[發(fā)明專利]一種往復(fù)壓縮機無級氣量調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510015385.3
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104612951A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧化科;高暉;趙大力
• 申請（專利權(quán)）人: 北京博華信智科技股份有限公司
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種活塞式往復(fù)壓縮機氣量調(diào)節(jié)裝置以及多種控制方法，實現(xiàn)了較大工作轉(zhuǎn)速范圍的往復(fù)壓縮機氣量無極調(diào)節(jié)，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

背景技術(shù)

往復(fù)活塞式壓縮機是一種氣體輸送設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于國防、冶金、化工、煉油、機械等工業(yè)領(lǐng)域以及日常生活中，是國民經(jīng)濟的各個部門尤其是石油化工等流程工業(yè)中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一。一臺特定的往復(fù)壓縮機正常工作狀態(tài)下的容積流量基本是保持不變的，但在實際生產(chǎn)中由于市場需求的變化、生產(chǎn)條件的改變等使得所需的往復(fù)壓縮機實際排氣量存在較大范圍的變動，因此需要進行往復(fù)壓縮機排氣量調(diào)節(jié)以適應(yīng)實際氣量的變化需求。目前現(xiàn)有的氣量調(diào)節(jié)方法有管路調(diào)節(jié)法、余隙容積調(diào)節(jié)法、、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法、壓開吸氣閥調(diào)節(jié)法，都能在一定程度上實現(xiàn)氣量調(diào)節(jié)。但管路調(diào)節(jié)法和余隙容積調(diào)節(jié)法浪費的能源很高，調(diào)節(jié)精度也不高；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍有限，不能實現(xiàn)0-100％全量程無級調(diào)節(jié)；通過壓開吸氣閥進行流量調(diào)節(jié)的方法因節(jié)能效果明顯而引起極大關(guān)注，是目前應(yīng)用較多的一種調(diào)節(jié)方式。

目前的壓開吸氣閥氣量調(diào)節(jié)方法，它包括部分行程壓開吸氣閥和全行程壓開吸氣閥。全行程壓開吸氣閥的調(diào)節(jié)，在整個排氣行程中吸氣閥始終被強制壓開。傳統(tǒng)的壓開吸氣閥調(diào)節(jié)方法通過對往復(fù)壓縮機多個氣缸進行控制，達(dá)到調(diào)節(jié)氣量目的，實現(xiàn)氣量調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)范圍和精度較低，只能達(dá)到0％，25％，50％，75％，100％。西安交通大學(xué)發(fā)明的一種往復(fù)活塞壓縮機排氣量無級調(diào)節(jié)方法(專利CN?101173658B)，在全行程壓開吸氣閥的基礎(chǔ)上，將壓開吸氣閥的開關(guān)控制改變?yōu)檎伎毡瓤刂?。?00個工作單元為一個控制周期，通過控制加載的單元數(shù)和空載的單元數(shù)的比例來控制排氣量。

另一種方法是部分行程壓開吸氣閥的調(diào)節(jié)，該方法通過特定的裝置在一個往復(fù)壓縮機工作循環(huán)內(nèi)控制吸氣閥壓開與關(guān)閉，讓一部分氣體在壓縮過程中回流到進氣腔，達(dá)到在一定程度上控制排氣量的目的，同時由于多余的氣體并未進行壓縮從而在減少排氣量的同時降低了功耗。部分行程壓開吸氣閥調(diào)節(jié)在壓縮機的每個工作周期中都進行氣量調(diào)節(jié)，實現(xiàn)0-100％全量程氣量的精確調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方式最為關(guān)鍵的是執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計，如專利EP-A-0893605中所公開的電液控制技術(shù)驅(qū)動直線運動的壓叉將吸氣閥壓開，排氣量可調(diào)至10％；專利US-A-5695325通過特定裝置在氣閥與閥座之間旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)吸氣閥開啟關(guān)閉；浙江大學(xué)化機研究所研制的氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，依靠液壓分配器和可調(diào)回流閥，排氣量可調(diào)至50％；目前得到較大范圍推廣應(yīng)用的是奧地利賀爾碧格公司研發(fā)的HydroCOM無級氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)(中國專利CN03158561.2)。

此外，專利CN103233884A中提出了一種部分行程調(diào)節(jié)的變化方式，在一定周期中通過調(diào)整加載周期數(shù)、空載周期數(shù)以及一個周期中部分行程的氣量值，實現(xiàn)一個控制周期的總體氣量為需要達(dá)到的氣量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于頂開進氣閥調(diào)節(jié)氣量的基本原理，一種采用靈活時間控制模式的往復(fù)壓縮機無級氣量調(diào)節(jié)方法與系統(tǒng)，可實現(xiàn)較寬工作轉(zhuǎn)速范圍壓縮機氣量的0～100％全量程無級調(diào)節(jié)，適用范圍廣，節(jié)能效果好。

一種采用靈活時間控制模式的往復(fù)壓縮機無級氣量調(diào)節(jié)方法，其特征在于，應(yīng)用于以下系統(tǒng)：

該系統(tǒng)包括液壓動力系統(tǒng)、液壓執(zhí)行機構(gòu)、氣閥卸荷裝置、氣量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、信號測量系統(tǒng)與配套密封機構(gòu)；

液壓動力系統(tǒng)包括儲油箱、電機、液壓油泵、蓄能器、壓力表、液位計、壓力控制繼電器、安全閥、卸荷閥和壓力管線；液壓執(zhí)行機構(gòu)為液壓油缸，油缸內(nèi)包括柱塞和密封元件；氣閥卸荷裝置由吸氣閥自帶卸荷器組成，卸荷器頂桿與油缸柱塞接觸；控制系統(tǒng)包括電磁換向閥、可編程邏輯控制器、固態(tài)繼電器和相關(guān)信號線纜；信號測量系統(tǒng)包括電渦流傳感器與鍵相采集系統(tǒng)；

該方法包括如下步驟：

氣量調(diào)節(jié)設(shè)定參數(shù)為K，K＝0～1，代表現(xiàn)場往復(fù)壓縮機實際需求排氣量占額定排氣量的比例；