄料閥 以緩解壓縮流體壓力，并且當(dāng)停機(jī)定時(shí)器到達(dá)最終值時(shí)將停止信號(hào)從 控制器發(fā)送到可變頻率驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明的其它方面將通過考慮詳細(xì)說明和附圖變得顯而易見。


參考附圖可以更充分地理解本發(fā)明。附圖用于描繪示例性實(shí)施例， 而不是限制本發(fā)明的范圍。圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的壓縮機(jī)系統(tǒng)的示意圖；并且 圖2是涉及實(shí)現(xiàn)根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的方法的邏輯控制的流程圖。
具體實(shí)施方式
在詳細(xì)說明本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，要理解的是，本發(fā)明在其 應(yīng)用中不局限于在以下描述中提出或在以下附圖中描繪的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié) 和部件的布置。本發(fā)明能夠有其它實(shí)施例，并且能夠以多種方式實(shí)踐 或?qū)崿F(xiàn)。此外，要理解的是，在此使用的用語和術(shù)語是為了描述目的， 并不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。本文中的"包括"、"包含"或"具有" 和它們的變體的使用意味著包括此后列出的物品和它們的等同物以及 附加物品。除非另有指定或限制，術(shù)語"安裝"、"連接"、"支撐" 和"聯(lián)接"以及它們的變體被寬廣地使用，并且包括直接和間接安裝、 連接、支撐和聯(lián)接。此外，"連接"和"聯(lián)接"不局限于物理或機(jī)械 的連接或聯(lián)接?，F(xiàn)在參考圖1，描繪了壓縮機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。如圖1所示， 三相AC電源10向包括整流/逆變驅(qū)動(dòng)器12的變速驅(qū)動(dòng)布置11提供三 相交流電流。整流/逆變驅(qū)動(dòng)器12向電動(dòng)馬達(dá)14提供變速驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 驅(qū)動(dòng)器12能夠?qū)碜訟C電源的交流電流整流成DC電流，并且將DC 電流逆變成具有變化頻率的AC電流，作為向馬達(dá)14提供可變電源的 一種方式。采用這樣的驅(qū)動(dòng)器12，能夠使用標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)馬達(dá)?？蛇x擇地， 能夠使用其它類型的驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)布置，其前提條件是它們與合適的 變速馬達(dá)聯(lián)接，該合適的變速馬達(dá)不明顯地受其在給定的一段時(shí)間上 能夠啟動(dòng)和停止的次數(shù)的限制。在描繪的實(shí)施例中，電動(dòng)馬達(dá)14旋轉(zhuǎn)嚙合兩個(gè)次級(jí)齒輪18、 20
的主齒輪16，所述兩個(gè)次級(jí)齒輪18、 20分別驅(qū)動(dòng)第一階段空氣端22 和第二階段空氣端34。在描繪的實(shí)施例中，第一階段空氣端22和第二 階段空氣端34中的每個(gè)通過壓縮元件(例如，可旋轉(zhuǎn)螺桿)壓縮流體。 本發(fā)明不局限于如所示的特定類型的壓縮裝置或壓縮機(jī)系統(tǒng)。本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員將意識(shí)到的是本發(fā)明可適于眾多不同的壓縮機(jī)系統(tǒng)。第一階段空氣端22具有流體進(jìn)口 23和該流體進(jìn)口 23上游的過濾 器24。由該系統(tǒng)處理的流體優(yōu)選地為氣體、例如空氣，并且在這種情 況下，過濾器24優(yōu)選地為氣體過濾器。在流體在第一階段空氣端22 中被壓縮之前過濾器24清潔該流體。初級(jí)壓縮流體退出第一階段空氣 端22，并通過壓縮流體導(dǎo)管23到達(dá)第二階段空氣端34。第二階段空 氣端34接收第一壓力(例如，從大約30磅/平方英寸到大約40磅/平方 英寸)的初級(jí)壓縮流體，并將該初級(jí)壓縮流體壓縮至第二壓力(例如，從 大約100磅/平方英寸到大約150磅/平方英寸)，以形成在此被稱作的次 級(jí)壓縮流體。該次級(jí)壓縮流體退出第二階段空氣端34，并流過導(dǎo)管35到達(dá)潤 滑劑/氣體分離器38。分離器38從該次級(jí)壓縮流體去除潤滑劑(于是在 某些實(shí)施例中部分或所有的潤滑劑可發(fā)送到油冷卻器)。沿著導(dǎo)管35， 在第二階段空氣端34和分離器38之間設(shè)置減壓閥36。當(dāng)導(dǎo)管35中的 壓力超過預(yù)定的釋放壓力時(shí)，觸發(fā)打開該減壓閥36。減壓閥36打開， 以避免能夠由過度的高壓所引起的對(duì)管道或其它系統(tǒng)部件的任何損 壞，并且將通常不使用減壓閥36以調(diào)整下游壓力。希望次級(jí)壓縮流體 具有在此被稱為第二階段壓力段的壓力段內(nèi)的壓力退出第二階段空氣 端34。在某些實(shí)施例中，減壓閥36在超過第二階段壓力段的上限從大 約5%到大約15%的釋放壓力處打開，但是可使用多種觸發(fā)壓力中的任 一種。例如，如果希望次級(jí)壓縮流體在從大約100磅/平方英寸到大約 150磅/平方英寸的壓力段范圍內(nèi)退出第二階段空氣端34，減壓閥36可 構(gòu)造成當(dāng)獲得從大約160磅/平方英寸到大約170磅/平方英寸的壓縮的 次級(jí)流體壓力時(shí)觸發(fā)打開。這是純粹地示例性的，并且本領(lǐng)域的技術(shù)
人員將認(rèn)識(shí)到能夠以許多其它方法構(gòu)造壓力段和減壓閥36。次級(jí)壓縮流體相對(duì)無潤滑劑地退出分離器38，并流過導(dǎo)管43和 止回閥44并從那里到達(dá)后冷卻器42。在后冷卻器42處從次級(jí)壓縮流 體去除來自壓縮的過熱。在后冷卻器42和最終輸送點(diǎn)之間，次級(jí)壓縮 流體可流過去濕器或干燥器(未示出)，以去除水分或減小水分從流體凝 結(jié)出來的可能性。在通過分離器38和后冷卻器42(和可選的干燥器)之 后，次級(jí)壓縮流體處于向壓縮流體使用系統(tǒng)中的下游部件輸送的狀態(tài) 并因此被稱為壓縮輸送流體。沿著導(dǎo)管43，在后冷卻器42和分離器 38之間，設(shè)置泄料裝置。在圖l所示實(shí)施例中，泄料裝置包括將導(dǎo)管 43連接到泄料閥48的導(dǎo)管45。在某些實(shí)施例中，泄料閥48包括用于根據(jù)信號(hào)(例如，電信號(hào)或 氣動(dòng)信號(hào))控制閥48的狀態(tài)的電磁型裝置。泄料閥48受到發(fā)自控制單 元或控制器47的信號(hào)的控制。在圖1中沒有示出從控制器47到泄料 閥48的信號(hào)傳輸線。在接收來自控制器47的信號(hào)以打開泄料閥48時(shí)， 啟動(dòng)所述閥48，以實(shí)現(xiàn)打開位置，由此次級(jí)壓縮流體能夠流過導(dǎo)管45、 通過泄料閥48、通過與泄料閥48連通的導(dǎo)管49a、通過消音器50、并 經(jīng)由導(dǎo)管49b到達(dá)第一階段空氣端22的進(jìn)口 23(或與進(jìn)口 23連通的體 積)。消音器50可以是傳統(tǒng)的消聲器，或者為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的幾 乎任何的消音器。在可選實(shí)施例中，當(dāng)打開時(shí)，泄料閥48允許次級(jí)壓 縮流體流過導(dǎo)管45、通過閥48、并出去到大氣(有或者沒有消音器50)。 在某些實(shí)施例中，閥48是變速流閥，并且能夠定位在各種遞增的打開 位置中。閥48能夠通過控制器47控制，以與壓縮機(jī)速度相配合地工 作，以在如下更詳細(xì)描述的下游壓力中實(shí)現(xiàn)期望的變化。根據(jù)某些實(shí)施例，如圖l例證地那樣，壓力傳感器46可設(shè)置在止 回閥44和后冷卻器42的下游。在描繪的實(shí)施例中，壓力傳感器46與 通向壓縮流體使用系統(tǒng)的流體導(dǎo)管連通，并檢測(cè)正好在壓縮流體使用 系統(tǒng)上游的壓縮輸送流體的壓力。壓力傳感器46在壓縮機(jī)系統(tǒng)中可位
于各個(gè)位置，只要它構(gòu)造成檢測(cè)下游壓力(即，至少一個(gè)壓縮階段的下 游)并校準(zhǔn)以獲得如下更詳細(xì)描述的期望的結(jié)果。指示檢測(cè)壓力的信號(hào)從壓力傳感器46沿著信號(hào)線51發(fā)送到控制器47。響應(yīng)于來源于壓力 傳感器46的信號(hào)，控制器47產(chǎn)生沿著信號(hào)線53發(fā)送到整流/逆變驅(qū)動(dòng) 器12的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。從控制器47沿著線53發(fā)送的信號(hào)控制整流/逆變驅(qū) 動(dòng)器輸出，以便調(diào)節(jié)馬達(dá)14的速度，并由此進(jìn)一步調(diào)節(jié)經(jīng)由空氣端22 和34在壓縮機(jī)系統(tǒng)中流體的增壓。在某些情形下，從控制器47沿著 線53發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器12的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、與泄料閥48的狀態(tài)相結(jié)合，在減 少能量使用的同時(shí)在壓力段內(nèi)共同地控制壓縮機(jī)系統(tǒng)中的下游壓力。 另外，因?yàn)轵?qū)動(dòng)器12和馬達(dá)14能夠在給定時(shí)間段上執(zhí)行相當(dāng)?shù)膯?dòng) 和停止次數(shù)，所以通過增加停機(jī)時(shí)間(或者通過增加停機(jī)周期次數(shù)或者 通過增加停機(jī)周期持續(xù)時(shí)間、或者兩者相結(jié)合)優(yōu)化節(jié)省能量。由于壓縮機(jī)系統(tǒng)不需要第一空氣端22上游的入口閥(例如，蝶形 節(jié)流閥)，所以描繪的實(shí)施例的壓縮機(jī)系統(tǒng)去掉了這樣的入口閥，以降 低成本以及系統(tǒng)的復(fù)雜性。沒有傳統(tǒng)的入口閥，存在工作流體通過壓 縮機(jī)進(jìn)口23回流的可能。該回流有時(shí)可能對(duì)壓縮機(jī)有害，并且常常因 為其中一些以下將進(jìn)一步描述的附加原因而不合需要。在接觸冷卻壓 縮機(jī)的情況下，回流可包括通過壓縮機(jī)進(jìn)口 23噴射的細(xì)油滴和壓縮空 氣，并且有時(shí)排出到周圍的大氣中。例如在此描述的壓力控制系統(tǒng)和 方法大大地減少或消除回流的概率。在某些實(shí)施例中，這在停機(jī)之前 通過策略地降低壓縮機(jī)系統(tǒng)、具體地在壓縮機(jī)空氣端22和34中的壓 力實(shí)現(xiàn)。壓力的降低能夠通過在壓縮機(jī)系統(tǒng)處于泄料模式(即，泄料閥 48處于打開條件)的同時(shí)以低速度操作壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)。圖2示出一流程圖，該流程圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例停止 壓縮機(jī)的邏輯控制。在圖2的邏輯流程圖中，控制器47接收信號(hào)，以 在程序塊100處停止壓縮機(jī)(g卩，停止壓縮)。壓縮可以多種方法停止或 顯著地限制。停止壓縮的一個(gè)示范性方法是通過停止驅(qū)動(dòng)器12來停止 馬達(dá)14。當(dāng)馬達(dá)14停止時(shí)，于是也停止驅(qū)動(dòng)地連接到馬達(dá)14的壓縮 元件。停止控制信號(hào)可基于如上所述的各種因素，并且可構(gòu)造成以各 種方式操作壓縮機(jī)系統(tǒng)。
一旦接收到停止壓縮的信號(hào)，控制器邏輯將如在程序塊102處所示地打開泄料閥48。此時(shí)，控制器47如在程序塊 104處所示地啟動(dòng)定時(shí)器(例如，停止定時(shí)器)，并如程序塊106處所示 地將壓縮機(jī)速度設(shè)定成低設(shè)定點(diǎn)。該低設(shè)定點(diǎn)可以是壓縮機(jī)速度的預(yù) 定值，該低設(shè)定點(diǎn)設(shè)定成用于壓縮機(jī)操作的相對(duì)最小速度(即，在除了 關(guān)閉期間的最低壓縮機(jī)速度)。在其它實(shí)施例中當(dāng)泄料閥48打開時(shí)也可 將其它壓縮機(jī)速度用作缺省速度。定時(shí)器初始值Tl可設(shè)定為任何期望值，例如，定時(shí)器初始值T1 可設(shè)定成30秒。這將允許在完全停止壓縮機(jī)之前有一段時(shí)間。當(dāng)定時(shí) 器達(dá)到最終值T3時(shí)，壓縮機(jī)可完全停止。定時(shí)器可防止如果壓縮流體 使用系統(tǒng)的需求僅僅瞬時(shí)較低時(shí)壓縮機(jī)不需要的停止和啟動(dòng)?？刂破?47將在低設(shè)定點(diǎn)繼續(xù)操作壓縮機(jī)，直到定時(shí)器值達(dá)到預(yù)定減速時(shí)間T2 為止，該定時(shí)器值在圖2的程序塊108處監(jiān)控。所述系統(tǒng)構(gòu)造成使得 當(dāng)定時(shí)器到達(dá)T2時(shí)控制器47將壓縮機(jī)的速度降低到低于低設(shè)定點(diǎn)， 如圖2的程序塊IIO所示。例如，可將壓縮機(jī)速度在減速時(shí)間T2設(shè)定 為低設(shè)定點(diǎn)的百分之五十，以允許在最終停止壓縮機(jī)之前降低空氣端 22和34內(nèi)的壓力。減速時(shí)間T2在定時(shí)器初始值T1為30秒的實(shí)施例 中可例如設(shè)定成15秒。壓縮機(jī)系統(tǒng)還可設(shè)有貯槽壓力傳感器PS，以監(jiān)控壓縮機(jī)系統(tǒng)的貯 槽內(nèi)的壓力。在描繪的實(shí)施例中，貯槽壓力傳感器PS構(gòu)造成檢測(cè)第二 階段空氣端34的貯槽內(nèi)的流體壓力，并將指示流體壓力的相應(yīng)信號(hào)發(fā) 送到控制器47。在某些實(shí)施例中，第一階段空氣端22的貯槽中的流體 壓力受到監(jiān)控。在指示貯槽壓力的信號(hào)表明貯槽壓力低于預(yù)定值的情 況下，控制器47將發(fā)送停止信號(hào)以停止壓縮機(jī)。預(yù)定值選擇成使得如 果壓縮機(jī)停止，貯槽壓力的預(yù)定值足以低到回流將不會(huì)發(fā)生。如圖2 所示， 一旦將壓縮機(jī)速度設(shè)定成低于低設(shè)定點(diǎn)的速度(即，定時(shí)器值已 達(dá)到T2)，就監(jiān)控貯槽壓力。這允許在定時(shí)器值達(dá)到最終值T3之前根
據(jù)來自貯槽壓力傳感器PS的信號(hào)停止壓縮機(jī)?？刂破鬟壿嬙试S當(dāng)發(fā)信號(hào)泄料時(shí)壓縮機(jī)減速。降低壓縮機(jī)速度和 泄料閥48打開的時(shí)間的順序會(huì)減少或消除在壓縮機(jī)入口處的回流。在某些實(shí)施例中，控制器47構(gòu)造成當(dāng)貯槽壓力低于預(yù)定值，甚至在定時(shí) 器已經(jīng)達(dá)到減速時(shí)間T2之前停止壓縮機(jī)。在這樣的實(shí)施例中，用于比 較貯槽壓力信號(hào)與預(yù)定值的程序塊114(圖2所示)可與將定時(shí)器值與減 速時(shí)間T2進(jìn)行比較的程序塊108平行重新安置。盡管圖1所示實(shí)施例以兩階段壓縮機(jī)系統(tǒng)為特征，但本發(fā)明還包 括與變速驅(qū)動(dòng)器相結(jié)合的單級(jí)壓縮機(jī)和具有三個(gè)或更多個(gè)壓縮階段的 壓縮機(jī)系統(tǒng)。此外，圖1所示實(shí)施例指示單個(gè)馬達(dá)14和變速驅(qū)動(dòng)器12 用于控制第一和第二空氣端22和34，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到， 單獨(dú)的變速驅(qū)動(dòng)器和馬達(dá)可分別用于第一和第二空氣端22和34中的 每個(gè)空氣端。盡管描繪的變速驅(qū)動(dòng)布置11包括整流/逆變驅(qū)動(dòng)器12，但本領(lǐng)域 的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可采用其它變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和部件，包括設(shè)計(jì) 成在給定時(shí)間段上通過許多啟動(dòng)和停止而幾乎對(duì)系統(tǒng)沒有磨損或損害 的循環(huán)的變速驅(qū)動(dòng)器。其它的示例性系統(tǒng)采用直接向變速電動(dòng)馬達(dá)提 供動(dòng)力的可控制DC電源。在此描繪和描述的部件僅僅表示壓縮機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例和布 置。除了在此描繪和描述的部件之外，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的許多 單獨(dú)部件也可用于替換或附加。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到本發(fā)明的 功能不完全依賴于示出并描述的部件，并且不必依賴于給定部件在系 統(tǒng)中的精確放置。在此未示出或描述的許多結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)系統(tǒng)可確定 地結(jié)合如所附權(quán)利要求中要求保護(hù)的結(jié)構(gòu)和/或方法。提供了一種壓縮機(jī)系統(tǒng)，其具有壓力控制設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)消除了傳
統(tǒng)地在壓縮機(jī)中使用的入口閥。根據(jù)本發(fā)明，壓縮機(jī)中的壓力通過如 下方式控制用變速驅(qū)動(dòng)布置ll控制壓縮機(jī)速度，以及用泄料閥48、 例如電磁操縱閥在最終階段中釋放或卸載壓力。當(dāng)在其低設(shè)定點(diǎn)驅(qū)動(dòng) 壓縮機(jī)的情況下能夠超過系統(tǒng)中的容量需求時(shí)，采用馬達(dá)啟動(dòng)/停止控 制，以停止壓縮機(jī)，直到使用儲(chǔ)存壓力或體積需求增長。在此，術(shù)語 壓縮機(jī)速度涉及壓縮元件例如空氣端中的螺桿的速度。在某些實(shí)施例 中，壓縮機(jī)速度直接涉及驅(qū)動(dòng)元件的速度、例如馬達(dá)的速度，在某些 情況下還包括傳動(dòng)裝置的速度。變速驅(qū)動(dòng)布置11響應(yīng)于指示在壓縮機(jī)階段下游的壓縮流體導(dǎo)管 中檢測(cè)的壓力、例如由傳感器PS檢測(cè)的壓力的信號(hào)，通過加速或減速 一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)階段，來維持系統(tǒng)中相對(duì)恒定的下游壓力。 在目標(biāo)壓力段能夠通過在壓縮機(jī)可接受的速度范圍中操作維持的條件 下，下游壓力可通過加速或減速變速驅(qū)動(dòng)布置ll來維持在目標(biāo)壓力段 內(nèi)。當(dāng)下游壓力開始升高并接近期望壓力段的最大值時(shí)，控制器47接 收指示檢測(cè)壓力的信號(hào)并控制驅(qū)動(dòng)布置11以使壓縮機(jī)減速。如果在壓縮機(jī)已減速到其低設(shè)定點(diǎn)之后系統(tǒng)中的壓力繼續(xù)升高，控制器47將通過改變變速驅(qū)動(dòng)布置11的速度、但通過啟動(dòng)和停止驅(qū)動(dòng)布置11來停 止控制壓力。啟動(dòng)和停止將繼續(xù)，以便將下游壓力保持在可接受的壓力段內(nèi)。驅(qū)動(dòng)布置22由于其使電流向上傾斜的"軟啟動(dòng)"特性而能夠 啟動(dòng)和停止許多次。當(dāng)再出現(xiàn)相當(dāng)大的需求時(shí)，控制器47將經(jīng)由變速 驅(qū)動(dòng)布置11控制壓縮機(jī)速度，以將下游壓力維持在期望的壓力段內(nèi)。當(dāng)下游壓力達(dá)到最大閾值時(shí)，泄料閥48可打開以降低最終階段的 壓力(除了使壓縮機(jī)減速之外)。當(dāng)下游壓力下降到低于預(yù)定閾水平時(shí)， 泄料閥48關(guān)閉。在某些實(shí)施例中， 一旦開始，壓縮機(jī)以低設(shè)定點(diǎn)運(yùn)行， 除非存在相對(duì)高的需求。當(dāng)沒有氣流需求時(shí)通過將壓縮機(jī)輸入功率與 所需流動(dòng)匹配并通過關(guān)閉驅(qū)動(dòng)布置11，所述控制減少維持系統(tǒng)氣體壓 力所需的整體功率。所述系統(tǒng)設(shè)計(jì)減少釋放過度壓力的需求，并因此 節(jié)省否則通過卸壓而損失的能量。
在此描述的壓縮機(jī)系統(tǒng)特別對(duì)于空氣或氣體的增壓特別有用。壓 縮機(jī)系統(tǒng)提供在百分之零到百分之百的壓縮空氣體積需求上的壓縮空 氣壓力控制。因?yàn)閴嚎s機(jī)系統(tǒng)與系統(tǒng)需求成比例地減少功率消耗，并 當(dāng)沒有需求(或大致低的需求)時(shí)實(shí)現(xiàn)零壓縮機(jī)功率，所以所述系統(tǒng)比先 前研制的沒有使用變速驅(qū)動(dòng)器的壓縮機(jī)系統(tǒng)消耗少得多的能量。應(yīng)當(dāng)指出的是，前面的描述討論了響應(yīng)于壓縮機(jī)的輸出壓力超過 預(yù)定值關(guān)閉一個(gè)壓縮機(jī)或多個(gè)壓縮機(jī)的系統(tǒng)。但是，在此描述的系統(tǒng) 可用于響應(yīng)于任何需要停機(jī)的條件關(guān)閉一個(gè)壓縮機(jī)或多個(gè)壓縮機(jī)。同 樣地，許多系統(tǒng)包括啟動(dòng)停機(jī)過程的停機(jī)信號(hào)。該停機(jī)信號(hào)能夠通過 任何一個(gè)事件、測(cè)量或動(dòng)作或事件、測(cè)量或動(dòng)作的組合產(chǎn)生。例如， 操作者可通過壓下停機(jī)按鈕開始停機(jī)。此外，高油溫或低油位可開始停機(jī)信號(hào)。同樣地，本發(fā)明不應(yīng)局限于停機(jī)僅僅是高壓讀數(shù)的結(jié)果的 應(yīng)用。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不偏離本發(fā)明精神或范 圍的情況下能夠?qū)Ρ景l(fā)明的實(shí)施例作出各種修改和變體。因此，本發(fā) 明意在覆蓋所附權(quán)利要求和它們的等同物范圍內(nèi)的其它修改和變體。
權(quán)利要求
1.一種可操作用于響應(yīng)于停機(jī)信號(hào)停機(jī)的壓縮機(jī)系統(tǒng)，該壓縮機(jī)系統(tǒng)包括壓縮裝置，該壓縮裝置可在第一速度和第二速度之間操作以產(chǎn)生一定壓力的壓縮流體流動(dòng)；泄料閥，該泄料閥可在關(guān)閉位置和打開位置之間移動(dòng)，在該打開位置中，至少一部分壓縮流體流動(dòng)通過所述泄料閥，以降低壓縮流體流動(dòng)的壓力；傳感器，該傳感器定位成測(cè)量壓力；和控制器，該控制器可操作用于使該泄料閥移動(dòng)到打開位置，并響應(yīng)于停機(jī)信號(hào)將該壓縮裝置的速度設(shè)定到低設(shè)定點(diǎn)速度。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中響應(yīng)于測(cè)得的壓力超過 預(yù)定壓力，產(chǎn)生所述停機(jī)信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述壓縮裝置包括變速 驅(qū)動(dòng)器。
4. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，還包括可操作用于監(jiān)視經(jīng)過 的時(shí)間的定時(shí)器，并且其中響應(yīng)于經(jīng)過第一預(yù)定時(shí)間段，所述控制器 將所述壓縮裝置的速度降低至低于所述低設(shè)定點(diǎn)速度的第三速度。
5. 如權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中響應(yīng)于經(jīng)過第二預(yù)定時(shí) 間段，所述控制器將所述壓縮裝置的速度降低至零。
6. 如權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，還包括貯槽傳感器，該貯槽傳感器位于貯槽中，并構(gòu)造成向控制器提供指示所述貯槽中的壓力的 /士 口
7. 如權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中響應(yīng)于測(cè)得的貯槽壓力 低于預(yù)定貯槽壓力，所述控制器將所述壓縮裝置的速度降低至零。
8. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述泄料閥包括電磁操縱閥。
9. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述壓縮裝置包括至少一個(gè)接觸冷卻壓縮機(jī)。
10. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述低設(shè)定點(diǎn)速度低 于所述第一速度和所述第二速度。
11. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，還包括貯槽傳感器，該 貯槽傳感器位于貯槽中，并構(gòu)造成向控制器提供指示所述貯槽中的壓 力的信號(hào)；以及定時(shí)器，該定時(shí)器可操作用于監(jiān)視經(jīng)過的時(shí)間，并且 其中響應(yīng)于經(jīng)過預(yù)定時(shí)間長度和測(cè)得的貯槽壓力低于預(yù)定壓力中的一 個(gè)，所述控制器將所述壓縮裝置的速度從所述低設(shè)定點(diǎn)速度降低至零。
12. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述壓縮裝置包括入 口，并且其中導(dǎo)管提供所述泄料閥和所述入口之間的流體連通，以將 壓縮流體流動(dòng)通過所述泄料閥的部分引導(dǎo)到所述入口。
13. —種壓縮機(jī)系統(tǒng)，包括壓縮裝置，該壓縮裝置包括具有貯槽的壓縮機(jī)和聯(lián)接到該壓縮機(jī) 上的變速驅(qū)動(dòng)器，該壓縮裝置可在第一速度和第二速度之間操作以產(chǎn) 生具有壓力的壓縮流體流動(dòng)；泄料閥，該泄料閥可在關(guān)閉位置和打開位置之間移動(dòng)，在該打開 位置中，至少一部分壓縮流體流動(dòng)通過該泄料閥，以降低壓縮流體流 動(dòng)的壓力；壓力傳感器，該壓力傳感器定位成測(cè)量壓縮流體流動(dòng)的壓力；貯槽壓力傳感器，該貯槽壓力傳感器定位成測(cè)量貯槽內(nèi)的貯槽壓 力；和控制器，該控制器可操作用于使該泄料閥移動(dòng)到打開位置，并響 應(yīng)于壓縮流體流動(dòng)的測(cè)得壓力超過預(yù)定壓力，將壓縮裝置的速度設(shè)定 到低設(shè)定點(diǎn)速度，并且可操作用于如下之一響應(yīng)于經(jīng)過預(yù)定時(shí)間長 度，將所述壓縮裝置的速度從所述低設(shè)定點(diǎn)速度降低到低于該低設(shè)定 點(diǎn)速度的第三速度；和響應(yīng)于測(cè)得的貯槽壓力低于預(yù)定貯槽壓力，將 所述壓縮裝置的速度從所述低設(shè)定點(diǎn)速度降低到零。
14. 如權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，還包括可操作用于輸出指 示經(jīng)過的時(shí)間的信號(hào)的定時(shí)器。
15. 如權(quán)利要求14所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中響應(yīng)于壓縮流體流動(dòng) 的測(cè)得的壓力超過預(yù)定壓力，所述定時(shí)器開始定時(shí)循環(huán)。
16. 如權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中響應(yīng)于經(jīng)過第二預(yù)定 時(shí)間長度，所述控制器將所述壓縮裝置的速度從第三速度降低到零， 響應(yīng)于經(jīng)過所述預(yù)定時(shí)間長度開始第二預(yù)定時(shí)間長度。
17. 如權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述泄料閥包括電磁 操縱閥。
18. 如權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述壓縮裝置包括至 少一個(gè)接觸冷卻壓縮機(jī)。
19. 如權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述低設(shè)定點(diǎn)速度低 于所述第一速度和所述第二速度。
20. 如權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述壓縮裝置包括入 口，并且其中導(dǎo)管提供所述泄料閥和所述入口之間的流體連通，以將 壓縮流體流動(dòng)通過所述泄料閥的部分引導(dǎo)到所述入口。
21. —種操作具有增加流動(dòng)通過的流體的壓力的壓縮階段的壓縮 機(jī)的方法，該方法包括檢測(cè)壓縮階段下游的壓縮流體壓力； 將指示壓縮流體壓力的信號(hào)發(fā)送到控制器； 響應(yīng)于所述信號(hào)，在初始值處啟動(dòng)停機(jī)定時(shí)器； 響應(yīng)于所述信號(hào)，打開泄料閥以釋放壓縮流體壓力；和 當(dāng)停機(jī)定時(shí)器達(dá)到最終值時(shí)，將停止信號(hào)從控制器發(fā)送到可變頻 率驅(qū)動(dòng)器，以使壓縮機(jī)停止。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括檢測(cè)所述壓縮機(jī)的流體 貯槽中的貯槽壓力；將指示所述貯槽壓力的貯槽壓力信號(hào)發(fā)送到所述 控制器；以及當(dāng)所述貯槽壓力低于預(yù)定貯槽壓力時(shí)，將停止信號(hào)發(fā)送 到所述可變頻率驅(qū)動(dòng)器。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述泄料閥向壓縮階段的進(jìn) 口區(qū)域釋放過度的壓縮流體壓力。
24. 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括響應(yīng)于測(cè)得的壓縮流體 壓力超過預(yù)定壓力，將壓縮機(jī)速度設(shè)定到低設(shè)定點(diǎn)；以及當(dāng)所述停機(jī) 定時(shí)器達(dá)到所述定時(shí)器的初始值和最終值之間的減速時(shí)間時(shí)，將壓縮 機(jī)速度降低到低于所述低設(shè)定點(diǎn)的速度。
全文摘要
一種可操作用于響應(yīng)于停機(jī)信號(hào)停機(jī)的壓縮機(jī)系統(tǒng)。該壓縮機(jī)系統(tǒng)包括可在第一速度和第二速度之間操作的壓縮裝置(22、34)，以產(chǎn)生一定壓力的壓縮流體的流動(dòng)。泄料閥(48)可在關(guān)閉位置和打開位置之間移動(dòng)，在該打開位置中，至少一部分壓縮流體的流動(dòng)通過泄料閥(48)以降低壓縮流體流動(dòng)的壓力。傳感器(46)定位成測(cè)量壓力，而控制器(47)可操作用于響應(yīng)于停機(jī)信號(hào)，使泄料閥(48)移動(dòng)到打開位置，并將壓縮裝置(22、34)的速度設(shè)定到低設(shè)定點(diǎn)。
文檔編號(hào)F04C28/06GK101163887SQ200680013284
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月26日
發(fā)明者理查德·馬烏奈伊, 詹姆士·E·梅哈菲, 詹姆士·R·林德賽 申請(qǐng)人:英格索爾-蘭德公司