用于控制旋转式螺杆压缩机的方法技术

本发明专利技术涉及用于控制旋转式螺杆压缩机的方法，该压缩机至少具有第一空气端和第二空气端，其中，两个空气端被彼此独立地驱动并被控制速度。根据本发明专利技术，执行以下步骤：检测在第二空气端的出口处获得的容积流量；当移动的容积流量在介于最大值与最小值之间的范围内波动时，调节两个空气端的旋转速度；如果容积流量低于最小值，则打开减压阀；将至少第一空气端的旋转速度减小至预定空转速度(V1L)，以减小从第一空气端输送至第二空气端的容积流量。本发明专利技术还涉及具有旋转式螺杆压缩机的压缩装置，其中，该压缩机至少包括第一空气端和第二空气端，其中，两个空气端被彼此独立地驱动并被控制速度，以及，提供配置成执行前述方法的控制单元。

Method for controlling rotary screw compressor

The invention relates to a method for controlling a rotary screw compressor, which has at least a first air end and a second air end, wherein the two air ends are driven independently of each other and are controlled in speed. According to the present invention, the following steps are performed: detecting the volume flow obtained at the outlet of the second air end; adjusting the rotation speed of the two air ends when the moving volume flow fluctuates between the maximum and the minimum; opening the pressure reducing valve if the volume flow is below the minimum; and at least the first empty. The rotation speed of the air end is reduced to a predetermined idle speed (V1L) to reduce the volume flow rate from the first air end to the second air end. The invention also relates to a compression device having a rotary screw compressor, wherein the compressor comprises at least a first air end and a second air end, wherein the two air ends are driven independently of each other and controlled speed, and a control unit configured to perform the foregoing method is provided.

【技术实现步骤摘要】
用于控制旋转式螺杆压缩机的方法本专利技术涉及用于控制旋转式螺杆压缩机的方法，具体地，涉及处于空转模式的旋转式双螺杆压缩机。这样的旋转式螺杆压缩机至少具有第一空气端和第二空气端，其中，第一空气端压缩气态介质(通常为空气)并通向第二空气端，该第二空气端进一步压缩介质并将介质传送到下游系统。本专利技术的方法适用于控制直接驱动的旋转式螺杆压缩机，其中，两个空气端被彼此独立地驱动并被控制速度。本专利技术还涉及具有在空转模式下通过该方法进行控制的旋转式双螺杆压缩机的压缩装置。为了压缩气体介质，尤其是为了生成压缩空气，已知各种压缩机设计。例如，DE60117821T2示出了具有两个或多个空气端的多级旋转式螺杆压缩机，每个空气端均包括用于压缩气体的一对转子。另外，设置两个或多个变速驱动装置，其中，每个驱动装置均为相应的空气端提供动力。控制单元控制驱动装置的速度，从而监测每个驱动装置的扭矩和速度，使得旋转式螺杆压缩机以所需的流量输送速率和压力来提供气体，同时使旋转式螺杆压缩机的功率消耗最小化。在这样的多级旋转式螺杆压缩机的实际使用中，所谓的空转作为运行状态出现。在这种情况下，下游系统不会获取压缩空气，使得必须调整附加介质的输送量以避免压力升高。然而，如果需要在短时间内重新供应压缩空气，在空转时压缩机不应完全关闭。为了启用这种空转模式，通常在吸入管路中关闭节流阀，并且仅经由旁路供应第一空气端的部分流量。这些功能通常通过设置在第一空气端的入口处的所谓的进气调节器来实现。同时，在输出侧，即在第二空气端的出口处，排气阀通向空气使得第二空气端辅助抵消大气压力。两个空气端的压力条件保持不变，因此两个级的出口温度保持基本相同。这种空转控制(idlecontrol)的缺点是，压缩机的能量消耗相对较高。另外，对于进气调节器及其控制而言，设计很复杂。(参见Konka,K.-H.,rotaryscrewcompressors(旋转式螺杆压缩机)：TechnikundPraxis[TechnologyandPractice]，VDI-Publications1988，ISBN3-18-400819-3，第332页及之后)。在DE10003869C5中，描述了用于压缩待泵送至旋转式螺杆压缩机系统中的流体介质的方法，该旋转式螺杆压缩机系统具有两个旋转式螺杆压缩机单元。在这种情况下，上游螺杆压缩机单元的出口连通至下游螺杆压缩机单元的入口，以及每个旋转式螺杆压缩机单元均由其自身的驱动单元驱动。检测和处理两个旋转式螺杆压缩机单元的至少部分操作参数，以及经由检测到的旋转式螺杆压缩机单元的操作参数来控制驱动单元。通过改变驱动单元的操作参数，具体地改变电流消耗、电压吸收或燃料供应，上游旋转式螺杆压缩机单元的旋转速度与下游旋转式螺杆压缩机单元的旋转速度相关联，使得旋转式螺杆压缩机单元的最终出口压力或最终输送流量保持恒定，和/或使得旋转式螺杆压缩机单元的总功率消耗最小化，或使得对于给定的总功率消耗获得最大的最终出口压力或最大的最终输送流量。然而，对于优化系统的空转模式以及由此所得的节约能量而言，这种控制方法不提供任何信息。因此，本专利技术的一个目的是提供控制旋转式双螺杆压缩机的改进方法，其允许安全的空转模式同时减少压缩机的能量消耗。另外，整个旋转式螺杆压缩机的设计复杂性将降低，使得旋转式螺杆压缩机的制造成本降低。这些目的和其他目的通过根据所附权利要求1的控制旋转式螺杆压缩机的方法来实现。从属权利要求说明了一些优选实施方式。另外，本专利技术提供了一种压缩装置，该压缩装置具有可通过该方法操作的旋转式双螺杆压缩机。出人意料地，已发现，通过在空转模式下改变对旋转式螺杆压缩机的被直接驱动的空气端的控制，可实现显著减少能量消耗以及简化整个系统的结构。本专利技术的方法用于控制至少具有第一空气端和第二空气端的旋转式螺杆压缩机，其中，第一空气端压缩气体介质并且通向第二空气端，该第二空气端进一步地压缩该气体介质。因而，可见，第一空气端在介质的流动方向上处于第二空气端之前。通常，这样的螺杆压缩机恰好具有两个空气端，但还可采用两级以上的设计。另外，该方法的实施要求两个空气端被彼此独立地驱动并被控制速度，即，由变速驱动器(具体地，由直接驱动器)驱动每个空气端，使得可省去分动箱。在该方法的第一步，利用合适的传感器检测在第二空气端的出口处减少的或输送到下游单元的压缩气体介质的容积流量。在这种情况下，可使用直接容积流量测量或间接确定移动的容积流量，例如，由第二空气端的输出端处的主要压力状况确定，或者由在第二空气端的驱动器处出现的扭矩/驱动电流确定。在常规负载运行中，容积流量减小，该容积流量可在旋转式螺杆压缩机所设计的最大值与预定的最小值之间变化。在该负载运行中，以常规方式控制旋转式螺杆压缩机，其中该常规方式还包括：(可能发生)在预定范围内改变两个空气端的驱动速度。如果容积流量在负载运行期间在最大值和预定最小值之间的范围内减小，则控制器降低两个空气端的速度；以及当该范围内的容积流量再次增加时，控制器再次增大空气端的速度，使得在正常负载运行期间保持预定的出口压力。然而，如果容积流量低于预定最小值，即，没有或只有非常小的容积流量被移动，则旋转式螺杆压缩机的操作状态从负载运行变为空转模式。为此，在该方法的下一个步骤中，打开减压阀，使得至少部分地允许通过第二空气端初始供应的容积流量经由减压阀卸压。这防止了旋转式螺杆压缩机出口处的压力超过最大允许值。减压阀例如可为受控的电磁阀。在又一步骤(优选地，该步骤仅在减压阀打开时略微延迟地或大致同时进行)中，将至少第一空气端的速度减小至预定空转速度V1L，以减少由第一空气端输送至第二空气端的容积流量。与现有技术不同，为此目的，节流阀或进气调节器一般不关闭。更确切地，第一空气端的入口保持完全打开。可完全消除节流阀或进气调节器及其控制。减少通过第一空气端输送的容积流量，优选地，仅通过将第一空气端的旋转速度降低至空转速度V1L来减少通过第一空气端输送的容积流量。根据优选实施方式，在下一步骤中，将第二空气端的速度减小至空转速度V2L。优选地，两个空气端的旋转速度大致相同，从而相应地运作以减小至空转速度V1L或V2L。根据第二空气端(高压-HP)的空转速度V2L选择第一空气端(低压-LP)的空转速度V1L，因为在第二级处介质的出口温度不会低于该级的入口温度。当在第二空气端处的压力比小于0.6时，可能发生这样的不期望的运行状态。因此，通过选择空转速度，必须确保第二级不会充当“膨胀器”以及作为结果确保介质的温度下降。否则，压缩机中可能发生不期望的压缩。另外，在选择空转速度时，必须确保第二空气端不被从第一空气端输送而来的介质驱动。否则，第二级的驱动器会切换至发电机模式，这可能会损坏为第二级提供动力的驱动器。通过当重新进入负载情况时可接受的减速度，来确定最小空转速度。这个返回时间越短，空转速度则必须越高。在第二级与第一级之间，空转速度比优选地在2至3的范围内，更优选地为约2.5。第一级的压力比约为1.5，第二级的压力比约为0.6至0.75。第二空气端的空转速度V2L优选为该级的负载转速的约1/2至1/4。第一空气端的空转速度V1L优选为该级的负载转速的约1/5至1/8。因此，这种控制方法的益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于控制旋转式螺杆压缩机的方法，所述旋转式螺杆压缩机至少具有一个第一空气端和一个第二空气端，其中，所述第一空气端压缩气体介质并且通向所述第二空气端，所述第二空气端进一步压缩所述介质，其中，两个所述空气端被独立地驱动并被控制速度，所述方法包括以下步骤：检测在所述第二空气端的出口处获得的被压缩的所述介质的容积流量；当移动的所述容积流量在介于最大值与预定最小值之间的范围内波动时，在使所述出口处保持预定压力的情况下调节两个所述空气端的旋转速度；当所述容积流量低于所述预定最小值时打开减压阀，以至少部分地经由所述减压阀对通过所述第二空气端输送的容积流量卸压；进一步将至少所述第一空气端的速度降低至预定的空转速度(V1L)，以减少通过所述第一空气端输送到所述第二空气端的容积流量。

【技术特征摘要】
2017.04.10 DE 102017107601.81.用于控制旋转式螺杆压缩机的方法，所述旋转式螺杆压缩机至少具有一个第一空气端和一个第二空气端，其中，所述第一空气端压缩气体介质并且通向所述第二空气端，所述第二空气端进一步压缩所述介质，其中，两个所述空气端被独立地驱动并被控制速度，所述方法包括以下步骤：检测在所述第二空气端的出口处获得的被压缩的所述介质的容积流量；当移动的所述容积流量在介于最大值与预定最小值之间的范围内波动时，在使所述出口处保持预定压力的情况下调节两个所述空气端的旋转速度；当所述容积流量低于所述预定最小值时打开减压阀，以至少部分地经由所述减压阀对通过所述第二空气端输送的容积流量卸压；进一步将至少所述第一空气端的速度降低至预定的空转速度(V1L)，以减少通过所述第一空气端输送到所述第二空气端的容积流量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述减压阀打开的同时，降低所述第一空气端的速度以获得所述空转速度(V1L)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在又一步骤中，如果所述容积流量减小至所述预定最小值，则将所述第二空气端的速度减小至预定的空转速度(V2L)。4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌利齐·托马斯，
申请(专利权)人：加德纳·丹佛德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE