具有壓縮機冷卻裝置的離心機及控制離心機的壓縮機冷卻裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有壓縮機冷卻裝置(30)的離心機以及對離心機的壓縮機冷卻裝置(30)進行控制的方法。根據(jù)本發(fā)明的離心機在壓縮機冷卻裝置(30)的制冷電路(41)中具有可控節(jié)流裝置(39)。
【專利說明】具有壓縮機冷卻裝置的離心機及控制離心機的壓縮機冷卻裝置的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分的離心機，以及涉及根據(jù)權利要求5的離心機的壓縮機冷卻裝置進行控制并調節(jié)的方法。

【背景技術】
[0002]在離心分離期間，尤其在急速轉動實驗室離心機時，離心機轉子旋轉時在離心機轉鼓中通過空氣摩擦以及耗費電功率的引入產(chǎn)生熱量。因為離心機轉鼓被用蓋子封住以防止被離心機分離的材料脫離，所以產(chǎn)生的熱量無法輕易地消散，最終導致正被離心機分離的材料的溫度上升。
[0003]由于溫度上升會導致被離心機分離的樣品受到破壞或變得無用，所以溫度上升是不希望的。通常，樣品必須保持在規(guī)定的溫度下，例如，取決于應用，樣品必須保持在4°C、22°C或者37°C。因此，為了防止被離心機分離的材料的溫度上升，過去已經(jīng)進行了測量，其中，通常使用間接冷卻。為了間接冷卻，轉子通常被封在離心機轉鼓中離心機蓋子的下方，并且不提供冷卻通道或相似構造。因此，空氣只在離心機轉鼓中循環(huán)。冷卻只通過第二媒介來提供，該第二媒介沿著轉鼓的外面或者在轉鼓的壁上運行(run)。因此，通常提供具有管子和熱交換器的壓縮機冷卻裝置，專門的制冷劑(不同于冷卻劑，因為冷卻劑(例如)在汽車的冷卻水循環(huán)中流動，而制冷器在流過制冷循環(huán)時發(fā)生狀態(tài)變化，通常從液體變成氣態(tài)的，并且制冷器還使對材料進行控制的溫度降到室溫以下)通過該壓縮機冷卻裝置流過形成制冷劑循環(huán)的導管并沿著轉鼓流動以將熱消散掉，導管(例如按照螺旋的方式)與離心機轉鼓進行接觸(這意味著轉鼓的側壁和底)。這種類型的壓縮機冷卻裝置還促使將樣品材料冷卻到周圍空氣溫度以下。
[0004]壓縮機冷卻裝置I包括蒸發(fā)器3 (通常作為導管圍繞離心機轉鼓5延伸)、壓縮機
7、冷凝器9以及膨脹元件11 (參見圖1)。因此，針對最高負荷的情況(離心機轉子的最大速度(圖未示出))，膨脹元件11被配置，其中，已知膨脹元件(是當壓縮機停止時制冷劑循環(huán)的高壓側和低壓側之間的壓力平衡元件)被配置為毛細管(capillary tube)或恒溫注身寸閥(thermostat inject1n valve) 11。
[0005]與在蒸發(fā)器3之后的壓力控制溫度檢測器13結合，恒溫注射閥(TEV) 11用于作為確定的溫度的函數(shù)在蒸發(fā)器入口 VE對制冷器循環(huán)15流中的制冷器自動地進行增加或節(jié)流。因此，在蒸發(fā)器出口 VA處需要對制冷器進行過度加熱，使得產(chǎn)生直接作用到恒溫控制注射閥11的彈簧17上的正壓力，以驅動注射閥。在蒸發(fā)器出口 VA處提供更加精確的特定溫度。TEV 11的傳感器13連接在蒸發(fā)器出口 VA處，其中，在蒸發(fā)器出口處提供制冷器?；谡舭l(fā)器出口 VA處的溫度，制冷器具有分別的壓力，該壓力影響TEV 11并與彈簧的復位力抵消，使得TEV 11打開或關閉。
[0006]額外的控制元件(例如頻率控制壓縮機7)部分地但是不精確地促使對其它負荷情況進行控制。
[0007]因為需要對制冷器進行過加熱以使恒溫控制注射閥進行工作，所以無法充分使用蒸發(fā)器性能，只有大約95 %的蒸發(fā)器表面可以使用。由于需要進行過度加熱，在蒸發(fā)器入口VE和蒸發(fā)器出口 VA之間提供大約7k的溫差。
[0008]這種離心機中的已知的壓縮機冷卻裝置I的另一個重要缺點是壓縮機只可以是功率控制的，而非是不精確的并在某些界限內，使得壓縮機7在各種部分負荷的情況下以及在低負荷的情況下必須完全關掉。
[0009]然而，由于壓縮機7通常具有最小運行時間以確保內部油循環(huán)，故這并非始終可行。反之亦然，由于啟動期間壓縮機7的驅動馬達的持續(xù)加熱以及高壓側和低壓側之間所需要的壓力平衡或壓差縮小，對這種壓縮機7提供了某個最小關機時間。因此，可控性通過壓縮機7被嚴格地限制在(尤其)低功率范圍內。
[0010]另一個缺點是在壓縮機冷卻裝置I的壓縮機7啟動或停止時會產(chǎn)生振動。這種振動影響離心機的運行參數(shù)，增大離心機停止后的重混率，影響實驗室設備以及靠近離心機的設備。最后一點是，頻繁地將壓縮機7打開并關掉減少其使用壽命。


【發(fā)明內容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的是克服或減輕這些缺點。特別地，具有壓縮機冷卻裝置的離心機應按照簡單并且劃算的方式進行配置，并且應具有高的控制質量以及低振動。
[0012]用根據(jù)權利要求1的離心機以及根據(jù)權利要求5的方法實現(xiàn)該目的。從屬權利要求中提供了有利的實施例。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的離心機特別的是實驗室離心機，包括離心機轉鼓和壓縮機冷卻裝置，壓縮機冷卻裝置具有制冷循環(huán)、蒸發(fā)器、壓縮機和冷凝器，特征在于，制冷循環(huán)包括用于控制制冷劑流的至少一個可控節(jié)流裝置，可控節(jié)流閥裝置有利地被配置為電子注射閥。有利地，可以提供的是，當壓縮機停止時，可控節(jié)流裝置還可以作為制冷循環(huán)的高壓側和低壓側之間的壓力平衡元件進行工作。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的可控的(這意味著外部可控的節(jié)流裝置)是節(jié)流裝置，其中有對控制制冷劑流的直接外部控制選擇，從而有可以從制冷循環(huán)外部被影響的控制鏈路。盡管用TEV 11也可以提供控制，但是從制冷循環(huán)15的外部這是不受控的，而是由直接影響并調節(jié)TEV 11的傳感器13進行控制。
[0015]有利地，根據(jù)本發(fā)明的控制選擇可以以電子的方式提供，然而，液壓和/或氣動控制選擇等也是可行的。因為恒溫注射閥無法提供直接的外部控制，而是由元件被動地反作用于彈簧以響應溫度引發(fā)的壓力增大，所以恒溫注射閥不是可控節(jié)流裝置。
[0016]因為離心機的壓縮機冷卻裝置在冷卻循環(huán)中包含可控的節(jié)流裝置，所以對于許多的負荷情況壓縮機冷卻裝置都可以被直接控制，而不必控制壓縮機自身。因此，壓縮機冷卻裝置引起更少的振動并且具有更長的使用壽命。額外地，不再需要促進對制冷劑進行過加熱，因此，整個蒸發(fā)器長度都可被使用。這增大了蒸發(fā)器的傳熱面，其促進了更高的冷卻功率并且改善了冷卻裝置的總體效率。這有助于實現(xiàn)離心機轉鼓中更低的冷卻溫度，和/或對于更高的離心功率，也可以實現(xiàn)所期望的低冷卻溫度。而且，可以更加快速地實現(xiàn)離心機轉鼓中所期望的溫度。另一方面，具有更低功率的壓縮機甚至可以用于預定的蒸發(fā)器的冷卻功率，這減小了所要求的安裝空間，或者頻率可控的壓縮機可以以更低的頻率(進而以更低的功率)進行工作，這對于相同的冷卻功率減小了總體能量需要。而且，控制精度得以提高，這有助于實現(xiàn)離所期望的標稱值的更小的偏差。
[0017]在有利的實施例中，提供了用于對制冷劑循環(huán)中制冷劑的溫度進行檢測和/或對離心機轉鼓中的溫度進行檢測的至少一個裝置。有利地，提供了用于對離心機轉鼓中的溫度進行檢測的裝置，提供了有利地在蒸發(fā)器入口處對蒸發(fā)器上游制冷劑循環(huán)中制冷劑的溫度進行檢測的裝置，提供了在蒸發(fā)器之后對溫度進行檢測的裝置。有利地，因為由于在進一步朝向蒸發(fā)器布置的位置進行過加熱而引起溫度會被不精確地測量，導致沒有最佳地利用蒸發(fā)器，所以最后的溫度測量裝置被布置在蒸發(fā)器出口處。因此可以促進更加精確的控制。
[0018]因此，“用于檢測溫度的裝置”是確定物理參數(shù)的所有裝置，通過這些裝置可以確定溫度。例如，有壓力或溫度傳感器，其中，溫度傳感器更加劃算，因此被有利地使用。
[0019]有利地,壓縮機是可控的以調節(jié)其進給量(feed volume),有利地,是功率可控的，特別地，是頻率可控的，這通過用相對于電網(wǎng)頻率提高的頻率啟動壓縮機冷卻裝置基本減少了用于達到所期望的溫度的穩(wěn)定時間(settling time)。
[0020]可替代地或者此外，在冷卻循環(huán)中提供旁路用于橋接冷凝器，其中，特別地，旁路被配置為可控的?？煽毓?jié)流裝置也可以用于該調節(jié)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的可控節(jié)流裝置可以形成為連續(xù)可控的節(jié)流閥以及離散可控的節(jié)流閥。
[0022]特別地，當可選的控制元件被配置為連續(xù)可變的節(jié)流裝置，具有連續(xù)可變的進給流的壓縮機，連續(xù)可變的旁路閥，整個負荷譜可以以非常有效的并且快速響應的方式被覆蓋，并且沒有電涌。
[0023]調節(jié)裝置特別有利，特別地，調節(jié)裝置可以被配置為可編程電子裝置(例如微控制器)，可編程電子裝置使用被檢測的溫度中的至少一個作為輸入變量，并且控制并調節(jié)可控節(jié)流裝置、可控旁路和可控壓縮機這些元件中的至少一個，這是因為可以使用特別有效的控制和調節(jié)程序。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的用于對具有離心機轉鼓的離心機的壓縮機冷卻裝置進行控制和/或調節(jié)的方法在獨立權利要求中進行保護，其中，壓縮機冷卻裝置包括制冷循環(huán)、蒸發(fā)器、壓縮機和冷凝器，特征在于，可控節(jié)流裝置用于對壓縮機冷卻裝置的制冷循環(huán)中的制冷流進行調節(jié)。因此，有利地，根據(jù)本發(fā)明的離心機用于本方法。
[0025]在有利的實施例中，預先確定離心機的離心機轉鼓的標稱溫度，確定離心機的離心機轉鼓的實際溫度。關于這點，有利地，對于預定的趨勢周期確定實際溫度的趨勢，以能夠更快地對溫度變化做出反應并且使關于標稱值的偏差最小化。有利地，趨勢周期至少2s，有利地，至少5s，特別地，至少10s。另一方面，有利地，還可以提供從其的偏差，這些偏差是整個離心機系統(tǒng)大小和功率的函數(shù)。
[0026]在有利的實施例中，關于預定的標稱溫度對公差范圍進行定義，其中，公差范圍是+/-5K，至多，有利地，是+/-3K，至多，有利地，是+/-1.5K。當實際溫度僅由可控節(jié)流裝置調節(jié)當實際溫度在定義的公差范圍內時，控制可以得到明顯改善。該調節(jié)特別敏感。關于這點，在公差范圍之“內”意味著在公差范圍邊界處的溫度也包含在內。而且，當實際溫度僅通過壓縮機控制時當實際溫度沒有在公差范圍之內時，調節(jié)得到改善。
[0027]有利地，提供的是，可控壓縮機用于在公差范圍外部進行控制(粗控制)。當離開公差范圍時，壓縮機被離心機轉鼓中測量的實際溫度進行調節(jié)，使得實際溫度返回到公差范圍中。
[0028]通過粗調和細調(c.f.下文)進行結合的方法，可以特別有利地使用壓縮機的功率，并且在低負荷范圍中關掉壓縮機并再將其打開，尤其也基本防止了高的內部轉鼓溫度，這是因為壓縮機本質上只用于調節(jié)實際溫度直到其達到公差范圍。
[0029]特別有利地，當壓縮機冷卻裝置被啟動并且實際溫度通過壓縮機被降到預定的公差范圍時，可控節(jié)流裝置被設在經(jīng)驗確定的制冷劑流。有利地，至少在冷卻過程的開始，已被確定為對于分別的離心機是最佳的可控節(jié)流裝置的位置應被用于最大限度的冷卻，并且有利地，隨后應被調整到用于最佳的蒸發(fā)器裝填的位置。關于這點，特別有利的是，壓縮機僅被調節(jié)一個時間周期，直到實際溫度在公差范圍內保持經(jīng)驗確定的時間周期，有利地，是多個趨勢周期，有利地，是趨勢周期的40倍，更有利地，是趨勢周期的26倍，更有利地，是趨勢周期的12倍，例如至少2分鐘，在這之后，特別提供的是，只要實際溫度在公差范圍內并且通過可控節(jié)流裝置被調節(jié)到標稱溫度，壓縮機功率就保持恒定。因此，確保的是，當啟動壓縮機冷卻裝置時，第一步中通過壓縮機只提供了粗控制，隨后以恒定壓縮機功率通過可控節(jié)流裝置執(zhí)行細調。
