用于控制喷油压缩机或真空泵的出口温度的方法和用于实施该方法的喷油压缩机或真空泵技术

本发明专利技术涉及一种用于控制喷油压缩机或真空泵的出口温度的方法以及用于实施这种方法的喷油压缩机或真空泵。所述喷油压缩机或真空泵包括压缩机或真空元件(4)，所述压缩机或真空元件设有进气口(5)、元件出口(6)和进油口(12)，所述方法包括以下步骤：测量在元件出口(6)处的出口温度(Tout)；控制调节阀(15)的位置，以便调节流过与所述进油口(12)连接的冷却单元(13)的油的流动；由此，所述控制调节阀(15)的位置的步骤涉及对测量的出口温度(Tout)应用模糊逻辑算法；并且该方法还包括以下步骤：通过应用模糊逻辑算法并且进一步基于调节阀(15)的位置来控制冷却流过冷却单元(13)的油的风扇(21)的速率。

【技术实现步骤摘要】
用于控制喷油压缩机或真空泵的出口温度的方法和用于实施该方法的喷油压缩机或真空泵
本专利技术涉及一种用于控制喷油压缩机或真空泵的出口温度的方法，所述喷油压缩机或真空泵包括压缩机或真空元件，所述压缩机或真空元件具有进气口、元件出口和进油口，所述方法包括以下步骤：测量在元件出口处的出口温度；以及控制调节阀的位置，以便调节流过与所述进油口连接的冷却单元的油的流动。
技术介绍
已知的是需要将在喷油压缩机或真空泵的出口处的温度保持在最低限度以上。现有系统典型地使用制成冷却单元的一部分的固定速度风扇和固定温度恒温器，以便当出口温度达到最低限度时，该系统使风扇停止，直到出口温度升高为止。如果这些系统将允许出口温度下降到这种限度以下，则将在系统内形成冷凝物，所述冷凝物不利地影响油的冷却或润滑能力并且也将具有腐蚀作用，缩短了系统的使用寿命。同时，出口温度应当不允许升高到上限以上，这是因为在系统内会发生损坏，例如，油的质量会劣化，或者甚至系统的不同部件会经受变形。试验已经表明，当使用固定温度恒温器和固定速度风扇时，所实施的解决方案并不总是节能的。即使出口温度将没有明显地超过上限，风扇也将以其固定的最大速度起动，导致温度迅速下降，典型地低于最低限度，使系统处于增加冷凝物形成风险的情形中。此外，因为风扇将在较长的一段时间不必发挥功能，所以这种风扇将被迅速地打开和关闭，影响驱动该风扇的马达。其它现有系统使用比例积分微分(PID)控制器和变速风扇。这种系统应用单独的控制回路以用于控制恒温器和风扇。试验已经表明，因为两个控制回路彼此干扰，这样的系统会具有不稳定的和振荡的行为。这种行为的结果是发生紧急停机、损坏机械部件以及使不同的系统部件较早地磨损。使用PID控制器的系统的另一个缺点是以下事实，即，这种解决方案适用于单输入-单输出类型的分析，而试验已经表明在这种系统上执行的分析会是更加复杂的。
技术实现思路
考虑到上述缺点，本专利技术的目的是提供一种用于控制喷油压缩机或真空泵的出口温度的方法，所述方法避免冷凝物形成，而同时避免不稳定的和振荡的行为。根据本专利技术的方法旨在提供一种节能的且易于实施的解决方案，即便对于现有的喷油压缩机或真空泵也是如此。此外，所提出的解决方案适于为多输入-多输出类型的分析所实施。本专利技术旨在提供一种不断地适应变化的环境条件并且同时可应用于位于世界任何地方的压缩机或真空泵的解决方案。本专利技术还旨在提供一种压缩机或真空泵，所述压缩机或真空泵具有最少数量的部件、最少数量的配件和管，以便可以更加容易地执行维护处理。本专利技术通过提供一种用于控制喷油压缩机或真空泵的出口温度的方法来解决以上和/或其它问题中的至少一个，所述喷油压缩机或真空泵包括压缩机或真空元件，所述压缩机或真空元件设有进气口、元件出口和进油口，所述方法包括以下步骤：-测量在元件出口处的出口温度；-控制调节阀的位置，以便调节流过与所述进油口连接的冷却单元的油的流动；由此，所述控制调节阀的位置的步骤涉及对测量的出口温度应用模糊逻辑算法；并且该方法还包括以下步骤，通过应用模糊逻辑算法并且进一步基于调节阀的位置来控制冷却流过冷却单元的油的风扇的速度。