SE524994C2 - Metod och anordning för kontroll av en kompressors kapacitet - Google Patents

Description

20 25 30 n n nnn n n n n n n n n n n n n nn nn nnnn n nn n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n I 1-- nnn nn» nn n n n nn n nn n n n n n nn n n n n n n n n n n n n n nn nn nn nn n n n n n nn tankvolymer borde ge olika tidsvärde. Andra felkällor är t ex att lufttillförseln varierar om någon kliver i och ur bilen under mätningen. Luftvolymen kan också ändras genom att luft övergår till andra behållare i fordonet.

Försök har gjorts att definiera "pump-upp-tid", d.v.s. den tid det tar då kompressorn startar från viloläge tills dess motorn 'varvats upp till ett fördefinierat varvtal och systemet antagit ett fördefinierat tryck, men av praktiska skäl har detta inte slagit väl ut på verkstäderna.

På grund av dessa. nämnda svårigheter att kontrollera kompressorns kapacitet byts kompressorn i många fall långt innan dess egentliga livstid gått ut. Dels är detta ett slöseri med resurser och dels är det onödigt kostsamt att byta ut fungerande kompressorer endast på grund av att deras kapacitet inte går att bedöma exakt.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN; Ändamålet med uppfinningen är att tillhandahålla en metod för att kontrollera en kompressors kapacitet på ett enkelt och tillförlitligt sätt. I uppfinningen ingår också en anordning innefattande så få ingående delar som möjligt för att utföra kontrollen av en kompressors kapacitet.

Uttrycket ”kompressorns kapacitet” betecknar här den mängd luft som kompressorn levererar per tidsenhet vid ett givet kompressorvarvtal och mottryck.

Den uppfinningsenliga lösningen på detta problem är beskriven genom särdragen i patentkrav 1 avseende metoden att utvärdera en luftkompressors kapacitet och i 10 15 20 25 30 35 524 994 ; u ~ a »- o a u v v ø nu 3 den kännetecknande delen i patentkrav 8 avseende anordningen.

De övriga patentkraven innehåller fördelaktiga utföringsformer och vidareutvecklingar av den uppfinningsenliga metoden.

Genom den uppfinningsenliga metoden kan kompressorns kapacitet kontrolleras pà ett enkelt och tillförlitligt sätt. Fördelen med detta är att det blir enkelt att på verkstäderna kontrollera när byte av en kompressor bör ske.

I den uppfinningsenliga metoden kontrolleras kompressorns kapacitet i fordonet genom att luft tillåts flöda ut ur trycktanken genom en öppning med känd Efter en beräkning fås mängden bortförd luft upp till Kompressorns kapacitet geometri. fram. Därefter pumpar kompressorn åter begynnelsetrycket i trycktanken. fås genom att tiden det tar för kompressorn att åter pumpa upp till begynnelsetrycket i trycktanken jämförs med den tid det tar när en godtagbar kompressor pumpar samma mängd luft.

I en fördelaktig vidareutveckling av metoden tillåts luften flöda ut ur trycktanken en viss tid. Den mängd luft som bortförts beräknas. Därefter pumpar kompressorn åter upp till begynnelsetrycket i trycktanken och den tid det tar att pumpa denna kända mängd luft jämförs med ett tidsvärde för att utvärdera kompressorns kapacitet.

I ytterligare en 'vidareutveckling av' metoden tillåts trycket sjunka mellan tvá fördefinierade tryck. Den tid trycksänkningen tar mäts och därefter beräknas utsläppt Därefter pumpar kompressorn äter upp till Den tid det tar att mängd luft. begynnelsetrycket i trycktanken. 10 15 20 25 30 - - o s . - ~ « - . en ; « n » .- . Q | Q n »- kända referensvärde för att utvärdera kompressorns kapacitet. pumpa denna mängd luft jämförs med ett I ytterligare en fördelaktig vidareutveckling av metoden kontrolleras innan kapacitetskontrollen görs att trycket i trycktanken ligger inom ett fördefinierat tryckintervall under en fördefinierad tid. Denna kontroll möjliggör att läckage av luft ur tryckluftssystemet eller till andra behållare upptäcks. luft kapacitetskontrollen blir felaktig.

Läckage av från trycktanken gör att KORT BESKRIVNING AV FIGURER: Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med till bifogade ritningarna, varvid hänvisning utföringsexempel som visas på de FIG. 1 visar ett traditionellt styrt kompressorsystem.

FIG 2. Visar ett elektriskt styrt kompressorsystem med en testanordning.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL: De följande beskrivna utföringsexemplen av uppfinningen med vidareutvecklingar skall ses enbart som exempel och skall pà intet vis vara begränsande för patentkravens skyddsomfäng. I de här' beskrivna 'utföringsexemplen. så hänvisar samma referenssiffra i de olika figurerna till samma typ av detalj.

En traditionell lufttork i enlighet med fig. 1 har en s.k. off-line regenerering. Luften som pumpas ut från en kompressor 1 fäller ut vattendroppar vilket gör att 10 15 20 25 30 . I s Q co u u 524 994 , . ø u .- lufttorken 7 utsätts för väta. Efter avslutad kompression. måste lufttorken. 7 torkas med torr luft.

Kompressorn 1 med ingående motor 2 levererar via en ledning 4 tryckluft till lufttorken 7. Lufttorken 7 är i sin tur via en ledning 5 kopplad till en separat tank 8 luft. Till lufttorken 7 är en trycktank 3 kopplad med en ledning 6 som utgör en regenereringstank med torr via en backventil 10. Trycktanken 3 representerar i detta fall det fordonet. När trycket i. trycktanken.13 har uppnått ett tryckluftsförbrukande systemet i fördefinierat maximalt värde öppnas en ventil 11 på lufttorken för att på så sätt minska trycket och avsluta fall styrledning 9 för avlastning av kompressorn aktiveras pumpningen. I de systemet även innehåller en också denna ledning. Luften i regenereringstanken 8 förs därefter tillbaka genom lufttorken 7 för torkning av torkmassan i lufttorken 7. Efter detta är det möjligt att återigen använda lufttorken 7. Lufttorken 7 innehar en pneumatisk styrenhet 12 och i lufttorken ingår också ofta en pneumatisk styrsignal som går via styrledningen 9 anordnad mellan lufttorken 7 och kompressorn 1. Denna pneumatiska styrsignal möjliggör avstängning av kompressorns pumpning för att kunna starta och stanna luftpumpningen på ett kontrollerat sätt. s.k. in-line i syfte att torka luften, En elektriskt styrd lufttork har en regenerering enligt fig. 2 vilket innebär att en förbikoppling 14 används i stället vilken används i en för en regenereringstank, traditionell lufttork. Förbikopplingen 14 är antingen anordnad i lufttorken 7 eller mellan trycktanken 3 och lufttorken 7. I förbikopplingen finns en ventil 13 som kan öppnas och släppa tillbaka luft från tanken till lufttorken. Ventilen 13 styrs via en ledning 20 från en 10 15 20 25 30 524 994 ...aan ~ n 1 -« . 1 ~. n n~°° - 1 »nun n . ~ en ua.. n . ...o o 0 q » 0 en -n n o~...~ elektrisk styrenhet 17 som antingen är en integrerad del av lufttorken eller en separat styrenhet. Lufttorken 7 torkas genom att torr luft tas från trycktanken 3 varefter denna torra luft förs tillbaka genom lufttorken 7 för torkning av torkmassan i lufttorken 7 tills dess att lufttorken återigen blivit torr.

Metoden enligt uppfinningen kan med fördel användas i en elektriskt styrd lufttork med en s.k. in- lineregenerering eftersom ett extra bortförande av luft från lufttanken görs på redan befintligt system. Ingen extra utrustning behöver monteras på fordonet för att genomföra kapacitetskontrollen av kompressorn.

Testanordningen 18 i fig. till lufttorkens 2 utgörs av en styrenhet 15 kopplad ordinarie styrenhet 17.

Styrenheten 15 innefattar en processor, minnen och lämpliga in- och utkretsar vilka är väl kända för fackmannen. Styrenheten 15 är också ansluten till en instrumentpanel 16 för uppvisande av genererat meddelande angáende kompressorns kapacitet. Kbmpressorn drivs av en motor 2 och motorns varvtal sätts till ett fördefinierat värde före testets början. Kompressorn pumpar luft tills ett fördefinierat tryck P1 uppnås i trycktanken 3 varefter kompressorn avlastas. När detta värde på P1 befunnits vara stabilt, d v s att inte luft läcker ut ur systemet, bortförs en mängd luft från trycktanken 3. Detta sker genom att en ventil 13 hålls öppen en bestämd tid då luften tillåts flöda ut. Luften flödar ut genom en öppning (ej visad) med fördefinierad storlek. Trycket i trycktanken mäts då luften bortförs känd kan luft diameter är bortförd och eftersom öppningens utsläppningsflöde och därmed mängd beräknas. Mätningerl av trycket kan ske kontinuerligt, 10 15 20 25 30 524 994 :ßä@;'Pfi@= onuq-ø o d.v.s. analogt under hela mätningen eller med jämna eller ojämna tidsmellanrum. När bortförandet av luft avslutats registreras ett momentant tryck P2 av styrenheten 15.

