[go: up one dir, main page]

RU2327899C2 - Способ управления газовым потоком в компрессоре - Google Patents

Способ управления газовым потоком в компрессоре Download PDF

Info

Publication number
RU2327899C2
RU2327899C2 RU2005106991/06A RU2005106991A RU2327899C2 RU 2327899 C2 RU2327899 C2 RU 2327899C2 RU 2005106991/06 A RU2005106991/06 A RU 2005106991/06A RU 2005106991 A RU2005106991 A RU 2005106991A RU 2327899 C2 RU2327899 C2 RU 2327899C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
compressor
intake
gas
controlled
Prior art date
Application number
RU2005106991/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005106991A (ru
Inventor
Матс ХЕДМАН (SE)
Матс ХЕДМАН
Original Assignee
Карджайн Энджиниринг АБ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Карджайн Энджиниринг АБ filed Critical Карджайн Энджиниринг АБ
Publication of RU2005106991A publication Critical patent/RU2005106991A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2327899C2 publication Critical patent/RU2327899C2/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • F04B49/065Control using electricity and making use of computers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02Stopping, starting, unloading or idling control
    • F04B49/03Stopping, starting, unloading or idling control by means of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/24Bypassing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/14Pistons, piston-rods or piston-rod connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/12Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00Pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу управления потоком газа в компрессоре, в котором объем увеличивается в течение такта впуска, и введенный объем газа сжимается и выпускается через обратный клапан (6) и/или управляемый выпускной клапан (3) в течение такта выпуска, при этом в компрессоре имеется управляемый впускной клапан (2) с пневматическим, гидравлическим или электромагнитным приводом, который открывается и закрывается по сигналу из системы управления. Впускной клапан (2) удерживают закрытым в течение по меньшей мере части такта впуска. Снижается потребление энергии и воздействие на окружающую среду. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу управления газовым потоком в компрессоре, в котором объем увеличивается в течение такта впуска, и введенный объем газа сжимается и выходит через обратный клапан и/или управляемый клапан в течение такта выпуска, причем в компрессоре имеется управляемый впускной клапан с пневматическим, гидравлическим или электромагнитным приводом, который открывается и закрывается по сигналу из системы управления.
Компрессоры этого типа существуют во множестве вариантов, но самым распространенным из них является поршневой компрессор, называемый также объемным компрессором. Для осуществления изобретения такой компрессор должен иметь управляемый впускной клапан. Однако предпочтительно, чтобы в компрессоре имелся также обратный впускной клапан, который может быть выключен, и управляемый выпускной клапан. Изобретение пригодно для обеспечения переменной потребности в сжатом газе при сниженном расходе энергии и уменьшенном воздействием на окружающую среду по сравнению с известными способами.
Изобретение применимо к объемным компрессорам для промышленного использования, транспортных средств и двигателей транспортных средств, топливных емкостей и т.д.
Изобретение может быть осуществлено только при помощи системы управления. Решающим для функционирования системы является ее программное обеспечение. Программное обеспечение, которое используется для практической реализации настоящего изобретения, может быть частью программного обеспечения большей системы управления, например системы управления работой двигателя.
Поскольку наиболее распространенным объемным компрессором является поршневой компрессор, изобретение будет описано на примере поршневого компрессора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Объемные компрессоры, в особенности поршневые компрессоры, обычно работают при постоянной и относительно небольшой скорости вращения вала. Обычно впускные клапаны и выпускные клапаны представляют собой обратные клапаны, которые ограничивают газовый поток при достижении двигателем больших скоростей вращения вала.
Регулировку потока обычно выполняют путем запуска компрессора, когда давление в связанном с ним резервуаре падает ниже определенного уровня, и остановки компрессора при достижении определенного уровня давления. Частые пуски и остановки компрессора приводят к сильному износу компрессора и большому потреблению энергии.
Согласно другому общепринятому способу управления газовый поток, идущий к впускному обратному клапану, перерывают с помощью запирающего клапана при достижении определенного давления в резервуаре, связанном с компрессором, в то время как компрессору позволяют продолжать осуществлять рабочие циклы, но без наличия сжимаемого газа. Когда давление в резервуаре упадет ниже определенного уровня, газовый поток вновь открывают.
Когда потребность в сжатом газе не является слишком частой, первый тип управления является наиболее экономичным. Когда потребность в газе является более частой, существенно более экономичным является последний тип управления. Однако перекрытие/открытие газового потока происходит относительно медленно. Это означает, что даже при самом быстром перекрытии потока будет выполнено множество рабочих циклов без сжатия газа. Кроме того, медленное перекрытие/открытие приведет к существенным потерям расхода. Поэтому резервуар и компрессор должны иметь большие размеры, чем они были бы в том случае, если бы перекрытие газового потока в компрессор можно было осуществить за время одного рабочего цикла. Кроме того, быстрое закрытие/открытие снизило бы потери расхода.
В результате использования настоящего изобретения газовый поток не ограничивается, как имеет место в вышеописанном случае использования обратного клапана, при этом поток воздуха может быть перекрыт/открыт быстро и может быть перекрыт в течение такого короткого времени, как один единственный рабочий цикл. Таким образом, по сравнению с известными способами можно снизить потребление энергии и воздействие на окружающую среду, а также размеры компрессора и резервуара.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание способа управления газовым потоком в компрессоре, преодоление вышеуказанных недостатков и обеспечение изменяющихся потребностей в сжатом газе при более быстром управлении и более равномерном уровне давления и, одновременно, снижение потребления энергии и воздействия на окружающую среду по сравнению с известными способами.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения достигается с помощью компрессора, в котором объем увеличивается в течение такта впуска и в котором введенный объем газа сжимается и выпускается через обратный клапан в течение такта выпуска, причем в компрессоре имеется управляемый впускной клапан с пневматическим, гидравлическим или электромагнитным приводом, который открывают и закрывают по сигналу из системы управления, при этом способ управления отличается тем, что впускной клапан удерживают закрытым в течение по меньшей мере части такта впуска. Другие признаки изложены в последующем описании и в формуле изобретения.
В контексте настоящего описания компрессор является объемным компрессором и, в частности, поршневым компрессором.
При использовании терминов "управляемый впускной клапан", "управляемый выпускной клапан", "обратный впускной клапан", "обратный выпускной клапан" и т.п. подразумеваются и другие возможные варианты выполнения, в которых может применяться большее количество клапанов указанных типов.
Кроме того, предполагается, что компрессор может состоять из множества компрессоров, например, являться многоцилиндровым поршневым компрессором, в котором каждый цилиндр является отдельным поршневым компрессором и в котором каждый отдельный компрессор работает в соответствии с описанием и формулой изобретения.
Общим признаком объемных компрессоров является увеличение объема в течение такта впуска. Когда объем увеличивается, его заполняют газом, например воздухом, который входит через клапан, обычно обратный клапан. По окончании такта впуска объем, в котором заключен введенный газ, уменьшают и газ выпускают через клапан, обычно обратный клапан. Поршневой компрессор представляет собой самый общий тип объемного компрессора; в поршневом компрессоре объем, который увеличивается, и объем, который уменьшается, представляет собой один и тот же объем. Кроме того, имеются, например, вращательные объемные компрессоры, где объем, который увеличивается, не совпадает с объемом, который уменьшается. В поршневом компрессоре поршень перемещается в цилиндре между двумя мертвыми точками, называемыми верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой, соответственно. Перемещение поршня от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки приводит к увеличению объема во время такта впуска, как сформулировано в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Перемещение поршня от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки приводит к сжатию поступившего газа и выходу его через выпускной обратный клапан в течение такта выпуска, как сформулировано в ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Обычно имеется впускной обратный клапан и выпускной обратный клапан, расположенные в верхней мертвой точке. Когда поршень в течение такта впуска перемещается от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, увеличивается объем емкости между поршнем и верхней мертвой точкой, и этот объем заполняется через впускной обратный клапан. От нижней мертвой точки в течение такта выпуска поршень перемещается к верхней мертвой точке, и при этом объем емкости между поршнем и верхней мертвой точкой уменьшается. Вначале заключенному в объем газу некуда выходить, и, соответственно, сам объем уменьшается, а давление газа в нем возрастает. Когда давление в заключенном в объем газе становится в достаточной степени выше, чем давление с другой стороны от выпускного обратного клапана, последний открывается, и по мере продолжения перемещения поршня к верхней мертвой точке газ выходит из объема. В настоящем описании такт впуска с последующим тактом выпуска называется циклом. Полный цикл выполняется в течение полного оборота вала компрессора.
По сравнению с вышеописанными известными техническими решениями важные преимущества достигаются, если перекрытие потока можно осуществить за такой краткий период времени, как один отдельный цикл. Как сказано в начале описания, при помощи управляемого клапана один единственный такт впуска может быть выполнен при закрытом впускном клапане, а это означает, что в течение такта впуска газ не поступает. Это автоматически приводит к тому, что никакой газ не выходит в течение такта выпуска. Соответственно, в течение одного цикла газовый поток перекрывается. Такт впуска, выполненный при закрытом впускном клапане, называется тактом закрытого впуска.
Для практической реализации способа согласно настоящему изобретению необходимы управляемые клапаны, прежде всего управляемый впускной клапан. Однако в варианте выполнения настоящего изобретения предпочтительно, кроме уже имеющегося обратного выпускного клапана, иметь также управляемый выпускной клапан. Управляемые клапаны обеспечивают протекание существенно большего потока воздуха, чем это возможно в настоящее время в компрессорах при использовании современных обратных клапанов. Таким образом, можно работать при значительно большей скорости вращения вала, что позволяет использовать более компактные поршневые компрессоры, по сравнению с применяемыми сегодня. Кроме того, применяя впускной обратный клапан совместно с газопроводом, который может быть перекрыт, например, при помощи механических средств, когда установлено, что получено определенное количество воздуха под определенным давлением, можно получить существенное преимущество за счет добавления вспомогательной функции. Вспомогательная функция будет работать даже тогда, когда поврежден управляемый впускной клапан и/или выпускной клапан. При использовании управляемого впускного клапана его можно закрыть не только в течение всего такта впуска, в данном случае такта закрытого впуска, но и в течение части такта впуска, причем эта часть может изменяться от цикла к циклу. Соответственно, способ согласно настоящему изобретению основан на закрытии впускного клапана в течение по меньшей мере части такта впуска с целью управления объемом выпуска в течение такта выпуска. Кроме того, очевидно, что закрытие имеет место в течение последовательности циклов, в которой обычно имел бы место обычный такт впуска, и что работа компрессора состоит из множества последовательных циклов, состоящих из тактов впуска и тактов выпуска.
Стратегия управления в способе управления состоит в том, что для подачи такого количества сжатого газа, которое необходимо в каждый данный момент, управляют частотой повторения циклов с тактом закрытого впуска, причем эта частота изменяется от 0% до 100% от числа оборотов в минуту; это позволяет достичь значительной экономичности в работе. Например, если система управления выбирает частоту 0%, то не происходит циклов с тактом закрытого впуска, и газ будет поступать при каждом обороте компрессора, при частоте 100% каждый цикл осуществляется с тактом закрытого впуска, при частоте 50% цикл с тактом закрытого впуска будет выполнен каждый второй оборот, при частоте 20% цикл с тактом закрытого впуска будет выполнен для каждого пятого оборота, а при частоте 10% цикл с тактом закрытого впуска будет выполнен для каждого десятого оборота. Соответственно, цикл с тактом закрытого впуска может быть выполнен, например, для каждого второго, каждого третьего, каждого четвертого, каждого пятого оборота и т.д. В течение оставшихся циклов/оборотов в течение такта впуска газ подается. При частоте между 50% и 100% за циклом с тактом закрытого впуска будет непосредственно следовать один, два или более последовательных циклов, т.е. ряд последовательных циклов, с тактом закрытого впуска. Например, при циклах с 80% тактов закрытого впуска соответствующее распределение должно включать один единственный цикл с нормальным тактом впуска, который происходит после непрерывной последовательности из четырех циклов с тактами закрытого впуска, а затем должен следовать еще один непрерывный ряд из четырех циклов с тактами закрытого впуска, за которыми следует другой единственный цикл с нормальным тактом впуска, и т.д. Для поддержания как можно более равномерным уровня давления в резервуаре для сжатого газа, связанном с компрессором, и для уменьшения размеров резервуара система управления должна обеспечивать в общем одинаковое число оборотов между каждыми циклами или между каждыми непрерывными последовательностями циклов с тактами закрытого впуска. Изобретение можно также описать как способ обеспечения непосредственной потребности в сжатом газе путем использования некоторой частоты циклов с нормальным тактом впуска, что дает тот же результат.
Другая стратегия управления в способе управления, которая в предпочтительном случае может быть объединена с регулировкой частоты, которая была описана выше, обеспечивает непосредственную потребность в сжатом газе с использованием циклов, в которых управляемый клапан, по решению системы управления, закрыт в течение части такта впуска где-либо на пути поршня от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки. Эта часть рассматриваемого такта впуска может различаться от цикла к циклу. Такая предпочтительная возможность позволяет уменьшить размеры резервуара для хранения сжатого газа или даже сформировать резервуар за счет трубопровода, по которому сжатый газ идет из компрессора к оборудованию, где он используется. Возможность минимизации пространства для хранения сжатого газа является результатом того, что изменение потребности в сжатом газе сопровождается по существу одновременным изменением производства этого газа, причем производится именно такое количество сжатого газа, которое требуется в данный момент.
Управляемые впускные и, возможно, выпускные клапаны позволяют, благодаря значительному снижению потерь расхода, значительно увеличить пропускную способность при заданном объеме, который в поршневом компрессоре равен внутреннему объему цилиндра между двумя мертвыми точками поршня. Это означает, что поршневой компрессор может быть связан, например, с валом двигателя транспортного средства, и что скорость вращения компрессора непосредственно или через редуктор следует за скоростью вращения двигателя. В случае варианта осуществления изобретения, включающего транспортное средство, термин газ должен быть заменен на воздух. Поршневой компрессор может, например, использоваться для подачи сжатого воздуха в двигатель внутреннего сгорания, для управления клапанами с пневматическим приводом двигателя и/или самого компрессора, для пневматической инжекции топлива, для тормозной системы и т.д. Характерной особенностью является то, что при высоких скоростях вращения и большой потребности в сжатом воздухе, что имеет место при работе двигателя, впускной клапан может быть закрыт после того, как поршень достигнет нижней мертвой точки, в результате чего можно подать большее количество сжатого воздуха по сравнению со случаем, когда закрытие впускного клапана происходит до того, как поршень достигает нижней мертвой точки. Другой возможностью повысить производительность компрессора при работе двигателя является соединение его трубопровода подачи воздуха с существующим воздуховодом, идущим к двигателю, где сжатый воздух производится турбиной или винтовым компрессором, работающим на выхлопных газах. Предпочтительным является соединение после имеющегося промежуточного охладителя. Соединение с трубопроводом подачи воздуха в двигателе транспортного средства после воздушного фильтра и до какого-либо имеющегося дросселя является допустимым, даже если отсутствует оборудование для сжатия воздуха, поскольку в данном случае воздух уже прошел через воздухоочистительный фильтр.
Вышеописанная вспомогательная функция, особенно полезная при работе двигателя, также является одним из признаков настоящего изобретения. Она определяет признак, который обусловливает определенную производительность подачи сжатого воздуха или любого другого газа всегда под контролем. Вышеуказанная вспомогательная функция полезна при каком-либо повреждении в любом управляемом клапане. Но, кроме того, она дает возможность немедленного создания давления воздуха, которое используется, например, для пуска с помощью электрического стартера двигателя с пневматической инжекцией топлива в случае, когда полностью отсутствует остаточное давление в напорном воздушном резервуаре или трубопроводе для подачи сжатого воздуха. То же самое применимо, если, например, имеются управляемые клапаны с пневматическим приводом. Когда впускные и выпускные обратные клапаны, соответственно, имеют большую пропускную способность, и имеются запирающие элементы с пневматическим, гидравлическим или электромагнитным приводом, которые расположены рядом с впускным обратным клапаном или до него, вспомогательная функция дает также возможность выполнения, с некоторой частотой, циклов с тактом закрытого впуска или циклов, в которых управляемый запирающий элемент закрыт в течение части рассматриваемого такта впуска, когда поршень находится где-либо на пути от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки, причем эта часть определяется системой управления.
Как было сказано выше, предлагаемый способ включает вариант, в котором управляемый выпускной клапан также имеет пневматический, гидравлический или электромагнитный привод. Кроме того, этот способ характеризуется тем, что управляемый выпускной клапан открывают при достижении равновесия давлений между газом, который должен быть выпущен, и газом с противоположной стороны от выпускного клапана. Важно избегать какого-либо контакта между поршнем и выпускным клапаном, и поэтому предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения отличается тем, что выпускной клапан открывается в направлении от цилиндра, то есть в направлении перемещения поршня в течение сжатия и выпуска. Если выпускной клапан открывается в противоположном направлении, то есть навстречу перемещению поршня, он должен закрыться достаточно рано, чтобы избежать какого-либо контакта с поршнем. В таких случаях комбинация управляемого выпускного клапана и обратного выпускного клапана особенно предпочтительна, при этом сохраняется возможность выпустить то количество сжатого газа, которое в противном случае осталось бы в цилиндре. Однако достаточно легкий контакт поршня в случае, когда остается достаточно малое расстояние до полного закрытия выпускного клапана, не является вредным, а может быть использован для обеспечения хорошего выпуска. Однако при этом подразумевается, что выпускной клапан перемещается вдоль оси или в направлении, которое совпадает с направлением перемещения поршня.
Из приведенного выше и последующего описания очевидно, что абсолютно необходимой является электронная система управления с необходимыми датчиками и другими компонентами, включая компьютерную программу, разработанную для конкретной цели.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже настоящее изобретение будет описано со ссылкой на чертеж, где схематично показан компрессор с поршнем.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На чертеже схематично показан цилиндр компрессора с поршнем 1. Поршень показан в момент перемещения в течение такта впуска, когда воздух (или любой другой газ) течет через открытый впускной клапан 2. Впускной клапан 2 и закрытый выпускной клапан 3 выполнены в виде управляемых клапанов с пневматическим, гидравлическим или электромагнитным приводом. Для управления клапанами 2 и 3 используется схема 4. Блок 5 управления функционально связан со схемой 4 для управления сигналами схемы и клапанами 2 и 3, которые связаны со схемой. Сжатый воздух выходит через выпускной клапан 3 и/или обратный выпускной клапан 6 через трубопровод 7 в резервуар 8. С помощью датчика 9 в резервуаре 8, который функционально связан с блоком 5 управления, в блок управления непрерывно поступает информация о давлении в резервуаре. Датчик 10, который установлен около градуированного круга 12, насаженного на вал 11 компрессора, функционально связан с блоком 5 управления и непрерывно подает в блок управления информацию, позволяющую вычислить скорость вращения вала и положение поршня в цилиндре 1. Блок 5 управления определяет момент, когда управляемые клапаны 2 и 3 должны открыться или закрыться. Вал 11 компрессора связан, например, с электродвигателем или с двигателем транспортного средства (соединение не показано). Воздух, поступающий через впускной клапан 2, предпочтительно может быть подвергнут предварительному сжатию, например, с помощью турбины, работающей от выхлопных газов двигателя транспортного средства. Предпочтительно, чтобы воздух для сжатия забирался после промежуточного охладителя (соединение не показано), который может иметься в транспортном средстве. Выпускной обратный клапан 6 и впускной обратный клапан 13, снабженный запирающим элементом 14, обеспечивают выполнение вспомогательной функции. Через трубопровод 15 запирающий элемент 14 связан с резервуаром 8. Если давление в резервуаре 8 падает ниже заданного уровня, запирающий элемент 14 открывается, например, под действием механической пружины 16, так что воздух для сжатия будет поступать через впускной обратный клапан 13. Эта вспомогательная функция означает, что количество сжатого воздуха можно снизить до заданного значения, когда управляемый впускной клапан 2 закрыт или вышел из строя. Это важно, чтобы иметь возможность приводить транспортное средство в движение, по меньшей мере в некоторой степени, с помощью пневматических элементов, например, для инжекции топлива или работы тормозных систем. Если, например, управляемые клапаны 2 и 3 имеют пневматический привод, а давление в резервуаре 8 слишком мало для работы этих клапанов, то вспомогательная функция должна обеспечить, чтобы давление в резервуаре оказалось достаточным для работы клапанов 2 и 3, что достигается с помощью пружины 16 в запирающем элементе 14, который связан с обратным клапаном 13, перекрывающим входящий поток. Когда управляемые клапаны 2 и 3 имеют пневматический привод, имеется трубопровод для перемещения воздуха (не показан) между клапанами и резервуаром 8. Сжатый воздух, например, для вспомогательной системы транспортного средства, поступает из резервуара 8 через соединение 17. Для описанной вспомогательной функции необходимы только небольшие обратные клапаны 13 и 6. Потребность в большой пропускной способности удовлетворяется с помощью управляемых клапанов 2, 3. В течение тактов сжатия, когда впускной обратный клапан 13 закрыт под действием запирающего элемента 14, выпускной клапан 3 должен открыться при достижении равновесия давлений между воздухом в резервуаре 8 и воздухом, который сжимается в цилиндре 1. Датчик 18, функционально связанный с блоком 5 управления, регистрирует давление в цилиндре. В блоке управления это давление сравнивается с давлением в резервуаре с целью проверки того, что выпускной клапан 3 был приведен в действие при правильном угловом положении коленчатого вала. Согласно альтернативному варианту выполнения изобретения небольшой выпускной обратный клапан 6 и управляемый выпускной клапан 3 заменяют одним или несколькими выпускными обратными клапанами. Согласно еще одному варианту выполнения изобретения впускной обратный клапан 13 и управляемый впускной клапан 2 заменяют большим впускным обратным клапаном, а запирающий элемент 14 заменяют быстродействующим управляемым элементом, который, как клапаны 2 и 3, способен перекрыть поток воздуха, который должен быть сжат, в течение такого короткого времени, как один цикл.

Claims (11)

1. Способ управления газовым потоком в компрессоре, в котором объем увеличивается в течение такта впуска, и введенный объем газа сжимается и выпускается через обратный выпускной клапан (6) и/или управляемый выпускной клапан (3) в течение такта выпуска, причем в компрессоре имеется управляемый впускной клапан (2) с пневматическим, гидравлическим или электромагнитным приводом, который открывается и закрывается по сигналу из системы управления, отличающийся тем, что впускной клапан (2) удерживают закрытым в течение по меньшей мере части такта впуска.
2. Способ управления по п.1, отличающийся тем, что впускной клапан (2) удерживают закрытым в течение всего такта впуска.
3. Способ управления по п.1 или 2, отличающийся тем, что частоту повторения циклов с тактом закрытого впуска изменяют между 0 и 100% от числа оборотов в минуту, чтобы при заданном числе оборотов в минуту подавать такое количество сжатого газа, которое требуется в данный момент.
4. Способ управления по п.3, отличающийся тем, что между каждыми циклами или каждыми непрерывными последовательностями циклов с тактами закрытого впуска производят одинаковое число оборотов.
5. Способ управления по п.1, отличающийся тем, что впускной клапан (2) закрывают при переходе или после перехода от такта впуска к такту выпуска.
6. Способ управления по п.1, отличающийся тем, что входной канал компрессора (1) помимо управляемого впускного клапана (2) включает впускной обратный клапан (13), а трубопровод для подачи газа к последнему дросселируют или перекрывают посредством запирающего элемента (14), установленного в обратном клапане или до него, путем управления давлением газа в резервуаре (8), связанном с компрессором.
7. Способ управления по п.6, отличающийся тем, что запирающий элемент (14) является управляемым клапаном, который открывается и закрывается по сигналу из системы управления.
8. Способ управления по п.1, отличающийся тем, что выходной канал компрессора (1) помимо выпускного обратного клапана (6) включает управляемый выпускной клапан (3) с пневматическим, гидравлическим или электромагнитным приводом, который открывается и закрывается по сигналу из системы управления.
9. Способ управления по п.1, отличающийся тем, что выпускной клапан (3) открывают, когда возникает равновесие между давлением газа, который должен быть выпущен, и давлением газа с противоположной стороны от выпускного клапана (3), при этом последним управляют с помощью датчика (18), регистрирующего давление в цилиндре, которое сравнивают с давлением в резервуаре, которое регистрируют другим датчиком (9).
10. Способ управления по п.1, отличающийся тем, что трубопровод (7), который идет между компрессором (1) и резервуаром (8), обеспечивает потребность в сжатом газе между компрессором и оборудованием, в котором сжатый газ будет использоваться.
11. Система управления газовым потоком в компрессоре, в котором объем увеличивается в течение такта впуска и введенный объем газа сжимается и выпускается через обратный выпускной клапан (6) и/или управляемый выпускной клапан (3) в течение такта выпуска, причем в компрессоре имеется управляемый впускной клапан (2) с пневматическим, гидравлическим или электромагнитным приводом, который открывается и закрывается по сигналу из указанной системы управления, содержащей датчик для определения положения поршня в цилиндре компрессора, отличающаяся тем, что система управления запрограммирована подавать на управляемый впускной клапан (2) сигнал для открытия и закрытия указанного управляемого впускного клапана (2) так, что впускной клапан (2) удерживается закрытым в течение, по меньшей мере, части такта впуска.
RU2005106991/06A 2002-08-13 2003-08-12 Способ управления газовым потоком в компрессоре RU2327899C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0202403A SE0202403L (sv) 2002-08-13 2002-08-13 Styrmetid för reglering av gasflödet vid en kompressor
SE0202403-2 2002-08-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005106991A RU2005106991A (ru) 2005-10-10
RU2327899C2 true RU2327899C2 (ru) 2008-06-27

Family

ID=20288702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005106991/06A RU2327899C2 (ru) 2002-08-13 2003-08-12 Способ управления газовым потоком в компрессоре

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20050254980A1 (ru)
EP (1) EP1534956B1 (ru)
JP (1) JP2005535822A (ru)
KR (1) KR20050046724A (ru)
CN (1) CN1688814B (ru)
AT (1) ATE342444T1 (ru)
AU (1) AU2003251266A1 (ru)
DE (1) DE60309047T2 (ru)
ES (1) ES2274301T3 (ru)
RU (1) RU2327899C2 (ru)
SE (1) SE0202403L (ru)
WO (1) WO2004015270A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738906C1 (ru) * 2017-06-21 2020-12-18 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Впускной клапан для впуска компрессорного элемента, а также компрессор и компрессорный элемент, снабженные таким впускным клапаном

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0415730D0 (en) * 2004-07-14 2004-08-18 Ma Thomas T H Valve control method for reciprocating compressor
GB0602111D0 (en) * 2006-02-02 2006-03-15 Artemis Intelligent Power Ltd Operating method for a hydraulic machine
EP2059679B1 (en) * 2006-09-05 2020-11-04 New York Air Brake Corporation Oil-free reciprocating piston air compressor system with inlet throttle
US8157538B2 (en) * 2007-07-23 2012-04-17 Emerson Climate Technologies, Inc. Capacity modulation system for compressor and method
RU2384717C2 (ru) * 2007-09-12 2010-03-20 Сергей Павлович Морозов Твердотопливный воздухотурбинный двигатель для самолетов
US9158308B2 (en) * 2011-05-13 2015-10-13 Fluke Corporation Apparatus using electronically-controlled valves
BR102014007252A2 (pt) * 2014-03-26 2015-12-08 Whirlpool Sa compressor alternativo provido de arranjo de válvulas de sucção
DK179391B1 (en) * 2017-02-08 2018-05-28 Steeper Energy Aps Pressure reduction in high pressure processing system
DK179314B1 (en) 2017-02-08 2018-04-30 Steeper Energy Aps Pressurization system for high pressure treatment system
KR101939495B1 (ko) 2017-09-21 2019-01-16 두산중공업 주식회사 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈
CN108131279A (zh) * 2017-12-29 2018-06-08 新乡市亿龙养护设备有限公司 卸荷式空压机
CN110761969A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 安徽美芝制冷设备有限公司 往复式压缩机和制冷设备
EP3739209B1 (en) * 2019-05-13 2022-03-23 Cattani S.P.A. Piston compressor for medical use

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1333841A1 (ru) * 1986-03-20 1987-08-30 Б.П.Чоповский Поршневой компрессор с регулируемой производительностью

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2849048A1 (de) * 1978-11-11 1980-05-14 Gutehoffnungshuette Sterkrade Zwangssteuerungssystem fuer kolbenverdichter-ventile
DE4211068A1 (de) * 1992-04-03 1992-11-05 Daimler Benz Ag Luftpresser
US6206652B1 (en) * 1998-08-25 2001-03-27 Copeland Corporation Compressor capacity modulation
US6109886A (en) * 1997-10-02 2000-08-29 Wabco Gmbh Compressed-air supply installation with reduced idling power
US6125801A (en) * 1997-11-25 2000-10-03 Mendler; Edward Charles Lean-burn variable compression ratio engine
US6036449A (en) * 1998-03-24 2000-03-14 Cummins Engine Company, Inc. Air compressor control
US6223846B1 (en) * 1998-06-15 2001-05-01 Michael M. Schechter Vehicle operating method and system
US6415749B1 (en) * 1999-04-27 2002-07-09 Oded E. Sturman Power module and methods of operation
JP3627601B2 (ja) * 1999-12-03 2005-03-09 日産自動車株式会社 エンジンの吸入空気量制御装置
DE19961852A1 (de) * 1999-12-22 2001-06-28 Continental Teves Ag & Co Ohg Pumpe mit geregeltem Ventil
EP1152138A3 (de) * 2000-05-02 2002-04-17 Heinzle, Friedrich Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor
US6575710B2 (en) * 2001-07-26 2003-06-10 Copeland Corporation Compressor with blocked suction capacity modulation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1333841A1 (ru) * 1986-03-20 1987-08-30 Б.П.Чоповский Поршневой компрессор с регулируемой производительностью

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738906C1 (ru) * 2017-06-21 2020-12-18 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Впускной клапан для впуска компрессорного элемента, а также компрессор и компрессорный элемент, снабженные таким впускным клапаном

Also Published As

Publication number Publication date
EP1534956B1 (en) 2006-10-11
WO2004015270A1 (en) 2004-02-19
ATE342444T1 (de) 2006-11-15
DE60309047T2 (de) 2007-05-31
US20050254980A1 (en) 2005-11-17
RU2005106991A (ru) 2005-10-10
EP1534956A1 (en) 2005-06-01
SE0202403L (sv) 2004-02-14
CN1688814A (zh) 2005-10-26
KR20050046724A (ko) 2005-05-18
AU2003251266A1 (en) 2004-02-25
JP2005535822A (ja) 2005-11-24
SE0202403D0 (sv) 2002-08-13
CN1688814B (zh) 2012-07-18
ES2274301T3 (es) 2007-05-16
DE60309047D1 (de) 2006-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2382888C2 (ru) Способ и устройство увеличения вращающего момента поршневой машины внутреннего сгорания, в частности двигателя в дизельном исполнении
RU2327899C2 (ru) Способ управления газовым потоком в компрессоре
US4498848A (en) Reciprocating piston air compressor
RU2592088C2 (ru) Способ управления охлаждением наддувочного воздуха (варианты)
US5404852A (en) Arrangement for controlling air compressed in a diesel engine
CN101960118B (zh) 用于运行具有废气涡轮增压机的内燃机的方法和装置
JP2010043647A (ja) 燃料噴射装置の高圧流量可変ポンプ
CN87107024A (zh) 具有多个并联工作的废气涡轮增压器的增压多汽缸活塞式内燃机
JP4279543B2 (ja) インパルス過給内燃機関の吸気装置
US6655141B1 (en) Airflow system for engine with series turbochargers
JPH0621557B2 (ja) 過給機付エンジン
JP5034849B2 (ja) 内燃機関の制御装置
KR20120109414A (ko) 연소엔진, 청정공기시스템 및 관련 작동방법
JPH05263671A (ja) ターボ過給機付内燃機関のバルブタイミング制御装置
EP1557549B1 (en) Internal combustion engine and method for driving the same
US6112707A (en) Engine fuel system with a super charged air compressor
US5129367A (en) Intermittent bypass system for a check valve
EP2369164B1 (en) Control apparatus of an internal combustion engine
RU2056551C1 (ru) Замкнутая пневмосистема
WO2017110189A1 (ja) エンジンの制御装置
KR20060058338A (ko) 씨엔지이 엔진의 흡기과급장치
US8087243B2 (en) Internal combustion engine turbocharged by a turbocharger
US20140053817A1 (en) Internal combustion engine
JPH11351010A (ja) 過給機付き内燃機関
CN108699976B (zh) 内燃机的控制装置和内燃机

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200813