壓縮機裝置和控制該壓縮機裝置的方法
【專利摘要】壓縮機裝置，包括：液體噴射的壓縮機元件(2)，配備有具有至少一個冷卻劑入口(8)的壓縮腔室并且還包括出氣口(4)；與所述出氣口(4)連接的氣體/冷卻劑分離罐(5)；以及配備有在所述分離罐(5)和所述冷卻劑入口(8)之間延伸的冷卻器(10)的冷卻回路，該壓縮機裝置配備有控制裝置，用來調(diào)節(jié)提供給所述壓縮機元件(2)的冷卻劑流的溫度，其中所述控制裝置包括第一和第二子控制器(25，26)，每個具有不同的目標(biāo)參數(shù)，所述控制裝置(25，26)包括切換裝置(37-38)，用來將所述兩個子控制器(25-26)中的一個設(shè)置在促動狀態(tài)中并且將所述兩個子控制器(25-26)中的另一個設(shè)置在解除促動狀態(tài)中。
【專利說明】壓縮機裝置和控制該壓縮機裝置的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓縮機裝置和一種控制壓縮機裝置的方法。
[0002]更具體地說，本發(fā)明涉及采用液體冷卻的壓縮機裝置，將冷卻劑注入到壓縮機腔室中。

【背景技術(shù)】
[0003]壓縮機裝置用于壓縮氣體或氣體混合物例如空氣。壓縮空氣例如可以用于位于壓縮機裝置下游的用戶網(wǎng)絡(luò)中，例如用于驅(qū)動氣動工具，作為在氣動輸送等中的推進劑。
[0004]對于許多用途而言，不希望在將壓縮氣體注入到用戶網(wǎng)絡(luò)中時冷卻劑仍然處于該壓縮氣體中。因此，通常設(shè)有氣體/冷卻劑分離器，以便從該壓縮氣體中去除冷卻劑。該分離器通常采用罐的形式，其中冷卻劑以離心方式與壓縮氣體分離。
[0005]優(yōu)選在已經(jīng)冷卻之后，與壓縮氣體分離的冷卻劑通常被重復(fù)用于注入到壓縮機元件中。例如在螺桿壓縮機中，冷卻劑用于潤滑和/或密封壓縮機元件的轉(zhuǎn)子。
[0006]壓縮機元件的冷卻通常通過冷卻回路來實現(xiàn)，該冷卻回路通常包括在分離罐和壓縮機元件之間延伸的液體管道，并且該液體管道設(shè)有冷卻器。另外，這種冷卻回路往往包括跨接控制裝置和冷卻器的旁路，例如閥，通過該閥可以改變在流經(jīng)冷卻器和旁路的各條冷卻劑流之間的比例。為此，可以改變冷卻劑的實際冷卻程度，并且因此將冷卻劑溫度調(diào)節(jié)至所期望的數(shù)值。
[0007]對壓縮元件冷卻的控制任選可以通過作用于輔助冷卻回路例如通過使得風(fēng)扇轉(zhuǎn)動更快或更慢(在輔助冷卻回路中的介質(zhì)則為空氣)或者通過控制在輔助冷卻回路中的介質(zhì)的流量或溫度來實現(xiàn)。
[0008]在冷卻回路中的冷卻劑的流量通常有在冷卻劑管道中在其與該冷卻劑注入到壓縮機元件中的注入位置連接的連接部處的壓力所決定，并且這些注入位置通常在壓縮機元件的壓縮過程中設(shè)置在入口處或正好在該入口之后。但是，還可以設(shè)置泵，用來泵送冷卻劑(例如但不限于油)，這與冷卻劑注入開口的幾何形狀一起決定了冷卻劑流量。
[0009]如果采用壓縮機元件來壓縮作為所要壓縮氣體的空氣，則該氣體通常包含有水蒸汽。根據(jù)在壓縮機裝置中的特定位置處的溫度和壓力，該水蒸汽會在那個位置處冷凝成液態(tài)水。
[0010]壓縮機最佳使用的重要先決條件在于，在罐中的溫度必須總是如此，它高于位于其中的壓縮氣體的露點，并且這為了防止在那里形成的冷凝物與冷卻劑混合，因為這會對冷卻劑的冷卻能力造成不利影響，能夠?qū)е聣嚎s機裝置的零部件損壞，并且也會對潤滑性能有害。
[0011]該先決條件實際上是通過調(diào)節(jié)跨接冷卻器的旁路和/或提供給壓縮機元件的冷卻劑流量因此作用于主冷卻回路來實現(xiàn)的。通過作用于輔助冷卻回路來實現(xiàn)先決條件由于成本較高(風(fēng)扇速度的調(diào)節(jié)、輔助冷卻劑流量的調(diào)節(jié))以及對整個壓縮機設(shè)備(熱敏部件、大量切換循環(huán))以及尤其是冷卻器(在輔助冷卻回路中的流量減小會導(dǎo)致在該冷卻回路中的溫度太高，這又會傷害或損壞冷卻器)而實際上應(yīng)用較少。
[0012]因此，實際上在氣體/冷卻劑罐中的溫度往往設(shè)定為固定溫度，該溫度可能在某些區(qū)域高于最大可能的冷凝溫度，該溫度又是所要壓縮氣體的最大許可溫度、所要壓縮氣體的濕度以及在氣體/冷卻劑罐中的最大許可工作壓力的函數(shù)。
[0013]但是，該最大可能的冷凝溫度僅僅在前面三個參數(shù)同時為其最大許可值的情況下才出現(xiàn)，這只有在平均設(shè)備工作周期期間零星出現(xiàn)。這意味著對于大多數(shù)壓縮機設(shè)備的工作期間而言，將氣體/冷卻劑罐的溫度設(shè)定為太高的數(shù)值以便防止在工作條件下出現(xiàn)冷凝。
[0014]因此可以通過將離開壓縮機元件的壓縮氣體的溫度以及在氣體/冷卻劑分離罐中實際上相同的溫度保持更低來優(yōu)化這些工作條件。實際上，如果例如采用油作為冷卻劑，則通過熱降解，該油喪失其潤滑性能，并且這些同樣更高的溫度導(dǎo)致油的使用壽命普遍降低，從而必須更加迅速地更換該油以防止用性能降低太大的油進行操作并且傷害壓縮機裝置。
[0015]而且對于每臺壓縮機設(shè)備而言，在壓縮機元件中的冷卻劑的注入溫度是已知的，由此壓縮機設(shè)備的效率是最佳的。
[0016]高于以及低于該已知注入溫度的注入溫度導(dǎo)致壓縮機設(shè)備的能耗更高。
[0017]該已知的注入溫度為冷卻劑流量和壓縮機元件功率的函數(shù)，并且壓縮機元件功率又為所提供的壓縮氣體流量、壓縮氣體流的壓力以及壓縮過程的效率的函數(shù)，該注入溫度在由于在壓縮機元件中受熱而升高之后對應(yīng)于在氣體/冷卻劑分離罐中的某個溫度，該溫度通常在略微低于在考慮了最大可能冷凝溫度的情況下所必須設(shè)定的溫度。
[0018]輸出氣體的溫度因此必須高于冷凝溫度，但是鑒于針對長冷卻劑使用壽命和低能耗的邏輯目的所以優(yōu)選不要太高。
[0019]控制由壓縮機元件提供的氣體的溫度已知有許多方法。另一方面，設(shè)有電子控制系統(tǒng)，其測量參數(shù)，并且根據(jù)這些參數(shù)借助受控閥或者通過泵或風(fēng)扇速度的控制器操作以控制提供給壓縮機元件的冷卻劑的溫度和/或流量或者在冷卻器的輔助回路中的介質(zhì)的溫度和/或流量。例如在WO 94/21921、BE1016814和EP1156213中描述了這些系統(tǒng)。
[0020]由于這些系統(tǒng)包括多個閥、電子控制器和測量傳感器，所以它們會相對昂貴。這些已知的系統(tǒng)還包括熱敏電子部件。這些已知的系統(tǒng)通常還需要大量的切換循環(huán)，由此復(fù)雜性以及因此成本增大并且可靠性降低。
[0021]在市場上還有這樣的冷卻系統(tǒng)，它們配備有用于控制在流經(jīng)冷卻器和旁路的冷卻劑流之間的比例的恒溫元件。這些冷卻系統(tǒng)確實便宜耐用，但是其不足之處在于控制它們的溫度是固定的。
[0022]在具有恒溫元件的冷卻系統(tǒng)中，如后面所述一樣，傳統(tǒng)上只是將兩個目標(biāo)參數(shù)中的一個設(shè)定為參考值。
[0023]一方面，根據(jù)壓縮機裝置的設(shè)計值通過“最壞情況”計算確定出最大冷凝溫度(即，在罐中仍然會出現(xiàn)冷凝的最大溫度)。在吸入氣體的最大設(shè)計溫度和濕度下提供最大設(shè)計工作壓力的時候達到該最大冷凝溫度。
[0024]恒溫控制然后采用作為在分離罐中或在冷卻劑入口處的冷卻劑的目標(biāo)溫度或?qū)嶋H上相等的溫度的壓縮機元件出口的溫度操作，并且確保在該溫度高于最大冷凝溫度的情況下，更多冷卻劑流經(jīng)冷卻器，同時在其它情況下更多冷卻劑流經(jīng)旁路，直到達到所期望的溫度。
[0025]在冷卻劑的溫度大致等于參照值即所計算出的最大冷凝溫度時，達到控制均衡，并且冷卻劑將部分流經(jīng)旁路，而且部分流經(jīng)冷卻器，或者完全流經(jīng)冷卻器或完全流經(jīng)旁路。
[0026]不必說，在確定最大冷凝溫度時，尤其可以考慮安全裕度以補償在控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的任意延遲。
[0027]該方法的優(yōu)點在于，大體上總是防止出現(xiàn)冷凝，但是其缺點在于，在大部分操作條件中，即在低于吸入氣體的最大許可濕度和/或溫度或者低于壓縮機元件的最大許可工作壓力的情況下，壓縮機元件的出口溫度設(shè)定為比必要的溫度高的多的數(shù)值，并且會帶來所述缺點。
[0028]另一方面，按照上面的方式確定的最大冷凝溫度會轉(zhuǎn)變回到在壓縮機元件入口處的冷卻劑的參考溫度，因為壓縮機元件散發(fā)給冷卻劑的熱量對于速度可變的壓縮機而言在最大工作壓力和最大速度下是已知的。
[0029]只要在入口處的冷卻劑的溫度高于該參考溫度，則大體上也可以防止壓縮機裝置出現(xiàn)冷凝。
[0030]這樣帶來了可能性以通過根據(jù)通過旁路和冷卻器的兩個流體的混合溫度來調(diào)節(jié)通過旁路和冷卻器的冷卻劑流體的比例，該混合溫度實際上等于在壓縮器元件的入口處的溫度。
[0031 ] 這是這樣實現(xiàn)的，恒溫控制采取了來自冷卻器以及來自旁路的冷卻劑的混合溫度作為參考溫度，并且確保在該溫度高于參考溫度的情況下，更多的冷卻劑流經(jīng)冷卻器，同時在其它的條件下更多的冷卻劑流經(jīng)旁路，直到再次達到所期望的溫度。
[0032]在冷卻劑的溫度大致等于參考值時，達到控制均衡，并且冷卻劑將部分流經(jīng)旁路而且部分流經(jīng)冷卻器，或者完全流經(jīng)冷卻器或者完全流經(jīng)旁路。
[0033]不必說，在卻動冷卻劑入口溫度的參考溫度時，也可以考慮安全裕度。
[0034]因為壓縮機裝置對于速度受控的壓縮機而言往往在低于最大許可壓力或速度的條件下工作，所以在這種情況下，在壓縮機元件中的最終溫度將低于在最大壓力和速度的條件下的溫度，從而在壓縮機元件中所實現(xiàn)的平均溫度更低，這帶來所述優(yōu)點。
[0035]但是，這樣的缺點在于，不一定能夠防止出現(xiàn)冷凝。實際上，會出現(xiàn)其中出現(xiàn)冷凝的工作狀況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0036]本發(fā)明的目的在于通過提供一種壓縮機裝置來解決所述和其它缺點中的一個或多個，該壓縮機裝置包括液體噴射壓縮機元件，配備有具有至少一個冷卻劑入口的壓縮腔室并且還包括出氣口 ；與所述出氣口連接的氣體/冷卻劑分離罐以及配備有在所述分離罐和所述冷卻劑入口之間延伸的冷卻器的冷卻回路，并且該壓縮機裝置配備有控制裝置，用來調(diào)節(jié)提供給所述壓縮機元件的冷卻劑流的溫度，其中所述控制裝置包括第一和第二子控制器，每個具有不同的目標(biāo)參數(shù)，所述控制裝置包括切換裝置以將所述兩個子控制器中的一個設(shè)置在促動狀態(tài)中并且將所述兩個子控制器中的另一個設(shè)置在解除促動狀態(tài)中。
[0037]這種壓縮機裝置的優(yōu)點在于，它們具有更大的控制靈活性，并且可以按照更加節(jié)能的方式工作。
[0038]另一個優(yōu)點在于，所述冷卻劑更長時間保持其潤滑性能，因為它更少暴露于高溫。
[0039]另一個優(yōu)點在于，它能夠防止在冷卻劑中出現(xiàn)冷凝物。
[0040]該壓縮機裝置優(yōu)選包括冷卻回路，它與所述冷卻劑入口連接并且包括冷卻器。
[0041]所述第一子控制器優(yōu)選按照用于在所述冷卻器入口處的冷卻劑的溫度或?qū)嶋H上與之等同的溫度的控制器形式構(gòu)成。
[0042]所述第二子控制器按照用于在所述壓縮機元件的所述冷卻器入口處的冷卻劑的溫度或?qū)嶋H上與之等同的溫度的控制器形式構(gòu)成。
[0043]這樣的優(yōu)點在于，它能夠?qū)崿F(xiàn)簡單直接的控制。
[0044]根據(jù)實際的實施方案，所述第一和第二子控制器每個都包括恒溫截止閥，這些各自的恒溫截止閥優(yōu)選包括公共外殼。
[0045]這些恒溫截止閥的所述外殼優(yōu)選包括有入口通道和出口通道，它們通過三條連接通道連接在一起，這三條連接通道中的第一和第二條可以斷開，由此在所述入口通道中的溫度的參考值被超過時，具有與所述入口通道熱連接的第一傳感器元件的第一恒溫截止閥能夠反向斷開所述第一連接通道，在所述出口通道中的溫度的參考值被超過時，具有與所述出口通道熱連接的第二傳感器元件的第二恒溫截止閥能夠反向斷開所述第二連接通道，并且由所述第三連接通道形成的通路經(jīng)由所述冷卻器連通。
[0046]所述入口通道和所述出口通道的幾何形狀被設(shè)定成所述冷卻劑總是完全或部分流過所述兩個恒溫截止閥的傳感器元件，而與這些恒溫截止閥的位置無關(guān)。
[0047]這樣的優(yōu)點在于，所述壓縮機裝置可以為廉價、簡單、耐用并且可靠的結(jié)構(gòu)。
[0048]在另一個優(yōu)選實施方案中，每個截止閥的傳感器兀件固定在具有開口的腔室中，由此兩個截止閥的腔室的尺寸是相同的，并且所述切換裝置包括其長度對應(yīng)于所述柱塞的位置的解除促動蓋帽，所述連接通道封閉并且設(shè)有凹槽，該凹槽使得所述傳感器元件能夠隨著溫度自由膨脹，所述切換裝置包括促動蓋帽，其長度被設(shè)定成該促動蓋帽形成用于另一個傳感器元件的固定端部止動件，由此所述傳感器元件能夠根據(jù)溫度完全或部分封閉所述連接通道。
[0049]這樣的優(yōu)點在于，由于能夠用字母、符號或顏色標(biāo)記的兩個蓋帽的簡單交換，所以未經(jīng)過專門培訓(xùn)的人員能夠迅速方便地促動第一或第二子控制器，而不必為此對壓縮機裝置自身作出改變，并且這甚至不必臨時將壓縮機設(shè)備停機。
[0050]為了確定兩個子控制器中的哪一個必須促動，可以采用判斷表格或圖表，它根據(jù)吸入氣體的溫度和在那時出現(xiàn)的工作壓力或者根據(jù)所期望的吸入氣體最大溫度和到下一次切換的工作壓力指示出最佳的選擇。該判斷表格或圖表還可以補充吸入氣體的濕度作為第三判斷參數(shù)。該判斷表格或圖表因此根據(jù)吸入氣體的溫度和工作壓力以及可能另外還有吸入氣體的濕度指示出什么時候必須打開用來將在所述氣體/液體分離器中的溫度保持高于所述冷凝溫度的恒溫器，或者什么時候能夠打開用來控制壓縮機元件的冷卻劑入口的溫度的恒溫器。
[0051]這樣的優(yōu)點在于，采用最少數(shù)量的簡單人工切換，就能夠在實際必要時防止壓縮機氣體/冷卻劑罐中出現(xiàn)冷凝物，并且在其它情況下能夠在不會降低冷卻劑的使用壽命或者不會增加壓縮機設(shè)備能耗的情況下工作。
[0052]本發(fā)明還涉及用于控制壓縮機裝置的方法，該壓縮機裝置包括:液體噴射壓縮機元件，配備有具有一個或多個冷卻劑入口以便給所述壓縮機元件提供冷卻作用的壓縮腔室；與所述壓縮機元件的所述出口連接的氣體/冷卻劑分離罐；以及配備有冷卻器的管道，用于在所述罐和所述冷卻劑入口之間提供冷卻劑流，其中該方法包括選擇步驟，其中根據(jù)所期望的或?qū)嶋H的工作條件促動彼此排斥并且作用在固定但是不同的目標(biāo)參數(shù)上的兩個或更多個子控制器中的一個，以便調(diào)節(jié)在所述壓縮機元件的所述冷卻劑入口處的冷卻劑的溫度。
[0053]這樣的優(yōu)點在于，可以讓壓縮機裝置準(zhǔn)備用于所期望的工作情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0054]為了更好的展現(xiàn)本發(fā)明的特征，下面將通過沒有任何限制性的幾個實施例參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的壓縮機裝置以及用于控制壓縮機裝置的方法的幾個優(yōu)選實施方案進行說明，在這些附圖中:
[0055]圖1示意性地顯示出根據(jù)本發(fā)明的壓縮機裝置；
[0056]圖2放大顯示出在圖1中由F2表示的部分；
[0057]圖3至5顯示出與在圖2中類似的視圖，但是處于在壓縮機裝置使用期間會出現(xiàn)的不同情況下；并且
[0058]圖6顯示出根據(jù)本發(fā)明的壓縮機裝置的變型的根據(jù)圖2的視圖；
[0059]圖7和8顯示出與壓縮機裝置一起使用的判斷圖表的示例。

【具體實施方式】
[0060]在圖1中所示的壓縮機裝置I包括具有氣體入口 3和與氣體/冷卻劑分離罐5連接的氣體出口 4的壓縮機元件2，所述氣體/冷卻劑分離罐設(shè)有用于位于下游的用戶網(wǎng)絡(luò)的壓縮氣體分接部位6。
[0061]該壓縮機裝置還在壓縮機元件2中在所述分離罐5和一個或多個冷卻劑入口 8之間設(shè)有液體管道7，這些冷卻劑入口構(gòu)成為噴油器。
[0062]在該實施例中，液體管道7中間連接有恒溫裝置9，它通過兩條管道即通過冷卻管道11和冷卻回流管道12與冷卻器10連接。通過冷卻管道11、冷卻回流管道12、冷卻劑所流經(jīng)的冷卻器10的那部分以及恒溫裝置9形成的組件被稱為主冷卻回路。在該實施例中，冷卻器10配備有風(fēng)扇13，風(fēng)扇用來產(chǎn)生冷卻。風(fēng)扇、提供給冷卻器的冷卻空氣和該冷卻空氣所流經(jīng)的那部分冷卻器形成輔助冷卻回路。
[0063]液體管道7、冷卻器10以及冷卻管道11和冷卻回流管道12填充有冷卻劑，并且罐5部分填充有冷卻劑。該冷卻劑也可以用作壓縮機元件2的潤滑劑。
[0064]如在圖2中更詳細(xì)顯示出的恒溫裝置9包括在其中具有入口通道15和出口通道16的外殼14，它們每個都與液體管道7連接。另外，恒溫裝置9包括與所述冷卻管道11連接的冷卻出口 17和與所述冷卻回流管道12連接的冷卻入口 18。
[0065]外殼14被形成為包括至少兩個腔室19和20以及通道部分21、22、23和24。腔室19以及通道部分21和22形成第一恒溫截止閥25的一部分。腔室20以及通道部分23和24形成第二恒溫截止閥26的一部分。這些恒溫截止閥25和26優(yōu)選具有共同的外殼14。
[0066]恒溫截止閥25和26還分別包括有:柱塞27、28，其分別具有通道29、30，并且這些柱塞27和28可以分別在所述腔室19、20中軸向運動，并且具有兩個端部位置；彈簧31、32，它們分別推壓在相應(yīng)的柱塞27和28上；以及傳感器元件33、34，它們分別裝配在柱塞27,28中的空腔35、36中。這些傳感器元件33和34基本上由隨著溫度升高膨脹的蠟或另一種物質(zhì)構(gòu)成。
[0067]這些腔室19和20每個都分別由蓋帽37、38封閉。其中一個蓋帽為具有長度L的促動蓋帽37，其中該蓋帽形成第一傳感器元件33的端部止動件39。另一個蓋帽為解除促動蓋帽38并且具有大于長度L的長度L’，該長度被設(shè)定成柱塞28在彈簧32壓縮的情況下保持在其端部位置中，且與所出現(xiàn)的溫度以及因此傳感器元件在柱塞28中的位置無關(guān)。為了使得傳感器元件能夠自由膨脹且不會影響柱塞的位置，該解除促動蓋帽38設(shè)有膨脹空腔40。
[0068]該壓縮機裝置I的操作簡單并且如下所述。
[0069]在壓縮機元件2正在工作時，氣體或氣體混合物例如空氣通過進氣口 3吸入并且通過出氣口 4在更高壓力下吹出。在壓縮的氣體中存在相當(dāng)多的冷卻劑例如油，因為用來冷卻和潤滑的冷卻劑通過冷卻劑入口 8噴射到壓縮機元件2中。
[0070]氣體/冷卻劑混合物在壓力下進入到氣體/冷卻劑分離罐5中，在那里氣體和冷卻劑相互分離。
[0071]用戶可以從該分離罐5中通過壓縮氣體分接部位6將壓縮氣體取出。分離的冷卻劑流向罐5的底部，并且在罐5和冷卻劑入口 8之間的壓力差作用下通過液體管道7和恒溫裝置9流向冷卻劑入口 8，從那里將冷卻劑噴射到壓縮機元件2中。
[0072]由此，冷卻劑跟隨著根據(jù)工作條件變化的最小阻力的路徑，只是經(jīng)由連接通道41流經(jīng)恒溫裝置9或者直接流向冷卻劑入口 8，或者只是流經(jīng)冷卻器10或者因此間接或部分經(jīng)由兩者。
[0073]因此，形成封閉的冷卻回路，其中冷卻劑的流動方向在圖1中由箭頭顯示出。
[0074]通過計算出所期望的冷凝溫度，其中所要壓縮的氣體的溫度和濕度以及工作壓力尤為重要，從而選擇出必須控制冷卻劑的溫度所依據(jù)的目標(biāo)參數(shù)，以及由此控制冷卻劑的溫度的方式。該判斷通常是通過在預(yù)備的判斷表格或圖表中讀出必須選擇的哪一個參數(shù)來作出的。
[0075]在圖7和8中給出了這些圖表的示例。
[0076]在這些圖表中，在由X標(biāo)出的水平軸線上畫出從壓縮機裝置的最低至最高設(shè)計限值的輸入空氣的溫度。在圖7中，在由Y標(biāo)出的豎直軸線上畫出從O至100%的輸入空氣的相對濕度，并且在圖8中畫出從最低到最高的設(shè)計壓力的壓縮機裝置的工作壓力。
[0077]直線52、53、54、55、56形成在這些區(qū)域57和58之間的邊界，其中區(qū)域57表示所要促動的目標(biāo)參數(shù)為在入口 8處的冷卻劑的溫度，并且區(qū)域58表示出所要促動的目標(biāo)參數(shù)為進入冷卻器10的冷卻劑的溫度。
[0078]直線52、53、54和55表示用于壓縮機裝置的不同工作壓力的分隔線，其中工作壓力按照順序52、53、54、55下降。
[0079]這種選擇可以不時地作出，例如每年兩次，以便在夏季和冬季設(shè)定之間作出區(qū)分，或者非常頻繁進行，當(dāng)前測量出的參數(shù)決定了每分鐘選擇的次數(shù)，或者以在它們之間的任何頻率進行，根據(jù)具體的實施方案，必須在改變選擇的困難度和改變的好處之間權(quán)衡。
[0080]如果將冷卻劑入口溫度選擇為目標(biāo)參數(shù)，例如準(zhǔn)備用于夏季周期，其中必須考慮高氣體入口溫度和濕度，并且因此預(yù)計冷凝溫度較高，和/或準(zhǔn)備用于其中將設(shè)定較高的工作壓力的期間，則通過用于促動蓋帽37關(guān)閉第一恒溫截止閥25的腔室29并且由此促動該第一恒溫截止閥25來實施這種選擇。采用解除促動蓋帽38來關(guān)閉第二恒溫截止閥26的腔室20，并且由此將該第二恒溫截止閥26解除促動。
[0081]根據(jù)所述高冷凝溫度確定出促動的恒溫截止閥25的恒溫器的臨界溫度，即蠟質(zhì)元件已經(jīng)達到其最大膨脹的溫度，該高冷凝溫度又為吸入氣體的最大許可溫度和濕度以及最大可能的工作壓力的函數(shù)，并且例如為95°C。但是，如果將該壓縮機用在其中壓縮機的最大許可溫度和/或吸入氣體的濕度不會出現(xiàn)和/或其中工作壓力總是小于最大許可的工作壓力的用途中，則可以計算出針對該特定用途的最大可能的冷凝溫度，并且將第一恒溫截止閥25的臨界溫度調(diào)節(jié)至該溫度。如果在特定時期內(nèi)壓縮機將在高度分散的吸入氣體的最大出現(xiàn)溫度和濕度和/或工作壓力內(nèi)工作，并且在這些參數(shù)中的一個低于壓縮機的許可數(shù)值時，則也可以定期作出這種調(diào)整。這樣，可以采用具有不同臨界溫度的多種恒溫截止閥25(例如80°C、85°C、90°C、95°C )，并且能夠定期安裝具有正確臨界溫度的恒溫截止閥25。
[0082]將解除促動蓋帽3設(shè)置在腔室20中導(dǎo)致將柱塞38推壓至其封閉端部位置，從而通道30不會在通道部分23和24之間形成通路。彈簧32由此被拉伸。一旦恒溫傳感器元件由于高溫而膨脹，則該第二傳感器元件34具有可用的膨脹空腔40以便能夠在其中自由膨脹，而不會影響柱塞28的位置。
[0083]在采用該壓縮機裝置I時，冷卻劑例如由將變熱。在這到達第一恒溫截止閥25的臨界溫度例如95°C之前，第一傳感器元件33不會膨脹或者只是稍微膨脹，柱塞27處于其開口端部位置中，其中通道29將通道部分21和22連接在一起，并且與這些通道部分21和22 一起形成連接通道41。
[0084]因為冷卻劑在冷卻器10以及連接通道41中都受到流動阻力，所以該冷卻劑將從入口通道15部分經(jīng)由冷卻器10并且部分經(jīng)由連接通道41流向出口通道16，并且從那里經(jīng)由液體管道7流向冷卻劑入口 8，為了清楚起見應(yīng)該指出的是，冷卻劑能夠圍繞著柱塞26在出口通道16中流動。這里必須指出的是，在設(shè)計良好的系統(tǒng)中，經(jīng)過冷卻和冷卻回流管道11和12以及冷卻器10的流動阻力高于連接通道41，從而冷卻劑主要流經(jīng)連接通道41。這個最后的路徑在圖2中用箭頭A表示出。
[0085]在超過臨界溫度時，第一傳感器元件33發(fā)生膨脹從而它采用端部止動件39作為用來在另一側(cè)施加力的表面將柱塞27推壓至封閉端部位置，從而柱塞27在通道部分21和22之間形成切斷。連接通道41由此關(guān)閉。
[0086]因此，冷卻劑將從入口通道15完全通過冷卻管道11、冷卻器10和冷卻回流管道12流向出口通道16，并且從那里經(jīng)由液體管道7流向冷卻劑入口 8，如由在圖3中箭頭B所示的一樣。在入口通道15中的冷卻劑可以圍繞著柱塞25流動。
[0087]在入口通道15和出口通道16之間經(jīng)由冷卻管道11、冷卻器10和冷卻回流管道12的通路也可以被認(rèn)為是外部連接通道42。
[0088]因為冷卻劑已經(jīng)沿著冷卻器10流動，所以它被冷卻。實際上建立了平衡，其中柱塞27位于其兩個端部位置之間并且通道29將通道部分21和22連通在一起，但是也形成了可變的限制，從而冷卻劑從入口通道15部分經(jīng)過連接通道41并且部分經(jīng)過外部連接通道42流向出口通道16，由此通過柱塞27的位置確定其分配，從而在冷卻劑10的入口處的實際上等于罐5的溫度的油溫將設(shè)定為臨界溫度。
[0089]如果實際或預(yù)計的工作條件為所預(yù)計的冷凝溫度例如由工作溫度較低、入口溫度較低或者濕度較低而受到限制，則溫度控制所選的目標(biāo)參數(shù)可以為在冷卻劑入口 8處的油溫，或者實際上相同的流經(jīng)冷卻器10和內(nèi)部連接通道41、43中的一條的油的混合溫度。
[0090]通過用解除促動蓋帽38關(guān)閉第一恒溫截止閥25的腔室19并且由此解除促動該第一恒溫截止閥25來實現(xiàn)這種選擇。促動蓋帽37用來斷開第二恒溫截止閥26的腔室20并且由此促動第二恒溫截止閥26，如圖4所示一樣。
[0091]該第二恒溫截止閥的臨界溫度即蠟質(zhì)元件已經(jīng)達到其最大膨脹的溫度被選擇成壓縮機設(shè)備按照最節(jié)能的方式工作，并且例如為50°C。
[0092]將解除促動蓋帽38設(shè)置在腔室19中對于第二恒溫截止閥26及其部件而言在將這個解除促動蓋帽38設(shè)置在腔室20中時具有如上所述對于第一恒溫截止閥25類似的結(jié)果，
[0093]在使用該壓縮機裝置I時，冷卻劑將變熱。當(dāng)在入口通道中的冷卻劑流動時，它將流經(jīng)第一恒溫截止閥25，由此連接通道41處于關(guān)閉位置中，因為該恒溫截止閥25已經(jīng)解除促動。
[0094]在第二恒溫截止閥26的臨界混合溫度在出口通道中達到例如50°C時，第二傳感器元件34沒有膨脹或者只是稍微膨脹，從而柱塞28處于打開位置中，其中通道30將通道部分23和24連通在一起，并且與這些通道部分23和24 —起形成連接通道43。
[0095]因為冷卻劑在冷卻器10中因此在外部連接通道42中以及在連接通道43中受到流動阻力，所以該冷卻劑將從入口通道15部分經(jīng)過冷卻器10并且部分經(jīng)過連接通道43流向出口通道16，并且從那里經(jīng)由液體管道7流向冷卻劑入口 8。這里應(yīng)該指出的是，在設(shè)計良好的系統(tǒng)中，經(jīng)過冷卻管道和冷卻回流管道11和12以及冷卻器10的流動阻力高于經(jīng)過連接通道43的流動阻力，從而冷卻劑首先流經(jīng)連接通道43。該最后的路徑在圖4中用箭頭C表示出。
[0096]包括連接通道43的通道部分24位于第二傳感器元件34上游。冷卻回流管道12位于第二傳感器元件34上游。
[0097]在超過臨界溫度時，第二傳感器元件34膨脹使得采用端部止動件39作為用來在另一側(cè)施加力的表面將柱塞28推壓至第二端部位置，從而柱塞28在通道部分23和24之間形成切斷。連接通道43由此關(guān)閉。
[0098]因此，冷卻劑將從入口通道15通過所述外部連接通道42流向出口通道16。冷卻劑從出口通道16經(jīng)由液體管道7流向冷卻劑入口 8。該路徑在圖5中由箭頭D表示。
[0099]因為冷卻劑已經(jīng)沿著冷卻器10流動，所以它被冷卻。實際上出現(xiàn)了平衡，其中柱塞28位于其兩個端部位置之間并且通道30將通道部分23和24連通在一起，但是也形成了可變的限制，從而冷卻劑從入口通道15部分經(jīng)過連接通道43并且部分經(jīng)過外部連接通道42流向出口通道16，由此通過柱塞28的位置確定其分配，從而已經(jīng)部分流經(jīng)冷卻器10并且部分流經(jīng)連接通道43的冷卻劑混合物的溫度將設(shè)定為臨界溫度。
[0100]在該實施方案中，連接通道41和43形成用于冷卻器10的旁路的兩個選擇。
[0101]任選的是，在恒溫裝置9中可以結(jié)合有一個或多個油過濾器。
[0102]通過采用兩個不同的蓋帽37和38來避免出現(xiàn)錯誤。
[0103]在所示的實施例中，通過設(shè)置蓋帽37和38來選擇控制裝置。該選擇也可以自動地完成，如圖6所示一樣。
[0104]這里設(shè)有數(shù)據(jù)處理單元44，它通過兩條控制線45與兩個磁性閥46連接，即在每個恒溫截止閥25和26上有一個磁性閥。代替蓋帽37和38，可以設(shè)置能夠分別沿著腔室19或20的縱向方向運動的促動元件47。這些閥46每個都能夠在其中壓縮氣體管道48與所涉及的腔室19或20連接的第一位置和其中該腔室19或20與大氣連通的位置之間切換。
[0105]該數(shù)據(jù)處理單元配備有與測量儀器連接的連接部49、50以及另外但非必要的連接部51，用來分別確定壓縮機裝置I的壓力即在氣體/冷卻劑分離罐5中的壓縮氣體的壓力、由壓縮機元件2吸入的氣體的溫度以及另外但非必要的該吸入氣體的濕度。
[0106]這樣的操作是簡單的并且如下所述。數(shù)據(jù)處理單元44借助針對所要促動的恒溫截止閥25或26作出判斷所遵循的判斷算法來處理所接收到的測量數(shù)據(jù)。
[0107]據(jù)此，將其中一個閥46設(shè)置在這樣的位置中，由此壓縮空氣將伴隨的促動元件47推壓在柱塞27或28上，并且由此解除促動伴隨的截止閥26和26。將另一個閥46設(shè)置在這樣的位置中，從而腔室19或20與大氣敞開連通，促動元件47能夠在該腔室19或20中自由地運動，并且伴隨的恒溫截止閥25或26被促動。
[0108]在從BE1018075中所知的恒溫裝置9和/或從BE1016814中所知的設(shè)備中還可以結(jié)合有噴油部位，以便在負(fù)載變化的情況下臨時打開旁路。在后面的情況下，由此可以在入口通道15和出口通道16之間在恒溫裝置9中結(jié)合有輔助的連接通道。
[0109]本發(fā)明決不限于作為示例描述并且在附圖中所示的那些實施方案，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機裝置可以按照所有變型實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓縮機裝置，包括:液體噴射的壓縮機元件(2)，所述壓縮機元件配備有帶有至少一個冷卻劑入口(8)的壓縮腔室并且還包括出氣口(4);與所述出氣口(4)連接的氣體/冷卻劑分離罐(5);以及配備有在所述分離罐(5)和所述冷卻劑入口⑶之間延伸的冷卻器(10)的冷卻回路，該壓縮機裝置配備有控制裝置，用來調(diào)節(jié)提供給所述壓縮機元件(2)的冷卻劑流的溫度， 其特征在于，所述控制裝置包括第一和第二子控制器(25和26)，每個具有不同的目標(biāo)參數(shù)，所述控制裝置(25和26)包括切換裝置(37和38)，用來將所述第一和第二子控制器(25或26)中的一個設(shè)置在促動狀態(tài)中并且將所述第一和第二子控制器(25或26)中的另一個設(shè)置在解除促動狀態(tài)中。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述第一子控制器(25)按照用于在所述冷卻器(10)的入口處的冷卻劑的溫度或?qū)嶋H上與之相等的溫度的控制器形式構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述第二子控制器(26)按照用于在所述壓縮機元件⑵的所述冷卻器入口⑶處的冷卻劑的溫度或?qū)嶋H上與之相等的溫度的控制器形式構(gòu)成。
4.如前面權(quán)利要求中任一項所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述壓縮機裝置包括跨接所述冷卻器(10)的旁路，并且所述第一和/或第二子控制器(25和/或26)被構(gòu)造成能夠通過調(diào)節(jié)經(jīng)過所述冷卻器(10)和所述旁路的相應(yīng)冷卻劑流量的比例來調(diào)節(jié)在所述冷卻器(10)的入口處或在所述冷卻劑入口(8)處的溫度或者實際上與之相等的溫度。
5.如權(quán)利要求2至6中任一項所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述第一和/或第二子控制器(25和/或26)被構(gòu)造成能夠通過調(diào)節(jié)在所述冷卻器(10)的輔助回路中的流量或溫度來調(diào)節(jié)在所述冷卻器(10)的入口處或在所述冷卻劑入口(8)處的溫度或者實際上與之相等的溫度。
6.如前面權(quán)利要求中任一項所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述第一子控制器(25)包括第一恒溫截止閥。
7.如前面權(quán)利要求中任一項所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述第二子控制器(26)包括第二恒溫截止閥。
8.如權(quán)利要求6和7所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述第一和第二恒溫截止閥配備有共同的外殼(14)。
9.如權(quán)利要求8所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述外殼(14)包括通過三條連接通道(41，42，43)連接的入口通道(15)和出口通道(16)，所述三條連接通道中的第一通道(41)和第二通道(43)可以斷開，在所述入口通道(15)中的溫度參考值被超過時，具有與所述入口通道(15)熱連接的第一傳感器元件(33)的第一恒溫截止閥能夠反向斷開所述第一連接通道(41)，在所述出口通道(16)中的溫度的參考值被超過時，具有與所述出口通道(16)熱連接的第二傳感器元件(34)的第二恒溫截止閥能夠反向斷開所述第二連接通道(43)，并且由所述第三連接通道(42)形成的線路延伸通過所述冷卻器(10)。
10.如權(quán)利要求9所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述第一和第二連接通道(41，43)在外殼(14)內(nèi)延伸，并且所述第三連接通道(42)在所述外殼(14)外面延伸。
11.如權(quán)利要求9或10所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述恒溫截止閥每個都包括具有通道(29或30)的柱塞(27或28)，并且該柱塞(27或28)能夠在至少兩個位置即其中所述通道(29或30)沒有在所述入口通道(15)和所述出口通道(16)之間形成連接的第一位置和其中所述通道(29或30)形成所述第一或第二連接通道(41或43)的一部分的第二位置之間運動。
12.如權(quán)利要求11所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述恒溫截止閥每個都包括由隨著溫度升高而膨脹的傳感器元件(33、34)，并且該傳感器元件與所述柱塞(27或28)接觸，并且所述柱塞(27或28)能夠在所述位置之間運動并且每個都包括用來抵抗由所述傳感器元件(33或34)施加的力的彈簧(31或32)，其中所述切換裝置包括能夠在其第一位置阻擋柱塞(27或28)的阻擋部件(38)和形成用于所述另一個柱塞(27或28)的所述傳感器元件(33或34)的端部止動件(39)的部件。
13.如權(quán)利要求9至12中任一項所述的壓縮機裝置，其特征在于，每個恒溫截止閥的所述傳感器元件(33和34)固定在具有開口的腔室(19或20)中，其中兩個恒溫截止閥的所述腔室(19和20)的尺寸相同，并且所述切換裝置包括:解除促動蓋帽(38)，其長度對應(yīng)于所述柱塞(27，28)的阻擋位置，并且設(shè)有凹槽(40)，所述凹槽用來使得所述傳感器元件(33或34)能夠自由膨脹；以及促動蓋帽(37)，其長度被設(shè)置成所述促動蓋帽(37)形成用于所述傳感器元件(33或34)的端部止動件(39)。
14.如前面權(quán)利要求中任一項所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述切換裝置包括數(shù)據(jù)處理單元(44)，所述數(shù)據(jù)處理單元與測量儀器連接用于從它們中接收測量信號，并且在所述數(shù)據(jù)處理單元中編程有選擇算法，用來根據(jù)所述測量信號確定輸出，該輸出轉(zhuǎn)變成用于自動促動所述子控制器(25或26)中的一個的控制信號。
15.如權(quán)利要求14所述的壓縮機裝置，其特征在于，所述第一和第二子控制器(25，26)包括能夠?qū)λ隹刂菩盘栕鞒鲰憫?yīng)的磁控閥(46)。
16.一種用于控制壓縮機裝置(I)的方法，該壓縮機裝置包括:液體噴射壓縮機元件(2)，設(shè)有具有一個或多個冷卻劑入口(8)的壓縮腔室；與所述壓縮機元件(2)的出口(4)連接的氣體/冷卻劑分離罐(5);以及配備有冷卻器(10)的管道(7)，用于在所述罐(5)和所述冷卻劑入口(8)之間提供冷卻劑流， 其特征在于，該方法包括選擇步驟，根據(jù)所期望的或?qū)嶋H的工作條件促動彼此排斥并且作用在固定的但不同的目標(biāo)參數(shù)上的兩個或更多個子控制器(25和26)中的一個，以調(diào)節(jié)在所述壓縮機元件(2)的所述冷卻劑入口(8)處的冷卻劑的溫度。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述控制裝置包括第一子控制器(25)，所述第一子控制器能夠?qū)⒃谒隼鋮s器(10)的入口處的冷卻劑的溫度或者實際上與之相等的溫度調(diào)節(jié)至參考值。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述控制裝置包括第二子控制器(26)，所述第二子控制器能夠?qū)⒃谒鰤嚎s機元件(2)的所述冷卻劑入口(8)處的冷卻劑的溫度或者實際上與之相等的溫度調(diào)節(jié)至參考值。
19.如權(quán)利要求16至18中任一項所述的方法，其特征在于，所述選擇步驟根據(jù)由所述壓縮機元件(2)吸入的所述氣體的溫度必要時加上其濕度以及所述壓縮機裝置(I)的工作壓力來進行。
20.如權(quán)利要求16至19中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一子控制器(25)的參考溫度根據(jù)所述吸入氣體的最大可能溫度必要時還有其濕度以及最大可能的工作壓力來確定。
21.如權(quán)利要求16至20中任一項所述的方法，其特征在于，當(dāng)這些參數(shù)中的一個低于所述壓縮機裝置(I)的最大許可值時，所述第一子控制器(25)的參考溫度根據(jù)在一段期間內(nèi)所述吸入氣體的最大出現(xiàn)的溫度和濕度和/或工作壓力來確定，從而對于具有異常操作的每個局部期間而言，將所述第一子控制器(25)設(shè)定為正確的參考溫度。
22.如權(quán)利要求16至21中任一項所述的方法，其特征在于，手動促動所述子控制器(25，26)。
23.如權(quán)利要求16至22中任一項所述的方法，其特征在于，所述子控制器(25，26)用促動蓋帽促動，并且所述另一個子控制器設(shè)有解除促動蓋帽。
24.如權(quán)利要求16至23中任一項所述的方法，其特征在于，采用判斷表格或圖表來確定必須促動哪一個子控制器(25，26)以及由此必須解除促動哪一個子控制器。
25.如權(quán)利要求16至24中任一項所述的方法，其特征在于，所述子控制器(25，26)的自動選擇和促動是采用由控制單元(44)控制的磁性閥(46)來完成。
26.如權(quán)利要求16至25中任一項所述的方法，其特征在于，對所述子控制器(25，26)進行自動選擇的所述控制單元(44)根據(jù)所述吸入氣體的測量溫度必要時加上其濕度以及所述壓縮機裝置(I)的工作壓力來工作。
27.如權(quán)利要求16至21中任一項所述的方法，其特征在于，自動地完成所述子控制器(25，26)的選擇步驟和促動。
【文檔編號】F04B39/02GK104246224SQ201380008057
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月29日
【發(fā)明者】K·A·L·馬滕斯 申請人:阿特拉斯·科普柯空氣動力股份有限公司