Kompressorn fyller därefter återigen trycktanken 3 tills det att det ursprungliga trycket P1 uppnåtts. Då den bortförda mängden luft beräknats är den mängd luft som kompressorn pumpat när trycket i trycktanken ökats från trycket P2 till trycket P1 känd. Styrenheten 15 mäter den tid tl som åtgår då kompressorn ökar trycket från trycket P2 i trycktanken till det ursprungliga trycket P1. Styrenheten kontrollerar därefter om denna tid t1 ligger inom ett fördefinierat tidsintervall tr. Det fördefinierade tidsintervallet tr är den tid som åtgår med luft. kan när en kompressor acceptabel kapacitet pumpar motsvarande mängd Värden på tr för olika en databas i det kompressorvarvtal vara lagrat i styrenheten 15. Om tiden t1 ligger utanför fördefinierade tidsintervallet tr genererar styrenheten 15 ett felmeddelande som anger att använd kompressor bör bytas ut eftersom dess pumpkapacitet är för låg. Detta felmeddelande kan visas i en i testanordningen ingående instrumentpanel 16.

I ett exempel är en kompressor monterad på ett fordon.

Eftersom metoden förutsätter att ingen luftförbrukning sker under utförandet av metoden utförs metoden fördelaktigast efter det att fordonets startats och tryckluftssystemet har uppnått ett stationärt tillstànd.

Kompressorn drivs av fordonets motor som har ett förinställt varvtal på 1000 rpm. Trycket P1 sätts till en nivå som ligger under systemets avregleringstryck, ex. 11,5 bar. En ventil hålls därefter öppen en viss tid varvid luften släpps ut genom en fördefinierad öppning 10 15 20 25 30 524 994 -u-.no fo". nos..- med känd geometri. Luftflödet genom öppningen beräknas genom att kontinuerligt mäta trycket i trycktanken och därefter beräknas bortförd volym. Detta sker genom att använda allmänt kända samband såsom Bernoullis ekvation.

Trycket Pl i tanken mäts före testets början. Trycket mäts därefter kontinuerligt under det att luft bortförs under en viss tid varefter den mängd luft som bortförts kan integreras fram. Genom att làta luften strömma ut pà detta sätt fås en metod som är oberoende av trycktankens volym och den är därmed tillämpbar på olika slags fordon och fordonsvarianter med olika stora tryckluftvolymer.

Pà vissa varianter av fordon kan pàbyggnader monteras vilket inte påverkar mätmetoden.

Principen för att mäta hur stor volym som släpps ut ur trycktanken är att luften under en bestämd tid förs ut ur trycktanken genom en öppning med bestämd geometri.

Tillämpas Bernoullis ekvation fäs då bortförd volym enligt: v = Iodt, Ö = f(p,d) där V = bortförd volym (liter), Ö = luftflöde (liter/s), p = lufttrycket (Pa) och d = öppningens diameter (dm) Metoden kan initieras t. ex. då fordonet står för service på en verkstad och är ansluten via en anslutning 19 till en testutrustning på verkstaden (ej visad). Kompressorns kapacitet rapporteras därefter till en servicetekniker via testutrustningen. 10 15 20 25 30 - - | v en Ett annat sätt att initiera metoden är att initieringen sker i ett i fordonet befintligt menysystem. Resultatet visas då i instrumentpanelen 16.

Förutom att kapacitetskontrollen är enkel att utföra är den oberoende av luftbehàllarens volym och är därför giltig för fordon av olika slag.

För en tvàcylindrig kompressor med 700 cc slagvolym är ett rimligt värde pà tl exempelvis 5 sekunder och tr kan vara l,7*t1, dvs en försämring av' pumpkapaciteten. på cirka 40% för en godkänd kompressor.

I en alternativ utföringsform drivs kompressorn av en motor 2 och motorns varvtal sätts till ett fördefinierat värde. Ju högre varvtal som väljs desto snabbare kan testet genomföras. Kompressorn pumpar luft tills ett fördefinierat tryck Pl uppnås i trycktanken. När detta värde på P1 uppnåtts bortförs en mängd luft fràn trycktanken 3. Detta görs genom att bortföra luft genom en fördefinierad öppning tills ett andra tryck P2 i trycktanken uppnåtts och registrerats av styrenheten 15.

Den tid soul àtgick för att làta trycket sjunka från trycket P1 till trycket P2 används för att med hjälp av Bernoullis ekvation beräkna volymen på den bortförda mängden luft. Kompressorn pumpar återigen upp trycket i till det trycket P1.

Styrenheten 15 mäter tiden tl som åtgår då kompressorn trycktanken 3 ursprungliga ökar trycket från trycket P2 i trycktanken till det ursprungliga trycket P1. Styrenheten kontrollerar därefter om denna tid tl ligger inom ett fördefinierat tiden tl utanför det tidsintervall tr. Om ligger fördefinierade tidsintervallet tr genererar styrenheten 10 15 20 25 30 - ø n ~ ~ ø . | n n | ~ | . ~ - u. 524 994 ;E,p; ; ; . . :v 10 ett felmeddelande. Detta felmeddelande kan visas i en i testanordningen ingående instrumentpanel 16.

I ytterligare en vidareutveckling av metoden innefattas en kontroll av att det första trycket (Pl) i trycktanken 3 ligger inom ett fördefinierat tryckintervall under en viss bestämd tid. Detta möjliggör att läckage av luft ur tryckluftssystemet eller till andra behållare upptäcks. luft kapacitetskontrollen blir felaktig.

Läckage av från trycktanken 3 gör att Metoden kan i ytterligare ett fördelaktigt utföringsexempel appliceras på en kompressor ingående i en fristående luftgenereringsenhet, vilken används exempelvis vid byggarbetsplatser.

I ytterligare en vidareutveckling kan övervakningen fjärrstyras via internet eller via telefon. Detta är extra fördelaktigt vid fristående luftgenererings- enheter, som ofta står oövervakade. I detta fall kan testet göras självständigt av systemet. Kompressorn sätts då att utföra testet med jämna mellanrum, exempelvis varje gång den startas. Systemet kan ringa en övervakningscentral samt skicka felmeddelanden och/eller meddelande om kompressorns kapacitet.

En ytterligare fördel med uppfinningen är att kapacitetskontrollen kan göras automatiskt genom att en algoritm i styrsystemet tillser att testet utförs med jämna intervall som programmerats in.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan en . rad ytterligare varianter och modifikationer är tänkbara u... -u.. .H-.fl ~ - - | n: 524 994 n ._ ._ . inom ramen för efterföljande patentkrav. T ex är metoden ej endast applicerbar pà markfordon utan även båtar mm. T.ex. kan en hålet på exempelvis flygplan, flödesmätare i. det fördefinierade användas istället för beräkning av flödet fràn trycktanken.

Claims (10)

5 10 15 20 25 30 | . u u | - | | n - - . . | ø u nu . | « | »u 12 PATENTKRAV :

1. Metod för att utvärdera en kompressors kapacitet innefattande stegen att

2. sätta kompressorns varvtal till ett konstant och fördefinierat värde, med. nämnda kompressor fylla en trycktank så att ett första fördefinierat tryck, Pl, uppnås i trycktanken och därefter avlasta kompressorn, luft trycktanken tillåts flöda ut ur en öppning med öppna en ventil så att en mängd från fördefinierad storlek, mäta trycket i trycktanken under bortförandet av luften, stänga ventilen då nämnd mängd luft bortförts, registrera momentant tryck, P2, i. trycktanken då ventilen stängts, beräkna bortförd mängd luft, med kompressorn fylla trycktanken tills dess att det första trycket, P1, i trycktanken åter registreras, registrera tiden, tl, som krävs för att höja trycket i trycktanken från trycket P2 till trycket Pl, generera ett felmeddelande om tiden, tl, ligger utanför ett fördefinierat tidsintervall, tr. Metod enligt patentkrav 1 innefattande steget att stänga ventilen efter en bestämd tid. 10 15 20 25 30 ~ « . » f. 13

3. Metod enligt patentkrav 1 innefattande steget att stänga ventilen när ett fördefinierat tryck P2 uppmäts i trycktanken.

4. Metod enligt patentkrav 1-3 innefattande steget att kontrollera att trycket, Pl, ligger inom ett fördefinierat tryckintervall, Pr, under en fördefinierad tid, tf, innan den nämnda mängden luft bortförs från trycktanken.

5. Metod enligt kraven 1-4 innefattande steget att metoden utförs vid fördefinierade tidsintervall och/eller varje gång kompressorn startas.

6. Metod enligt kraven 1-5 innefattande steget att metoden initieras av en person användande ett i fordonet befintligt menysystem.

7. Metod enligt kraven 1-5 innefattande steget att metoden initieras av en yttre signal.

8. Anordning för utvärdering av en luftkompressors (1) kapacitet innefattande en trycktank (3) med en ventil (11) och en öppning med känd geometri samt ett styrenhet (15) k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda styrenhet (15) är anordnat att ställa kompressorns (1) varvtal till ett fördefinierat värde samt öppna och stänga ventilen (11) för att bortföra en viss mängd luft från trycktanken (3) genom öppningen varefter styrenheten (15) via kompressorn (1) fyller trycktanken (3) med nämnda mängd luft under en 'viss tid, tl, och jämför om 10 524 994 E3?%;;ïï¿ïfií, 14 fördefinierat tiden tl ligger inom ett tidsintervall.

9. Anordning enligt patentkravet 8 k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen är ansluten till en kompressor (1) ingående i en fristående luftgenereringsenhet.

10. Anordning enligt patentkravet 8 k ä n n e t e c k n a d a v kompressor att anordningen är ansluten till en monterad pà ett fordon.