[0030]如果關于冷卻時間提供了某些參數(shù)，則冷卻到標稱溫度的時間被執(zhí)行，壓縮機的功率和/或制冷劑流通過可控節(jié)流裝置也可以被相應地控制。然而，在粗調期間啟動細調也是可行的，因此同時通過可控壓縮機以及通過可控節(jié)流裝置。
[0031]而且，可以在標稱溫度或公差范圍之上提供提早的截止值(cut off value) 0因此，考慮如下現(xiàn)象，該類型的調節(jié)過程使當前的實際溫度值從正溫度范圍朝向標稱溫度值快速匯聚。為了避免超過窄的公差范圍朝向負溫度，盡可能地引入提早的截止值，這意味著在被有利地布置在公差范圍中間的實際標稱值被實際溫度值達到之前，壓縮機(例如)已被向下調節(jié)或被關掉或者可控節(jié)流裝置在關閉方向被驅動。這是對抗系統(tǒng)慣性的相反調節(jié)。
[0032]而且，有利的是，當一方面制冷劑的溫度在制冷循環(huán)中在蒸發(fā)器的上游、有利地在蒸發(fā)器出口處并且另一面在蒸發(fā)器的下游、有利地在蒸發(fā)器出口處被確定，并且可控節(jié)流裝置被調節(jié)時，使得蒸發(fā)器的制冷劑上游的溫度和制冷循環(huán)中蒸發(fā)器下游制冷劑的溫度之間的差在OK和5K之間，有利地在OK和3K之間，特別地在OK和IK之間。因此，列舉的范圍界限是允許值。因此，因為不再需要大約7K的溫度差(在現(xiàn)有解決方案中是所需的，以提供過加熱)，蒸發(fā)器以特別有效的方式被使用。同時，防止了具有液體制冷劑的流穿過蒸發(fā)器(從而防止了液體堵塞)。當大于OK的差被調節(jié)時，確保的是，因為由于提供了少量的過加熱而引起了正差，所以制冷劑被完全蒸發(fā)。
[0033]而且，特別有利的是，當制冷循環(huán)中蒸發(fā)器上游的制冷劑的溫度被確定，并且當?shù)陀?undercut)預定的溫度時,通過以下措施的其中之一至少再次達到預定的溫度:i)減小壓縮機的進給量，?)打開并調節(jié)在制冷循環(huán)中避開冷凝器的旁路，iii)控制可調節(jié)的節(jié)流裝置，以在壓縮機冷卻裝置的制冷循環(huán)中增大制冷劑流。預定的溫度是所使用的制冷劑以及蒸發(fā)器入口與壓縮機入口之間的幾何條件的函數(shù)，例如是-18°C。這有效地防止了壓縮機進入真空范圍以及回油失敗。因此，當?shù)陀陬A定溫度時，節(jié)流裝置必須通過變量iii)被再次打開。
[0034]可替換地或額外地，下面的特征可以用于離心機的振動的進一步的減少:
[0035]-具有水平主軸的壓縮機的使用，水平主軸有利地具有低重心和/或需要大的放置表面；
[0036]-旋轉的壓縮機的使用，旋轉的壓縮機有利地不需要最小速度(像往復活塞壓縮機一樣)和/或可以用變頻器向下調節(jié)到停止狀態(tài)。額外地，具有振蕩塊被省略的優(yōu)點。
[0037]-相對于離心機的框架(特別地)垂直安裝的壓縮機的彈性支撐的使用，其中，該支撐有利地被布置在壓縮機重心的上方；
[0038]對于具有壓縮機的離心機的實施例，要求獨立保護，不管壓縮機冷卻裝置的結構，壓縮機具有前文列舉的特征。
[0039]除非另有說明，本發(fā)明的所有特征可以隨意彼此結合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]下文參考附圖基于實施例對本發(fā)明的特征和優(yōu)點進行更詳細地描述，其中:
[0041]圖1示出了已知的壓縮機冷卻裝置的框圖；
[0042]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的離心機的俯視圖；
[0043]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的離心機的壓縮機冷卻裝置的框圖；
[0044]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的控制框圖；以及
[0045]圖5示出了兩個離心機的最大冷卻功率的比較，其中一個離心機具有已知的壓縮機冷卻裝置(具有TEV)，另一個離心機具有根據(jù)本發(fā)明的壓縮機冷卻裝置(具有EEV)。

【具體實施方式】
[0046]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的離心機20的立體圖。離心機被配置為實驗室離心機20,包括用于壓縮機冷卻裝置25的殼體21、用于離心機轉鼓37和轉子28的蓋子23、以及底板29，殼體21具有蓋子(圖未示出)，壓縮冷卻裝置25具有壓縮機27。
[0047]圖1和圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的壓縮機冷卻裝置30較于已知的壓縮機冷卻裝置I的區(qū)別。
[0048]同樣，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機冷卻裝置30包括頻率可控的壓縮機31、冷凝器33、被布置成圍繞離心機轉鼓37間接冷卻的蒸發(fā)器35、以及膨脹元件39。
[0049]圖1所示的已知的壓縮機冷卻裝置I包括恒溫注射閥(TEV)，恒溫注射閥被配置為膨脹元件11，膨脹元件11包括在蒸發(fā)器3的出口 VA處與傳感器13連接的壓力入口 17。當達到過加熱時，在蒸發(fā)器出口 VA處在傳感器13中產(chǎn)生正壓力，其中，正壓力對抗TEV 11的彈簧的壓力，從而打開TEV 11。因此，TEV 11僅是個被動調節(jié)的元件，這是因為沒有(例如)通過電子學方法提供外部可控性，因此由于必須提供的過加熱不可能充分地使用蒸發(fā)器。
[0050]相比之下，圖3所示的壓縮機冷卻裝置30包括可控節(jié)流裝置39，所述可控節(jié)流閥裝置39被配置為電子注射閥(EEV) 39來代替TEV。而且，冷卻循環(huán)41具有用于橋接冷凝器33的旁路43。旁路43上也設置有電子注射閥45。可替代地，還可以提供離散的控制元件來代替連續(xù)可調的控制元件39、45。
[0051]而且，提供三個裝置47、49、51，用于檢測蒸發(fā)器35上游的溫度Tve、檢測蒸發(fā)器35的出口 VA處的溫度Tva、檢測離心機轉鼓37中的溫度T。
[0052]圖4圖示性地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的控制。
[0053]顯然，使用了調節(jié)裝置60，所述調節(jié)裝置60考慮了操作員為離心機轉鼓預定的標稱溫度Τκ。在蒸發(fā)器35處，在入口 VE處檢測溫度Tve，在出口 VA處檢測溫度TVA，并將溫度TVE和溫度TVA提供給調節(jié)裝置60。而且，在轉鼓37處檢測實際溫度T，并將該實際溫度T提供給調節(jié)裝置60。為離心機20確定實際溫度T的溫度發(fā)展的趨勢，根據(jù)本發(fā)明將該趨勢配置為1s的經(jīng)驗確定的趨勢周期td，其中，更長和更短的時間周期都是可行的。而且，針對離心機轉鼓37，為標稱溫度Tk定義+/-1.5K的公差范圍。調節(jié)裝置60控制EEV 39、壓縮機31、以及(可選地)旁路45。
[0054]下文提供對壓縮機冷卻裝置30的控制和調節(jié)。
[0055]當啟動離心機20的冷卻裝置30時，將EEV 39調整成經(jīng)驗確定的制冷器流，并且通過對壓縮機31的速度進行控制將實際溫度T降到預定的公差范圍。壓縮機31的速度或者被保持在最大值，或者如果在對標稱溫度Tk的預定冷卻時間是所期望的時，壓縮機被保持在各自的速度。額外地，可以使用提早的截止時間來考慮壓縮機冷卻裝置30的慣性，和/或通過粗調期間經(jīng)驗確定的函數(shù)降低壓縮機31的速度。
[0056]有利地，至少在冷卻過程的開始，可控節(jié)流裝置39的位置(已被確定為對分別的離心機20來說是最佳的)應被用于最大限度的冷卻并且(可選地)稍后被更新為用于最佳蒸發(fā)器裝填的位置。
[0057]通過壓縮機速度執(zhí)行粗調，直到轉鼓37中的實際溫度T在公差范圍內保持預定的時間周期(例如I分鐘)。因此，當實際溫度T低于標稱溫度Tk時，通過減小頻率來減小壓縮機31的功率，直到實際溫度T再次達到標稱溫度Tk或超過標稱溫度Τκ。如果標稱溫度Tk被超過，壓縮機31的頻率被再次提高。該迭代過程被繼續(xù)，直到標稱溫度T在標稱溫度Tk的公差范圍內保持一個時間跨度，例如至少I分鐘，這意味著至少6個趨勢周期td。
[0058]因此，此后只要實際溫度在公差范圍內并且標稱溫度通過可控節(jié)流裝置39被調節(jié)，壓縮機速度就保持恒定。
[0059]此后，確保了當啟動壓縮機冷卻裝置20時，第一步唯一地通過壓縮機31提供了粗調以及隨后通過可控節(jié)流裝置39提供了細調，提供了恒定壓縮機速度。
[0060]可以提供的是，可控節(jié)流裝置39被調整到中心位置，并且在粗調期間或在粗調和細調之間壓縮機31的速度相應地進行適應，以能夠以最佳的方式在細調期間使用節(jié)流裝置39的調節(jié)能力。然而，必不可少的是在細調期間(從而在實際溫度T在公差范圍內的時間周期內)壓縮機31的功率沒有改變。
[0061]在隨后的細調期間，冷卻功率通過EEV 39僅被其自身調節(jié)。因此，根據(jù)趨勢執(zhí)行一個調節(jié)，這意味著當趨勢周期td中的實際溫度的趨勢下跌時，EEV 39被向下調節(jié)，因此制冷劑流被減少。如果趨勢上升，電子注射閥39被向上調節(jié)，使得更多的制冷劑被提供給蒸發(fā)器35。
[0062]然而，本發(fā)明不限制于彼此獨立執(zhí)行的粗調(只通過壓縮機調節(jié))和細調(只通過節(jié)流裝置調節(jié))。還可以提供的是重疊進行，即壓縮機和節(jié)流裝置的同時調節(jié)。
[0063]額外的，在蒸發(fā)器35的入口 VE對溫度Tve的預定下限TVEmin進行監(jiān)控，當?shù)陀跍囟萒VEmin時，EEV 39被進一步打開，直到確定的溫度Tve再次大于預定的溫度TVEmin。這防止了壓縮機31進入真空范圍。
[0064]額外地，繼續(xù)對溫度的差Tva-Tve進行監(jiān)控。為了將對蒸發(fā)器35的裝載最大化，并且為了防止液體制冷器到達壓縮器31，這個差應在OK和IK的范圍內。如果低于差Tva-Tve,EEV 39被進一步關閉和/或壓縮機頻率被降低。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的方法促進了蒸發(fā)器的最大限度的使用。因此，蒸發(fā)器的冷卻功率可以被提高，并且相比于已知的壓縮機冷卻裝置(其相應地促進了離心機轉子功率的提高)，在根據(jù)本發(fā)明的離心機20的情況下，大約5%的更多的熱量可以被消散。極端情況下，通過轉子允許產(chǎn)生的熱量增加5%，從而轉子可以在更高的速度范圍內運行，這提高了離心機功率。
[0066]圖5結合根據(jù)本發(fā)明的方法示出了根據(jù)本發(fā)明的離心機20的有利的運行，其中，出于簡化的目的，提供了壓縮機頻率在整個運行時間保持恒定(最大限度)并且用節(jié)流裝置進行控制。根據(jù)實際溫度T的曲線的圖示，很顯然，轉鼓空氣的溫度的調節(jié)根據(jù)本發(fā)明被更加連續(xù)地執(zhí)行，并且可以使用更低的最終溫度。
[0067]除了所描述的關于冷卻功率的優(yōu)點，樣品可以更加精確地被保持在特定溫度，該特定溫度尤其對于敏感樣品或不確定的溫度影響非常有利。
[0068]總的來說，應當理解本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0069]-離心機的轉子腔/蒸發(fā)器的更加有效的利用；
[0070]-離心機的更加節(jié)能的功能；
[0071]-選擇使用具有更低功率的壓縮機，或可以用更低的頻率來驅動壓縮機，以獲得預定的冷卻功率，該預定的冷卻功率消耗更少的電功率從而節(jié)省了能量；
[0072]-壓縮機不用頻繁地啟動，這使電力網(wǎng)中的負荷峰值以及消耗減到最?。?br> [0073]-壓縮機在最佳的運行點(更加頻繁地以更低的速度)被操作，這減小了運行噪曰；
[0074]-高壓側和低壓側之間的受控壓力平衡的選擇減小了壓縮機的啟動電流。在壓縮機停止狀態(tài)期間EEV可以被打開，以加速高壓側和低壓側之間的壓力平衡，從而在負荷范圍內達到更1?的控制質量；
[0075]-對轉子轉鼓中的溫度進行更加精確的調節(jié)，從而對樣本溫度進行更加精確的調節(jié)。
【權利要求】
1.具有離心機轉鼓(37)和壓縮機冷卻裝置(30)的離心機，尤其是實驗室離心機(20)，包括: 制冷循環(huán)(41)； 蒸發(fā)器(35)； 冷凝器(33);以及 壓縮機(31)， 其特征在于，所述制冷循環(huán)(41)包括至少一個可控節(jié)流裝置(39)，所述可控節(jié)流裝置(39)特別地起到膨脹元件的作用，所述可控節(jié)流裝置(39)進行工作以對制冷劑流進行調節(jié)，所述膨脹元件有利地被配置為電子注射閥。
2.根據(jù)權利要求1所述的離心機(20)， 其特征在于，設置至少一個裝置(47，49)，用于對所述制冷循環(huán)(41)中的制冷劑的溫度(TVE，TVA)進行檢測，和/或用于對所述離心機轉鼓(37)中的溫度(Tk)進行檢測， 其中，有利地在所述制冷循環(huán)(41)中所述蒸發(fā)器(35)的上游設置用于對制冷劑的溫度(Tve)進行檢測的裝置(47)，在所述蒸發(fā)器(35)的下游設置用于對溫度(Tva)進行檢測的裝置(49)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的離心機(20)， 其特征在于，所述壓縮機(31)對于其進給量是可控的，有利地是功率可控的，尤其是頻率可控的，和/或 在所述制冷循環(huán)(41)中配置旁路(43)，用于橋接所述蒸發(fā)器(33)， 其中，所述旁路通過可控節(jié)流裝置(45)特別地被配置為可調節(jié)的。
4.根據(jù)前述權利要求任一項所述的離心機(20)， 其特征在于，提供調節(jié)裝置(60)，所述調節(jié)裝置￠0)使用檢測出的溫度(TVE，TVA, TK)的至少一個作為輸入值，并且對下組中的元件的至少一個進行控制和調節(jié)，這組元件包括:可控節(jié)流裝置(39)、可控旁路(43)以及可控壓縮機(41)。
5.對離心機(20)的壓縮機冷卻裝置(30)進行控制和調節(jié)的方法，所述離心機(20)具有離心機轉鼓(37)，特別地，所述離心機(20)是根據(jù)前述權利要求任一項的離心機， 其中，所述壓縮機冷卻裝置(30)包括制冷循環(huán)(41)、蒸發(fā)器(45)、冷凝器(33)以及壓縮機(31)， 其特征在于，可控節(jié)流裝置(39)用于對所述壓縮機冷卻裝置(30)的制冷循環(huán)(41)中的制冷劑流進行調節(jié)。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法， 其特征在于，提供所述離心機(20)的離心機轉鼓(37)的標稱溫度(Tk)，并且確定所述離心機(20)的離心機轉鼓(37)的實際溫度(T)， 其中，對于預先確定的趨勢周期(td)有利地確定實際溫度(T)的趨勢， 其中，所述趨勢周期(td)至少是2s，有利地至少是5s，特別地至少是10s。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法， 其特征在于，定義關于標稱溫度(Tk)的公差范圍，所述公差范圍至多是+/-5K，有利地至多是+/-3K，特別地至多是+/-1.5K，并且 當實際溫度(T)在所述公差范圍內時，由可控節(jié)流裝置(39)調節(jié)實際溫度(T)， 其中，有利地，提供的是，當實際溫度(T)超過或者低于所述公差范圍時，使用可控壓縮機(31)并對壓縮機(31)進行控制，使得實際溫度(T)返回到所述公差范圍。