通过基于模糊逻辑算法控制调节阀的位置，该方法不断地适应压缩机或真空泵内的油路，以便使冷却能力被积极地适应以防止在所述压缩机或真空泵中形成冷凝物。此外，由于应用这样的模糊逻辑算法，考虑到测量的出口温度，如果甚至没有消除的话，将冷凝物形成的风险减到最低。因为冷却流过冷却单元的油的风扇的速度也通过应用模糊逻辑算法并且基于调节阀的位置而被控制，所以这种风扇仅当油到达冷却单元时被起动，并且速度被控制成使得压缩机或真空泵以其最高效率发挥功能、优化能量损耗并且同时连续地适应压缩机或真空泵的当前状态。由于该方法使用模糊逻辑算法，所述模糊逻辑算法作为输入具有测量的出口温度和风扇的速度，所述测量的出口温度用于控制调节阀的位置，所述风扇的速度冷却流过冷却单元的油，所以根据本专利技术的方法在不需要实质性干预的情况下并且在没有大规模地影响这种压缩机或真空泵的用户的情况下是可容易地对现有系统实施的。这种入口和/或出口温度和/或压力传感器典型地被安装在压缩机或真空泵内。此外，由于该方法使用出口温度测量值，所以根据本专利技术的方法不断地适应变化的环境条件，消除了在压缩机或真空泵内出现冷凝物的风险，并且延长了在所述压缩机或真空泵中所使用的油的寿命。此外，如果压缩机或真空泵的用户将单元从一个地理位置运输到另一个地理位置，则他将能够立即使用它，而不需要来自专业工程师的辅导或不需要手动输入某些参数，这是由于压缩机或真空泵将立即自动地适应新位置的特异性。本方法的另一个优点是以下事实，即，该方法使用不需要较高计算能力或专用部件的简单的多输入和多输出的算法。此外，因为基于调节阀的位置和测量的出口温度来控制风扇的速度，所以消除了在调节阀的位置的控制与风扇的速度的控制之间干扰的风险。优选地，所述控制所述调节阀的位置的步骤涉及调节流过所述冷却单元和流过旁通管以用于绕过所述冷却单元的油的流动，所述旁通管流体地连接到所述进油口。因为在旁通管与冷却单元之间选择油路，所以仅当温度升高到出现油劣化或压缩机或真空泵的组成部件劣化的风险时的值时，使用这种冷却单元。结果，本专利技术的方法允许部件的寿命延长，并且维持用于执行维护干预的频率和维持与其相关的成本非常低。此外，因为在油到达进油口之前在旁通管与冷却单元之间选择油路，所以始终将大约相同体积的油再注射到压缩机或真空元件中，维持恒定的润滑性能和密封性能。本专利技术还涉及一种喷油压缩机或真空泵，其包括：-压缩机或真空元件，所述压缩机或真空元件具有进气口、元件出口和进油口；-油分离器，所述油分离器具有分离器入口、分离器出口和出油口，所述分离器入口流体地连接到元件出口，所述出油口借助油导管流体地连接到压缩机或真空元件的进油口；-冷却单元，所述冷却单元连接到油分离器的出油口和压缩机或真空元件的进油口；-旁通管，所述旁通管流体地连接到出油口并且流体地连接到所述进油口以用于绕过所述冷却单元；-调节阀，所述调节阀设置在出油口上，所述调节阀配置成允许油从油分离器流过冷却单元和/或流过旁通管；-出口温度传感器，所述出口温度传感器被定位在元件出口处；-控制器单元，所述控制器单元控制所述调节阀的位置；由此，冷却单元设有风扇，并且控制器单元还设有模糊逻辑算法，所述模糊逻辑算法用于基于调节阀的位置和测量的出口温度来控制风扇的速度，用于将出口温度维持在大约预定目标值处。因为喷油压缩机或真空泵具有这样一种结构，所以使用最少数量的部件、最少数量的管道和配件来获得高效的总体系统。本专利技术还涉及一种用于控制喷油压缩机或真空泵的出口温度的控制器单元，所述喷油压缩机或真空泵包括压缩机或真空元件，所述压缩机或真空元件设有进气口、元件出口和进油口，所述控制器单元包括：-测量单元，所述测量单元包括数据输入，所述数据输入配置成接收出口温度数据；-通信单元，所述通信单元包括第一数据链路，用于控制调节阀的位置；由此，-所述通信单元还包括第二数据链路，用于控制冷却流过所述冷却单元的油的风扇的转速；并且其中-所述控制器单元还包括处理单元，所述处理单元设有模糊逻辑算法，所述模糊逻辑算法基于调节阀的位置和测量的出口温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制喷油压缩机或真空泵(1)的出口温度的方法，所述喷油压缩机或真空泵包括压缩机或真空元件(4)，所述压缩机或真空元件设有进气口(5)、元件出口(6)和进油口(12)，所述方法包括以下步骤：‑测量在所述元件出口(6)处的出口温度(Tout)；‑控制调节阀(15)的位置，以便调节流过与所述进油口(12)连接的冷却单元(13)的油的流动；其特征在于，控制所述调节阀(15)的位置的步骤涉及对测量的出口温度(Tout)应用模糊逻辑算法；并且所述方法还包括以下步骤：通过应用所述模糊逻辑算法并且进一步基于所述调节阀(15)的位置来控制冷却流过所述冷却单元(13)的所述油的风扇(21)的速度。

【技术特征摘要】
2017.02.03 BE 2017/5069;2016.08.18 US 62/376,550;21.一种用于控制喷油压缩机或真空泵(1)的出口温度的方法，所述喷油压缩机或真空泵包括压缩机或真空元件(4)，所述压缩机或真空元件设有进气口(5)、元件出口(6)和进油口(12)，所述方法包括以下步骤：-测量在所述元件出口(6)处的出口温度(Tout)；-控制调节阀(15)的位置，以便调节流过与所述进油口(12)连接的冷却单元(13)的油的流动；其特征在于，控制所述调节阀(15)的位置的步骤涉及对测量的出口温度(Tout)应用模糊逻辑算法；并且所述方法还包括以下步骤：通过应用所述模糊逻辑算法并且进一步基于所述调节阀(15)的位置来控制冷却流过所述冷却单元(13)的所述油的风扇(21)的速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：测量入口温度(Tin)、在所述进气口(5)处的入口压力(Pin)和在所述元件出口(6)处的出口压力(Pout)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，控制所述调节阀的位置的步骤包括将所述模糊逻辑算法进一步应用在所测量的入口温度(Tin)、所述入口压力(Pin)和所述出口压力(Pout)上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，控制所述调节阀(15)的位置的步骤涉及调节流过所述冷却单元(13)和流过旁通管(14)以用于绕过所述冷却单元(13)的油的流动，所述旁通管流体地连接所述进油口(12)。5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：将所述出口温度(Tout)维持在大约预定目标值(Ttarget)处，所述预定目标值(Ttarget)是通过基于测量的入口温度(Tin)、测量的入口压力(Pin)和测量的出口压力(Pout)以及估算的或测量的流过所述进气口(5)的气体的相对湿度(RH)确定大气露点(ADP)而计算出的。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述模糊逻辑算法包括以下步骤：通过从第一测量出口温度(Tout1)减去所述预定目标值(Ttarget)来确定第一误差(e1)并且通过从随后的测量出口温度(Tout2)减去所述预定目标值(Ttarget)来确定第二误差(e2)。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述模糊逻辑算法还包括以下步骤：通过计算随时间推移的所述误差的导数来计算误差演变d(error)/dt，所述误差演变d(error)/dt通过从所述第一误差(e1)减去所述第二误差(e2)并且将结果除以时间间隔(Δt)而计算，所述时间间隔(Δt)是在当测量所述第一出口温度(Tout1)时的时刻与当测量随后的出口温度(Tout2)时的时刻之间计算出的。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述模糊逻辑算法还包括以下步骤：基于所述第一误差(e1)或所述第二误差(e2)以及所述误差演变(d(error)/dt)来确定应当朝哪个方向改变所述调节阀的位置。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述模糊逻辑算法还包括以下步骤：基于所述第一误差(e1)或所述第二误差(e2)以及所述误差演变(d(error)/dt)来确定应当以何速率来改变所述调节阀的位置。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述模糊逻辑算法通过应用以下步骤来确定将朝哪个方向改变所述调节阀(15)：-如果所述第二误差(e2)是负数(N)或者如果所述第二误差(e2)近似等于零(Z)并且所述误差演变(d(error)/dt)是负数则将沿着使得更多的油流过所述旁通管(14)的方向改变所述调节阀(15)的位置；或者-如果所述第二误差(e2)是正数(P)或者如果所述第二误差(e2)近似等于零(Z)并且所述误差演变(d(error)/dt)是正数则将沿着使得更多的油流过所述冷却单元(13)的方向改变所述调节阀(15)的位置。11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述模糊逻辑算法根据以下步骤中的一个或多个来确定将以何速率来改变所述调节阀(15)的位置：-如果所述第二误差(e2)是负数(N)并且所述误差演变(d(error)/dt)是负数则将以第一预定速率(-L)改变所述调节阀(15)的位置；-如果所述第二误差(e2)是负数(N)并且所述误差演变(d(error)/dt)是正数则将以第二预定速率(-M)改变所述调节阀(15)的位置；-如果所述第二误差(e2)近似等于零(Z)并且所述误差演变(d(error)/dt)是负数则将以第三预定速率(-S)改变所述调节阀(15)的位置；-如果所述第二误差(e2)大致等于零(Z)并且所述误差演变(d(error)/dt)是正数则将以第四预定速率(+S)改变所述调节阀(15)的位置；-如果所述第二误差(e2)是正数(P)并且所述误差演变(d(error)/dt)是负数则将以第五预定速率(+M)改变所述调节阀(15)的位置；-如果所述第二误差(e2)是正数(P)并且所述误差演变(d(error)/dt)是正数则将以第六预定速率(+L)改变所述调节阀(15)的位置。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一预定速率(-L)低于所述第六预定速率(+L)；并且/或者所述第二预定速率(-M)低于所述第五预定速率(+M)；并且/或者所述第三预定速率(-S)低于所述第四预定速率(+S)。13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果所述调节阀(15)包括中心转动元件(26)，则所述模糊逻辑算法通过应用第一控制函数(CTR_valve)并且通过确定在一与以下结果之间的最小值来确定将使所述调节阀(15)的位置改变的角度，所述结果是与所述第二误差(e2)相关联的模糊值乘以第一系数(f1)加上与所述误差演变(d(error)/dt)相关联的模糊值乘以第二系数(f2)。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述模糊逻辑算法还包括以下步骤：通过将计算出的角度应用到所述调节阀(15)的当前位置来确定所述调节阀(15)的位置。15.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·科克尔伯格斯，Y·石，
申请(专利权)人：阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE