專(zhuān)利名稱(chēng)：控制包含幾個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備的方法、應(yīng)用于此的控制箱和應(yīng)用該方法的壓縮空 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制包含幾個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
這種包括幾個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備是已知的，由此至多組合一或兩種不同類(lèi)型的壓縮機(jī)，壓縮機(jī)通過(guò)其各自的出口連接到一個(gè)單獨(dú)的壓縮空氣網(wǎng)，并且每一個(gè)在不同的開(kāi)關(guān)壓力下級(jí)聯(lián)開(kāi)和關(guān)，從而防止同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉所述幾個(gè)壓縮機(jī)，這種同時(shí)的開(kāi)和關(guān)會(huì)在壓縮空氣網(wǎng)中引起巨大波動(dòng)。
這種控制包含幾個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備中的壓縮機(jī)的方法的缺點(diǎn)在于，壓縮空氣網(wǎng)中的總流量和壓力仍然會(huì)經(jīng)受大的波動(dòng)。
一個(gè)相關(guān)的缺點(diǎn)是，由于壓縮空氣網(wǎng)中大的壓力波動(dòng)，平均壓力與所需最小壓力相比較大，這導(dǎo)致壓縮空氣網(wǎng)中能耗大，以及泄漏損失較大。
已知方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是上面提到的控制沒(méi)有考慮每個(gè)分離壓縮機(jī)的最優(yōu)工作條件，而且壓縮機(jī)常常工作在其最優(yōu)工作范圍之外，比較而言，此時(shí)它們消耗多得多的能量，而且磨損更快。
另一個(gè)缺點(diǎn)是每次開(kāi)關(guān)壓縮機(jī)對(duì)所涉及壓縮機(jī)的功耗和使用年限是不利的。
還有一個(gè)缺點(diǎn)是這種方法不適合在單個(gè)壓縮空氣設(shè)備中組合兩種以上不同類(lèi)型的壓縮機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種針對(duì)上述及其它缺點(diǎn)的解決方案，本發(fā)明提供一種方法，使得能夠控制包含一、兩或三種不同類(lèi)型壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)在平均設(shè)定值周?chē)驮谠O(shè)定的最小壓力與設(shè)定的最大壓力之間的極窄范圍內(nèi)的壓力調(diào)整，以便平均壓力相對(duì)接近最小壓力，這對(duì)壓縮空氣設(shè)備中的功耗和通過(guò)泄漏造成的氣體損失是有利的。
為此，本發(fā)明涉及一種調(diào)整包括幾個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備的方法，該壓縮空氣設(shè)備主要包括兩個(gè)或更多被稱(chēng)為“負(fù)載/空載”壓縮機(jī)型和/或渦輪壓縮機(jī)型和/或轉(zhuǎn)速可變壓縮機(jī)型的電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，由此這些壓縮機(jī)通過(guò)其出口連接到一個(gè)單獨(dú)的壓縮空氣網(wǎng)，而且由此每個(gè)壓縮機(jī)配備一個(gè)或幾個(gè)控制單元，因此該方法使用了一個(gè)控制箱，該控制箱上連接有上述壓縮空氣網(wǎng)的一個(gè)壓力傳感器，該控制箱使得能夠在設(shè)定的目標(biāo)壓力周?chē)驮谟稍O(shè)定的最小壓力和設(shè)定的最大壓力限定的壓力區(qū)間內(nèi)調(diào)整上述壓縮空氣網(wǎng)中的壓力，由此通過(guò)控制一個(gè)或幾個(gè)上述壓縮機(jī)的流量實(shí)現(xiàn)上述調(diào)整，特別是為了在壓力下降太多時(shí)增加壓縮機(jī)供應(yīng)的總流量，以及為了在壓力變得太高時(shí)降低總的供應(yīng)流量。
優(yōu)選地，在控制箱的存儲(chǔ)器中預(yù)先存儲(chǔ)一個(gè)用于該壓縮空氣設(shè)備中每個(gè)壓縮機(jī)或每種壓縮機(jī)的評(píng)估表，由此對(duì)所涉及壓縮機(jī)的每一種工作條件，估計(jì)上述控制指令的影響，以及由此對(duì)于所涉及壓縮機(jī)的每一個(gè)控制指令給出一個(gè)分值，當(dāng)該指令的影響對(duì)壓縮空氣設(shè)備的輸出有利時(shí)該分值是正數(shù)，當(dāng)上述影響不利時(shí)是負(fù)數(shù)，其絕對(duì)值在有利或不利影響較大時(shí)都是比較大的。
以這種方式，根據(jù)所述評(píng)估表，任何時(shí)候只要關(guān)心壓縮空氣設(shè)備的輸出，就能夠檢查什么控制指令具有最高分，而且能夠通過(guò)一個(gè)算法計(jì)算這個(gè)最佳分值，然后通過(guò)控制箱執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制指令。
本發(fā)明還涉及一種控制箱，用于根據(jù)本發(fā)明的方法調(diào)整包括一個(gè)或幾個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備，該控制箱主要配備有至一個(gè)或幾個(gè)壓縮機(jī)控制單元的連接裝置，以及配備有壓縮空氣設(shè)備的一個(gè)壓力傳感器；存儲(chǔ)器，其中可以存儲(chǔ)一個(gè)評(píng)估表，其分值由用戶輸入；運(yùn)算單元，其具有能夠比較上述分值的算法，并給出一個(gè)作為最高選定分值的函數(shù)的控制指令。
此外，本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法的壓縮空氣設(shè)備，其主要包括一個(gè)或幾個(gè)被稱(chēng)為“負(fù)載/空載”型的壓縮機(jī)；一個(gè)或幾個(gè)渦輪壓縮機(jī)型壓縮機(jī)；一個(gè)或幾個(gè)和/或轉(zhuǎn)速可變型壓縮機(jī)，由此這些壓縮機(jī)分別通過(guò)其出口連接到一個(gè)單壓縮空氣網(wǎng)，而且由此每個(gè)壓縮機(jī)配備一個(gè)或幾個(gè)控制單元和一個(gè)壓力傳感器；最后，包括一個(gè)控制箱，其連接到上述控制單元中的一個(gè)或幾個(gè)和上述壓力傳感器。
這種包含三種不同類(lèi)型壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備具備的優(yōu)點(diǎn)是可以非常精確的調(diào)整壓力和輸出。


為了更好的解釋本發(fā)明的特性，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)優(yōu)選壓縮空氣設(shè)備，以及根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用，只是作為例子，沒(méi)有任何限制，其中圖1示意性顯示了一種包括幾個(gè)壓縮機(jī)，能夠應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法的壓縮空氣設(shè)備；圖2和3分別顯示了在圖1中分別用F2和F3表示的壓縮機(jī)的運(yùn)行曲線；圖4顯示了壓力作為時(shí)間函數(shù)的發(fā)展；圖5顯示圖1的一個(gè)變體。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，壓縮空氣設(shè)備1以舉例的方式顯示為包括三個(gè)不同的壓縮機(jī)，具體地是“負(fù)載/空載”型第一壓縮機(jī)2、渦輪型第二壓縮機(jī)3和轉(zhuǎn)速可變型第三壓縮機(jī)4，由此這些壓縮機(jī)通過(guò)其各自出口5-6-7連接到一個(gè)單獨(dú)的壓縮空氣網(wǎng)8。
在這種情況下，“負(fù)載/空載”型壓縮機(jī)2包含一個(gè)連接到電動(dòng)機(jī)10的壓縮機(jī)元件9。
在壓縮機(jī)元件9的進(jìn)氣口中安裝一個(gè)受控進(jìn)氣閥11，進(jìn)氣閥11有一個(gè)打開(kāi)位置和一個(gè)關(guān)閉位置，同時(shí)在排氣裝置5中安裝一個(gè)受控排氣閥12，排氣裝置5具有向環(huán)境空氣開(kāi)放的出口13。
電動(dòng)機(jī)10、進(jìn)氣閥11和排氣閥12通過(guò)電導(dǎo)體14連接到一個(gè)控制元件15，控制元件15可以發(fā)出控制指令來(lái)啟動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)10、打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣閥11、將排氣閥12置于特定位置，從而使壓縮機(jī)分別以負(fù)載、空載方式工作。
該壓縮機(jī)2具有三種可能的運(yùn)行方式，即停止、負(fù)載和空載運(yùn)行。
控制元件15從某些探頭和儀表接收多個(gè)信號(hào)16，為清楚起見(jiàn)沒(méi)有在圖中顯示探頭和儀表，它們例如測(cè)量轉(zhuǎn)速、電動(dòng)機(jī)10吸收的電功率、出口5處的壓力和溫度，等等。
渦輪型壓縮機(jī)3包括一個(gè)耦接到電動(dòng)機(jī)18的壓縮機(jī)元件17。
在壓縮機(jī)3的進(jìn)氣口處安裝一個(gè)受控進(jìn)氣閥19，進(jìn)氣閥19有一個(gè)打開(kāi)和一個(gè)關(guān)閉位置，而在出口6中安裝一個(gè)排氣閥20，出口6具有一個(gè)至環(huán)境空氣的自由出口21。
壓縮機(jī)3配備有一個(gè)控制元件22，該控制元件22通過(guò)導(dǎo)線14電連接到電動(dòng)機(jī)18以及進(jìn)氣閥19和排氣閥17，由此控制元件22可以發(fā)出必要的控制指令，以啟動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)16、打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣閥19以及將排氣閥20置于特定位置。
圖2顯示了壓縮機(jī)3的運(yùn)行曲線，該曲線顯示了所謂的消耗率SE，或者換句話說(shuō)每單位所供應(yīng)的氣動(dòng)功率的吸收功率，作為供氣流量Q的函數(shù)。
消耗率SE越小，壓縮機(jī)的輸出越好。
從圖2可以清楚看出，壓縮機(jī)3可以運(yùn)行在兩個(gè)極限運(yùn)行點(diǎn)A和B之間，由此在這個(gè)運(yùn)行區(qū)域A-B的左邊，排氣閥20是打開(kāi)的，但是在運(yùn)行區(qū)域A-B之內(nèi)，流量是由進(jìn)氣閥19的位置確定的。
與控制元件15的方式類(lèi)似，為控制元件22提供多個(gè)與壓縮機(jī)3的轉(zhuǎn)速、吸收功率等相關(guān)的測(cè)量信號(hào)。
轉(zhuǎn)速可變型壓縮機(jī)4包括一個(gè)壓縮機(jī)元件24，該壓縮機(jī)元件24耦接到電動(dòng)機(jī)25，該電動(dòng)機(jī)25通過(guò)電導(dǎo)線14連接到一個(gè)控制元件26，提供例如頻率控制，從而能夠以連續(xù)方式調(diào)整電動(dòng)機(jī)25的轉(zhuǎn)速，而且能夠啟動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)25。
圖3顯示了工作范圍位于點(diǎn)C和D之間的這個(gè)壓縮機(jī)4的運(yùn)行曲線，由此通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)25的轉(zhuǎn)速可以獲得位于該范圍C-D內(nèi)的工作點(diǎn)。
實(shí)際上，目的是使壓縮機(jī)工作在中心工作區(qū)E-F，在此處消耗率最低，而且在任何情況下都比在有利程度較低的工作區(qū)C-E和F-D低得多。
控制元件26接收某些測(cè)量信號(hào)27，例如電動(dòng)機(jī)25的轉(zhuǎn)速、吸收功率，等等。
壓縮空氣設(shè)備1還配備一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的控制箱28，由此該控制箱28通過(guò)能夠用電導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)的連接裝置28、通過(guò)局域網(wǎng)(LAN)中的連接、通過(guò)無(wú)線連接等連接到上述控制元件15、22和26。
控制箱28有一個(gè)存儲(chǔ)器29和一個(gè)運(yùn)算單元30，并且在這種情況下連接到一個(gè)計(jì)算機(jī)31等，由此可以直接或通過(guò)如因特網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)連接該計(jì)算機(jī)31。
在壓縮空氣網(wǎng)8中配備一個(gè)壓力傳感器32，其通過(guò)連接裝置33連接到控制箱28。
下面將通過(guò)幾個(gè)理論示例來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的方法。
當(dāng)啟動(dòng)壓縮空氣設(shè)備1時(shí)，建立一個(gè)評(píng)估表，由此對(duì)所有上述壓縮機(jī)2-3-4的控制指令，為所有或某些運(yùn)行情況給出一個(gè)分值，這是關(guān)于所述控制指令對(duì)壓縮空氣設(shè)備1的輸出，從而對(duì)其能耗的影響的度量，由此例如對(duì)有利的影響給出正分值，對(duì)不利影響給出負(fù)分值，并且當(dāng)影響越大時(shí)分值都是越高的。
這種關(guān)于啟動(dòng)壓縮機(jī)2-3-4的分值的例子如下●啟動(dòng)“負(fù)載/空載”型壓縮機(jī)2給分-50；●啟動(dòng)渦輪型壓縮機(jī)3給分-40；●啟動(dòng)轉(zhuǎn)速可變型壓縮機(jī)4給分-20。
所有這些分值都是負(fù)的，這表示啟動(dòng)壓縮機(jī)總是對(duì)輸出有不利影響，啟動(dòng)壓縮機(jī)2比啟動(dòng)壓縮機(jī)3更不利，而與啟動(dòng)壓縮機(jī)4相比甚至更不利。
一個(gè)正分值的例子是對(duì)應(yīng)一個(gè)如下的控制指令的分值，該控制指令例如將轉(zhuǎn)速可變壓縮機(jī)4的運(yùn)行點(diǎn)從圖3中有利程度較低的工作區(qū)C-E移動(dòng)到較為有利的工作區(qū)E-F。
上述評(píng)估表或者是根據(jù)壓縮機(jī)2-3-4的已知特性計(jì)算的，或者是以試驗(yàn)方式確定的。
該表存儲(chǔ)在控制箱28的存儲(chǔ)器27中。
當(dāng)壓縮空氣設(shè)備1運(yùn)行時(shí)，如圖4所示，與在由最大壓力PMAX和最小壓力PMIN所限定的壓力區(qū)間內(nèi)的目標(biāo)壓力PS相關(guān)地設(shè)定壓縮空氣網(wǎng)8中的壓力，例如壓力傳感器32處的壓力。
這些壓力PS、PMAX和PMIN在控制箱28中設(shè)定，例如通過(guò)計(jì)算機(jī)31進(jìn)行設(shè)定。
控制箱28通過(guò)控制上述壓縮機(jī)2-3-4中的一個(gè)或幾個(gè)的流量，調(diào)整位于上述界限中的壓力P，特別是為了在壓力P下降太多時(shí)增加壓縮機(jī)2-3-4供應(yīng)的總流量，以及在壓力P上升太多時(shí)減少總供應(yīng)量。
優(yōu)選地，在壓縮空氣網(wǎng)8中的壓力P上升超過(guò)設(shè)定的目標(biāo)壓力PS時(shí)，控制箱28發(fā)出一個(gè)增加流量的控制指令，達(dá)到設(shè)定的最大壓力PMAX之前確定的時(shí)間長(zhǎng)度X，以及當(dāng)壓縮空氣網(wǎng)8中的壓力P下降到低于設(shè)定的目標(biāo)壓力PS時(shí)，控制箱28將發(fā)出一個(gè)降低流量的控制指令，達(dá)到設(shè)定最小壓力PMIN之前確定的時(shí)間長(zhǎng)度X。
因此，通過(guò)連續(xù)調(diào)整壓縮機(jī)2-3-4的流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮空氣網(wǎng)8中的壓力P的非常精確的調(diào)整。
為了使流量調(diào)整和適合的壓縮機(jī)2-3-4的選擇最優(yōu)化，在控制箱28中提供一個(gè)算法，具體說(shuō)是在運(yùn)算單元30中，該算法周期性地或連續(xù)地比較所有壓縮機(jī)2-3-4的所有控制指令的分值，這會(huì)得到一個(gè)合適的流量變化，從而使壓力P較接近于目標(biāo)值PS。
所述算法通過(guò)這種比較判斷根據(jù)最高分值實(shí)際執(zhí)行哪一個(gè)控制指令，因此總是選擇最有利的解決方案。
如果，例如，通過(guò)調(diào)整壓縮機(jī)3和壓縮機(jī)4兩者的流量能夠?qū)崿F(xiàn)流量增加，則會(huì)選擇具有最高分值的壓縮機(jī)3-4。
優(yōu)選地，在選擇最有利的控制指令時(shí)，該算法還將考慮能夠按所需方向引導(dǎo)總流量的一個(gè)或幾個(gè)壓縮機(jī)2-3-4的組合控制指令的總分值，由此接著執(zhí)行這個(gè)具有最高分值的簡(jiǎn)單或組合的控制指令。
以這種方式，例如還考慮組合控制指令，由此單個(gè)壓縮機(jī)，例如壓縮機(jī)2的流量增加，而同時(shí)另一個(gè)壓縮機(jī)，例如壓縮機(jī)3流量下降，從而達(dá)到使壓力P更接近目標(biāo)壓力PS的總體效果。
為了選擇最有利的控制指令，控制指令的上述分值可以被增加一個(gè)值，該值等于控制指令之前的供應(yīng)流量和控制指令之后的假設(shè)供應(yīng)流量之間的差乘以一個(gè)加權(quán)因子，如根據(jù)所述算法計(jì)算的那樣。
如果上述加權(quán)因子的值例如是-1，則使流量增加50單位的控制指令會(huì)得到分值-50，而使流量增加30單位的控制指令會(huì)得到一個(gè)更為有利的分值-30，這樣，當(dāng)選擇適合的控制指令時(shí)，也會(huì)考慮某個(gè)控制指令的影響的分值。
優(yōu)選地，在選擇最佳控制指令時(shí)，還要考慮所謂的流量偏差，即，在假設(shè)實(shí)現(xiàn)所涉及控制指令之后供應(yīng)流量和所需流量之間的差，該流量偏差可以由控制箱28計(jì)算。
顯然，認(rèn)為小流量偏差比大流量偏差更有利。
實(shí)際上，據(jù)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致負(fù)流量偏差的控制指令比意味著正流量偏差的控制指令更有利。
所述算法通過(guò)賦給所涉及的控制指令一個(gè)附加的分值來(lái)將這些數(shù)據(jù)考慮進(jìn)去，其中，該附加分值等于流量偏差乘以一個(gè)負(fù)加權(quán)因子，其絕對(duì)值在上述差值為正的情況下比該差值為負(fù)的情況要大。
根據(jù)本發(fā)明的特殊特性，可以使控制箱28在選擇控制指令時(shí)考慮所有壓縮機(jī)必須磨損到相同的程度。
這是通過(guò)將控制指令的分值加上一個(gè)值實(shí)現(xiàn)的，該值等于所涉及壓縮機(jī)2-3-4工作小時(shí)數(shù)乘以一個(gè)負(fù)加權(quán)因子。
因此，當(dāng)選擇該算法時(shí)，工作小時(shí)數(shù)較多的壓縮機(jī)相對(duì)于工作小時(shí)少的壓縮機(jī)2-3-4處于不利地位。
以相同的方式，可以給予控制箱28選擇壓縮機(jī)2-3-4的某一優(yōu)先級(jí)，由此將會(huì)賦給具有優(yōu)先級(jí)的特定壓縮機(jī)較高的附加優(yōu)先級(jí)值，所需優(yōu)先級(jí)越高，該值都越大。
而且，通過(guò)把啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)給予每個(gè)壓縮機(jī)，可以在啟動(dòng)壓縮機(jī)2-3-4時(shí)施加強(qiáng)制優(yōu)先級(jí)。其中，該啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)在乘以一個(gè)負(fù)加權(quán)因子之后加到上述的控制指令分值。
因此，具有最大優(yōu)先級(jí)的啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)1的壓縮機(jī)比具有較小啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)3的壓縮機(jī)負(fù)向得分少。
顯然，以這種方式，也可以在控制箱28上應(yīng)用除上述之外的其它準(zhǔn)則和優(yōu)先級(jí)，而且例如也可以在控制箱28中內(nèi)裝一個(gè)時(shí)鐘，這樣當(dāng)控制壓縮空氣設(shè)備1時(shí)，還會(huì)考慮工作時(shí)間、周末，等等。
通過(guò)把上述分值加起來(lái)，還可以組合這些準(zhǔn)則和優(yōu)先級(jí)，這樣，所述算法將會(huì)，例如將輸出準(zhǔn)則以及損耗準(zhǔn)則考慮在內(nèi)，由此加權(quán)因子決定對(duì)于一個(gè)或其它準(zhǔn)則的重要性。
以這種方式，可以以非常簡(jiǎn)單和靈活的方式有益地利用壓縮空氣設(shè)備1，因此用戶可以按需要對(duì)控制箱28編程。
可通過(guò)計(jì)算機(jī)31或經(jīng)由因特網(wǎng)等通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)控制盒編程。
當(dāng)然，控制箱28自身也可以配備鍵盤(pán)和屏幕，這樣，在這種情況下不一定需要通過(guò)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)31來(lái)編程。
圖5顯示了壓縮空氣設(shè)備1的一種變體，在這種情況下其不同之處在于速度可變型壓縮機(jī)4也配備了一個(gè)可控進(jìn)氣閥34和一個(gè)具有在空氣中的自由排氣裝置36的可控排氣閥35，進(jìn)氣閥34和排氣閥35連接到控制元件26。
當(dāng)然，這些附加控制單元34-35可以由控制箱28控制，這樣，通過(guò)設(shè)置壓縮機(jī)2-3-4的流量，可以更為精確地調(diào)整壓縮空氣網(wǎng)8中的壓力。
雖然圖中壓縮空氣設(shè)備1包括三種不同類(lèi)型的壓縮機(jī)2-3-4，但不排除在包括幾個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備中只使用一種或兩種壓縮機(jī)。
也不排除以無(wú)論什么組合應(yīng)用三種以上的壓縮機(jī)，只要使用的壓縮機(jī)類(lèi)型是關(guān)心的。
也不排除以無(wú)論什么組合將上述壓縮機(jī)類(lèi)型與具有部分負(fù)載型壓縮機(jī)的調(diào)整進(jìn)氣口或出口的這一類(lèi)壓縮機(jī)組合在一起。
壓縮機(jī)也不一定要配備所有上述控制單元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)，當(dāng)然，它們也可以配備其它控制單元，控制單元可以由控制箱28運(yùn)行，或者不由其運(yùn)行。
雖然附圖一直顯示單級(jí)壓縮機(jī)，但也可以是使用了相互串聯(lián)或并聯(lián)的幾個(gè)壓縮機(jī)元件的多級(jí)壓縮機(jī)。
顯然，本發(fā)明還可以應(yīng)用于其它用于壓縮除空氣之外的氣體的壓縮機(jī)設(shè)備。
本發(fā)明決不會(huì)受限于上述作為例子描述的方法、控制箱和壓縮空氣設(shè)備；相反，可以根據(jù)幾個(gè)仍然在本發(fā)明范圍之內(nèi)的變體得到這種方法、控制箱和壓縮空氣設(shè)備。
權(quán)利要求
1.用于調(diào)整包括幾個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備的方法，該壓縮空氣設(shè)備(1)主要包括兩個(gè)或多個(gè)所謂的“負(fù)載/空載”壓縮機(jī)(2)型和/或渦輪壓縮機(jī)(3)型和/或轉(zhuǎn)速可變壓縮機(jī)(4)型的電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)(2-3-4)，由此這些壓縮機(jī)(2-3-4)各自通過(guò)其出口(5-6-7)連接到一個(gè)單獨(dú)的壓縮空氣網(wǎng)(8)，并且由此每個(gè)壓縮機(jī)(2-3-4)配備一個(gè)或幾個(gè)控制單元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)，其特征在于該方法使用一個(gè)控制箱(28)，該控制箱(28)連接有一個(gè)上述壓縮空氣網(wǎng)(8)的壓力傳感器(32)，該控制箱(28)能夠在將被設(shè)置的目標(biāo)壓力(PS)周?chē)陀蓪⒈辉O(shè)置的最小壓力(PMIN)和將被設(shè)置的最大壓力(PMAX)所限定的壓力區(qū)間內(nèi)調(diào)整上述壓縮空氣網(wǎng)(8)中的壓力(P)，由此通過(guò)控制一個(gè)或幾個(gè)上述壓縮機(jī)(2-3-4)的流量(Q)進(jìn)行上述調(diào)整，特別是為了在壓力下降太多時(shí)增加壓縮機(jī)(2-3-4)供應(yīng)的總流量，以及為了在壓力變得太高時(shí)降低總供應(yīng)流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于控制箱(28)通過(guò)向壓縮機(jī)的上述控制單元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)給出至少一個(gè)控制指令來(lái)控制壓縮空氣網(wǎng)(1)的總流量，所述控制指令可以包括啟動(dòng)和/或停止一個(gè)或幾個(gè)壓縮機(jī)(2-3-4)；打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)或幾個(gè)壓縮機(jī)的受控進(jìn)氣閥(11-19)；將一個(gè)或幾個(gè)壓縮機(jī)(2-3-4)的排氣閥(12-20)打開(kāi)或關(guān)閉到更多或更少的程度；以及調(diào)整一個(gè)或幾個(gè)壓縮機(jī)(2-3-4)的轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于該方法包括當(dāng)壓縮空氣網(wǎng)(8)中的壓力(P)上升到高于設(shè)置的目標(biāo)壓力(PS)時(shí)，控制箱(28)會(huì)增加總流量，達(dá)到設(shè)置的最大壓力(PMAX)之前確定的時(shí)間長(zhǎng)度，以及當(dāng)壓縮空氣網(wǎng)(8)中的壓力(P)下降到低于設(shè)置的目標(biāo)壓力(PS)時(shí)，控制箱(28)會(huì)減少總流量，達(dá)到設(shè)置的最小壓力(PMIN)之前確定的時(shí)間長(zhǎng)度。
4.根據(jù)前面任一個(gè)權(quán)利要求的方法，其特征在于事先在控制箱(28)的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)一個(gè)用于壓縮空氣設(shè)備中每一個(gè)壓縮機(jī)(2-3-4)或每種壓縮機(jī)的評(píng)估表，由此對(duì)所涉及壓縮機(jī)(2-3-4)的每一種工作條件估計(jì)前述控制指令的影響，以及由此對(duì)所涉及壓縮機(jī)的每一個(gè)控制指令賦給一個(gè)分值，當(dāng)該指令的影響對(duì)壓縮空氣裝置(1)的輸出有利時(shí)該值為正，當(dāng)上述影響不利時(shí)該值為負(fù)，有利或不利影響越大，該分值的絕對(duì)值都越大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于在壓縮空氣設(shè)備(1)運(yùn)行時(shí)，為了選擇分值的最有利的控制指令，可以通過(guò)算法周期性地或連續(xù)地相互比較所有能夠按所需方向引導(dǎo)總流量從而使壓縮空氣網(wǎng)(8)中的壓力(P)更接近設(shè)置的目標(biāo)壓力(PS)的正控制指令的分值，此后可以實(shí)現(xiàn)所涉及的具有最高分值的控制指令。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于當(dāng)選擇最有利的控制指令時(shí)，該算法還考慮能夠按所需方向引導(dǎo)總流量的一個(gè)或幾個(gè)壓縮機(jī)(2-3-4)的組合控制指令的總分值，由此，隨后執(zhí)行具有這個(gè)最高分值的控制指令或組合控制指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征在于為了選擇最有利的控制指令，將上述的控制指令分值增加一個(gè)值，該值等于假設(shè)執(zhí)行所涉及控制指令之后供應(yīng)流量和所需流量之間的差乘以一個(gè)負(fù)加權(quán)因子，該負(fù)加權(quán)因子的絕對(duì)值在上述差值為正的情況下比在該差值為負(fù)的情況下要大。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一個(gè)的方法，其特征在于為了選擇最有利的控制指令，將上述控制指令分值增加一個(gè)值，該值等于控制指令之前的供應(yīng)流量和控制指令之后的假設(shè)供應(yīng)流量之間的差乘以一個(gè)負(fù)加權(quán)因子。
9.根據(jù)權(quán)利要求5到8中任一個(gè)的方法，其特征在于如果需要所有壓縮機(jī)(2-3-4)均勻磨損，則將上述分值加上一個(gè)值，該值等于所涉及壓縮機(jī)(2-3-4)工作小時(shí)數(shù)乘以一個(gè)負(fù)加權(quán)因子。
10.根據(jù)權(quán)利要求5到9中任一個(gè)的方法，其特征在于如果需要一個(gè)啟動(dòng)壓縮機(jī)(2-3-4)的強(qiáng)制優(yōu)先級(jí)，則給予上述壓縮機(jī)一個(gè)啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)，該啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)在與一個(gè)負(fù)加權(quán)因子相乘后加到上述分值。
11.根據(jù)權(quán)利要求5到10中任一個(gè)的方法，其特征在于如果一個(gè)壓縮機(jī)(2-3-4)需要低選擇優(yōu)先級(jí)，則為該壓縮機(jī)的上述分值加上一個(gè)正值，因?yàn)閮?yōu)先級(jí)低，所以該值都比較高。
12.用于根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法調(diào)整包括一個(gè)或幾個(gè)壓縮機(jī)(2-3-4)的壓縮空氣設(shè)備的控制箱，其特征在于該控制箱主要配備有至壓縮機(jī)(2-3-4)的一個(gè)或幾個(gè)控制單元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)的連接裝置，用于連接該控制箱(28)以及該壓縮空氣設(shè)備(1)的一個(gè)壓力傳感器(32)；存儲(chǔ)器(29)，其中可存儲(chǔ)一個(gè)評(píng)估表，其分值由用戶輸入；運(yùn)算單元(30)，其具有的算法能夠比較上述分值并給出作為最高選擇分值的函數(shù)的控制指令。
13.應(yīng)用根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一個(gè)方法的壓縮空氣設(shè)備，其特征在于它主要包括一個(gè)或幾個(gè)所謂的“負(fù)載/空載”型壓縮機(jī)(2)；一個(gè)或幾個(gè)渦輪壓縮機(jī)型壓縮機(jī)(3)；一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)速可變型壓縮機(jī)(4)，由此這些壓縮機(jī)(2-3-4)通過(guò)其出口(5-6-7)各自連接到一個(gè)單獨(dú)的壓縮空氣網(wǎng)(8)，以及由此，每個(gè)壓縮機(jī)(2-3-4)配備一個(gè)或幾個(gè)控制單元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)；壓力傳感器(32)；以及，控制箱(28)，其連接到上述控制單元中的一個(gè)或幾個(gè)并連接到上述壓力傳感器(32)。
全文摘要
用于調(diào)整包括幾個(gè)壓縮機(jī)的壓縮空氣設(shè)備的方法，壓縮空氣設(shè)備主要包括兩個(gè)或多個(gè)所謂的“負(fù)載/空載”型和/或渦輪壓縮機(jī)(3)型和/或轉(zhuǎn)速可變壓縮機(jī)(4)型的電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)(2－3－4)，由此這些壓縮機(jī)(2－3－4)分別通過(guò)其出口(5－6－7)連接到一個(gè)單獨(dú)的壓縮空氣網(wǎng)(8)，其特征在于該方法使用了一個(gè)控制箱(28)，該控制箱(28)能夠在設(shè)置的目標(biāo)壓力(PS)周?chē){(diào)整上述壓縮空氣網(wǎng)(8)中的壓力(P)，由此通過(guò)控制一個(gè)或幾個(gè)上述壓縮機(jī)(2－3－4)的流量(Q)進(jìn)行上述調(diào)整，特別是為了在壓力下降太多時(shí)增加壓縮機(jī)(2－3－4)供應(yīng)的總流量，以及為了在壓力變得太高時(shí)降低總供應(yīng)流量。
文檔編號(hào)G05D16/20GK1780987SQ200480011669
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者約翰·格奧爾格·烏爾班·皮特森 申請(qǐng)人:艾拉斯科普庫(kù)空氣動(dòng)力股份有限公司