8.根據(jù)權利要求6或7任一項所述的方法， 其特征在于，當啟動所述壓縮機冷卻裝置(30)時，將所述可控節(jié)流裝置(39)設為預定的制冷劑流，以及實際溫度(T)通過壓縮機(31)降到所述公差范圍中， 其中，有利地，提供的是，經(jīng)過一段時間周期對壓縮機(31)進行調節(jié)，直到實際溫度(T)在所述公差范圍內長達經(jīng)驗確定的時間周期，有利地是趨勢周期(td)的60倍，更有利地是趨勢周期(td)的24倍，特別地是趨勢周期(td)的12倍，以及 此后，特別地提供的是，壓縮機功率保持恒定，直到實際溫度(T)在所述公差范圍內并且實際溫度(T)由所述可控節(jié)流裝置(39)控制。
9.根據(jù)權利要求5-8任一項所述的方法，其特征在于，在以下兩處確定所述制冷循環(huán)(41)中制冷劑的溫度(TVE, Tva): a)所述蒸發(fā)器(35)的上游以及 b)所述蒸發(fā)器(35)的下游，以及 對所述可控節(jié)流裝置(39)進行調節(jié)，使得在所述蒸發(fā)器(35)的上游所述制冷循環(huán)(41)中制冷劑的溫度(Tve)與在所述蒸發(fā)器(35)的下游所述制冷循環(huán)(41)中制冷劑的溫度(Tva)之間的差在OK和5K之間，有利地在OK和3K之間，特別地在OK和IK之間。
10.根據(jù)權利要求5至9任一項所述的方法， 其特征在于，在所述蒸發(fā)器(35)的上游確定所述制冷循環(huán)(41)中制冷劑的溫度(Tve)，并且當?shù)陀陬A定溫度(TVEmin)時，通過下列措施的其中之一至少再次地達到溫度(TVEmin):i)減小壓縮機(31)的進給量， ?)打開并調節(jié)在所述制冷循環(huán)(41)中避開所述冷凝器(33)的旁路(43)，以及 iii)對所述可控節(jié)流裝置(39)進行調節(jié)，以在所述壓縮機冷卻裝置(30)的制冷循環(huán)(41)中增大制冷劑流。
11.根據(jù)權利要求5至10任一項所述的方法， 其特征在于，在標稱溫度(TK)之上或在公差范圍之上設置提早的截止值，以及當實際溫度⑴達到所述提早的截止值時，壓縮機(31)被向下調節(jié)、或被關掉、或者所述可控節(jié)流裝置(39)在關閉方向被驅動。
12.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的離心機(20)， 其特征在于，所述離心機(20)包括被配置成粗調和細調的調節(jié)， 其中，有利地，提供的是，在第一粗調步驟中所述調節(jié)對壓縮機(31)進行控制以及可選地對可控節(jié)流裝置(39)進行控制，有利地只對壓縮機(31)進行控制，以及 其中，在第二細調步驟中，通過所述可控節(jié)流裝置(39)執(zhí)行調節(jié)，并且不對壓縮機(31)進行調節(jié)。
13.根據(jù)權利要求1至4以及12任一項所述的離心機(20)， 其特征在于，對調節(jié)進行配置，使得所述離心機(20)的離心機轉鼓(37)的標稱溫度(Tk)是可預先確定的，并且所述離心機的離心機轉鼓(37)的實際溫度(T)是可確定的，其中，關于標稱溫度(Tk)的公差范圍是可預先確定的，所述公差范圍至多是+/-5K，其中，啟動所述壓縮機冷卻裝置(30)之后，實際溫度(T)通過壓縮機被降到所述公差范圍中， 其中，只要實際溫度(T)在所述公差范圍中，并且實際溫度(T)通過所述可控節(jié)流裝置(39)是可調節(jié)的，壓縮機功率就是可維持的恒量。
14.根據(jù)權利要求13所述的離心機(20)， 其特征在于，調節(jié)被配置成考慮實際溫度(T)的趨勢， 其中，至少2s的趨勢周期(td)、有利地至少5s的趨勢周期(td)、以及特別有利地至少1s的趨勢周期(td)是可調節(jié)的。
【文檔編號】B04B15/02GK104203422SQ201380018633
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年2月13日 優(yōu)先權日:2012年2月13日
【發(fā)明者】H·米勒, S·菲舍爾, D·沃爾夫 申請人:埃佩多夫股份公司