專利名稱：一種往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉一種往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷的調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
往復(fù)壓縮機(jī)(以下簡(jiǎn)稱壓縮機(jī))被廣泛應(yīng)用于制冷、發(fā)動(dòng)機(jī)、化工過程、氣體輸送、機(jī)械制造以及幾乎各個(gè)需要輸送或者壓縮氣體的場(chǎng)所。壓縮機(jī)的額定排氣量在正常操作條件下容積流量基本保持不變，一般是按工藝要求的最大流量進(jìn)行設(shè)計(jì)或選型的，都有一定的余量。另一方面，在實(shí)際使用中，進(jìn)氣工況的變化、生產(chǎn)需求的改變等經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致實(shí)際氣體的需用量也是不斷變化的，這就需要對(duì)壓縮機(jī)排氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)不斷變化的要求，即要求壓縮機(jī)的負(fù)荷率可以調(diào)節(jié)。壓縮機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)方法有很多，但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大型工藝往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行連續(xù)、經(jīng)濟(jì)、高效、快捷、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)的方式并不多。常用的有驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、余隙腔調(diào)節(jié)、旁通回流調(diào)節(jié)、開停機(jī)調(diào)節(jié)等。驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)氣量調(diào)節(jié)連續(xù)，功率消耗小，但大功率、高 壓變頻器價(jià)格昂貴，投資巨大；余隙腔調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，但需要較多的人工干涉，響應(yīng)速度慢，系統(tǒng)可靠性較差，易損件多，難于維護(hù)，不適用于現(xiàn)有設(shè)備的改造；旁通回流調(diào)節(jié)比較靈活，而且簡(jiǎn)單易行，配上自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度也比較高，但是因?yàn)槎嘤鄽怏w的全部壓縮功都損耗掉，所以經(jīng)濟(jì)性差；開停機(jī)控制調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)幅度較大，階梯形控制，只適用于粗調(diào)節(jié)。通過壓開吸氣閥進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)的方法節(jié)能效果明顯，它包括部分行程壓開吸氣閥和全行程壓開吸氣閥等。部分行程壓開吸氣閥是通過特定裝置使吸氣閥延時(shí)關(guān)閉，讓一部分氣體在壓縮前回流到進(jìn)氣腔，延時(shí)的長(zhǎng)短根據(jù)需要確定，從而在減少排氣量的同時(shí)降低功耗。這可通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)使吸氣閥不停地通過壓叉被壓開、關(guān)閉，每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)吸氣閥壓開、關(guān)閉的時(shí)刻經(jīng)過快速、精確的計(jì)算和控制，排氣量可在O —100%調(diào)節(jié)。壓縮機(jī)壓叉必須在吸氣閥正常開啟、關(guān)閉的工作循環(huán)周期內(nèi)完成吸氣閥片壓下一保持一釋放，這樣一來需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度和壽命都有極高的要求。另一種全行程壓開吸氣閥方法是將壓縮機(jī)部分或全部吸氣閥壓開卸載的調(diào)節(jié)。采用這種方式只能提供階躍式的調(diào)節(jié)，如對(duì)每一級(jí)都是單個(gè)雙作用氣缸的壓縮機(jī)來說，可實(shí)現(xiàn)0、50%、100%三檔流量調(diào)節(jié)；如對(duì)單級(jí)有兩個(gè)同樣的雙作用氣缸則可實(shí)現(xiàn)0、25%、50%、75%、100%五檔流量調(diào)節(jié)。中國專利、公告號(hào)為CN 101173658、“一種往復(fù)活塞壓縮機(jī)排氣量無級(jí)調(diào)節(jié)方法”則采用占空比的概念使壓縮機(jī)間斷性的進(jìn)行壓開吸氣閥進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的缺陷、提供一種往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)方法，它可以實(shí)現(xiàn)排氣量在O 100%負(fù)荷內(nèi)連續(xù)、節(jié)能、可靠地進(jìn)行排氣量調(diào)節(jié)。本發(fā)明所述目的是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)方法，它在壓縮機(jī)上設(shè)置一個(gè)能夠壓開吸氣閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和一個(gè)控制系統(tǒng)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)對(duì)壓縮機(jī)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)按如下步驟進(jìn)行:
A.確定壓縮機(jī)負(fù)荷率W，所述壓縮機(jī)負(fù)荷率W是壓縮機(jī)實(shí)際排氣量與額定排氣量的比值，在O—100%范圍內(nèi)輸入壓縮機(jī)需要負(fù)荷率W或控制系統(tǒng)根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷率W ；
B.根據(jù)負(fù)荷率W確定控制周期的活塞動(dòng)作循環(huán)數(shù)N，即壓開吸氣閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在一個(gè)控制周期內(nèi)完成一整套動(dòng)作，包括壓下——保持——釋放所經(jīng)歷的活塞動(dòng)作循環(huán)數(shù)；I個(gè)循環(huán)包含I個(gè)吸氣行程和I個(gè)排氣行程，由N個(gè)循環(huán)組成一個(gè)控制周期；其中，N為大于I的正整數(shù)，如N=I，則為部分行程壓開吸氣閥氣量調(diào)節(jié)；為盡量減少負(fù)荷波動(dòng)，一般N根據(jù)負(fù)荷率W的大小而變化，W越大則N越大；W越小則N越??；
C.壓縮機(jī)先執(zhí)行不足一個(gè)活塞動(dòng)作循環(huán)部分的空載，然后執(zhí)行不足一個(gè)活塞動(dòng)作循環(huán)部分的加載，即第一個(gè)循環(huán)先空載再加載；
D.然后壓縮機(jī)執(zhí)行其余整數(shù)的加載循環(huán)；
E.再執(zhí)行其余整數(shù)空載循環(huán)；
F.重復(fù)上述步驟C一E，如負(fù)荷率進(jìn)行了調(diào)整，則根據(jù)調(diào)整后的參數(shù)重復(fù)步驟3—5。上述往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)方法，所述步驟C、D中，加載工作是連續(xù)的，后續(xù)步驟E C空載工作也是連續(xù)的；根據(jù)生產(chǎn)要求，為追求更加均勻的排氣量，只需將N值縮小即可；為追求更少的加載、空載動(dòng)作頻率，只需將N值增大即可。上述往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)方法，所述壓縮機(jī)若為單缸雙作用壓縮機(jī)，則將軸偵U、蓋側(cè)分別執(zhí)行上述加載、空載循環(huán)，并將加載時(shí)間刻意錯(cuò)開，則壓縮機(jī)排氣量會(huì)更加均勻；
所述壓縮機(jī)若為多缸、雙作用壓縮機(jī)，則將每個(gè)氣缸的軸側(cè)、蓋側(cè)分別執(zhí)行上述加載、空載循環(huán)，并將加載時(shí)間刻意錯(cuò)開。以單缸單作用壓縮機(jī)負(fù)荷率W=60%為例，可活塞動(dòng)作循環(huán)數(shù)N=4，:加載循環(huán)=4X60%=2.4個(gè)，空載循環(huán)=4X (1-60%)=1.6個(gè)，即壓縮機(jī)需在I個(gè)控制周期(即4個(gè)循環(huán))內(nèi)執(zhí)行2.4個(gè)加載循環(huán)，2.4個(gè)空載循環(huán)。具體執(zhí)行順序?yàn)?先執(zhí)行0.6個(gè)空載，然后執(zhí)行
0.4個(gè)加載，再繼續(xù)執(zhí)行2個(gè)加載，最后執(zhí)行I個(gè)空載,如此循環(huán)進(jìn)行。若上述為單缸雙作用壓縮機(jī)，則將軸側(cè)、蓋側(cè)分別執(zhí)行上述加載、空載循環(huán)，并將加載時(shí)間刻意錯(cuò)開，則壓縮機(jī)排氣量會(huì)更加均勻。本發(fā)明中，先執(zhí)行空載或者先執(zhí)行加載在一個(gè)控制周期中并不是非常重要，重要的是，在I個(gè)控制周期內(nèi)壓縮機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)只執(zhí)行I次空載與I次加載動(dòng)作，并且下一個(gè)控制周期可以延續(xù)上I個(gè)控制周期結(jié)束時(shí)的加載或空載動(dòng)作。壓縮機(jī)的I個(gè)控制周期時(shí)間開始的信號(hào)由在飛輪或曲軸、十字頭上產(chǎn)生一個(gè)指示活塞位置的脈沖信號(hào)并送給控制系統(tǒng)。本發(fā)明所述方法不僅僅適用于壓縮機(jī)的一個(gè)單作用氣缸。當(dāng)存在多個(gè)氣缸，或雙作用、多個(gè)列時(shí)，可認(rèn)為每一個(gè)氣缸的軸側(cè)、蓋側(cè)都是獨(dú)立的，可以分別加以控制:每個(gè)吸氣閥安裝一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各自氣缸軸側(cè)、蓋側(cè)吸氣閥分別實(shí)施以上步驟，即一個(gè)氣缸的軸側(cè)吸氣閥同時(shí)執(zhí)行同一動(dòng)作，蓋側(cè)吸氣閥同時(shí)執(zhí)行另外一動(dòng)作；整機(jī)共用一個(gè)控制系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或PLC等編輯好的程序確定每個(gè)氣缸控制周期及各自氣缸軸側(cè)、蓋側(cè)加載、空載先后順序，從而可以實(shí)現(xiàn)各氣缸壓力、流量的協(xié)調(diào)控制。本發(fā)明的特點(diǎn)在于:若將壓縮機(jī)每個(gè)控制周期的排氣量及其在時(shí)間上的排列，則可以清楚的看出本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案的區(qū)別:部分行程壓開吸氣閥對(duì)每個(gè)工作循環(huán)排氣量的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)；全行程壓開吸氣閥方法是將壓縮機(jī)部分或全部吸氣閥壓開卸載的調(diào)節(jié)，采用這種方式只能提供階梯的調(diào)節(jié)。公告號(hào)為CN 101173658、“一種往復(fù)活塞壓縮機(jī)排氣量無級(jí)調(diào)節(jié)方法”則采用占空比的概念，使壓縮機(jī)間斷性的對(duì)某些工作循環(huán)進(jìn)行全行程壓開吸氣閥負(fù)荷調(diào)節(jié)。本發(fā)明通過在一個(gè)控制周期內(nèi)對(duì)其中I個(gè)工作循環(huán)排氣量進(jìn)行部分調(diào)節(jié)，對(duì)其余工作循環(huán)排氣量全行程加載或空載調(diào)節(jié)。采用本發(fā)明后排氣量較部分行程壓開吸氣閥方法可以提高控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壽命，較所述全行程壓開吸氣閥及“公告號(hào)CN 101173658 B”的專利方法更為均勻。本發(fā)明可以對(duì)壓縮機(jī)的排氣量從0 100%進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)。由于壓縮機(jī)的能耗主要與實(shí)際壓縮氣量成比例，因此實(shí)施本發(fā)明所述方法可以有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能。本發(fā)明與部分壓開吸氣閥調(diào)節(jié)相比，吸氣閥被強(qiáng)制開啟的次數(shù)減少，可以提高控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壽命；與全行程壓開吸氣閥調(diào)節(jié)方式相比，調(diào)節(jié)可以在0 100%進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)；與“公告號(hào)CN101173658 B”相比排氣量波動(dòng)更小。另外，本發(fā)明還可以使壓縮機(jī)在啟動(dòng)時(shí)緩慢升壓，使系統(tǒng)和機(jī)組的可靠性增加，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)電網(wǎng)的沖擊更小。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是現(xiàn)有的部分行程壓開吸氣閥排氣量調(diào)節(jié)方法示意 圖2是現(xiàn)有的全行程壓開吸氣閥排氣量調(diào)節(jié)方法的示意 圖3是中國專利、公告號(hào)為CN 101173658的調(diào)節(jié)方法示意 圖4是本發(fā)明所述排氣量調(diào)節(jié)方法示`意 圖5是實(shí)施例1所述排氣量調(diào)節(jié)方法示意 圖6是本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1、吸氣閥；2、卸荷器；3、液壓缸；4、控制閥；5、單向閥；6、液壓油站；7、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和實(shí)施方式詳細(xì)加以描述。參見圖1，表示的是壓縮機(jī)中一個(gè)雙作用氣缸部分行程壓開吸氣閥調(diào)節(jié)方法的原理。橫軸為時(shí)間軸，上部的窄矩形條分別表示軸側(cè)吸氣、排氣循環(huán)過程；下部的矩形分別表示蓋側(cè)吸氣、排氣循環(huán)過程。圖形中無色部分代表氣缸吸氣過程；灰色部分代表氣缸排氣時(shí)壓開吸氣閥的過程；黑色部分代表氣缸排氣時(shí)正常排氣的過程。這種技術(shù)調(diào)節(jié)氣量時(shí)對(duì)每個(gè)排氣過程都進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)可以在0 —100%范圍任意進(jìn)行。參見圖2，表示的是某壓縮機(jī)的一個(gè)雙作用氣缸全行程壓開吸氣閥調(diào)節(jié)方法的原理。橫軸為時(shí)間軸，上部的窄矩形條分別表示軸側(cè)吸氣、排氣循環(huán)過程；下部的矩形分別表示蓋側(cè)吸氣、排氣循環(huán)過程。圖形中無色部分代表氣缸吸氣過程；黑色部分代表氣缸排氣時(shí)正常排氣的過程。這種技術(shù)調(diào)節(jié)氣量時(shí)只能對(duì)軸側(cè)或蓋側(cè)所有行程進(jìn)行調(diào)節(jié)，每個(gè)軸側(cè)或蓋側(cè)只有O和100%兩種狀態(tài)，整個(gè)氣缸的調(diào)節(jié)只能按0、50%、100%三個(gè)檔進(jìn)行。參見圖3，“公告號(hào)CN 101173658 B”調(diào)節(jié)方法的示意圖，圖中無色框代表壓開吸氣閥無排氣，黑色框代表正常排氣。這種技術(shù)調(diào)節(jié)氣量時(shí)對(duì)每個(gè)控制周期內(nèi)的幾個(gè)排氣過程進(jìn)行控制，即無色框部分排氣循環(huán)完全壓開吸氣閥不排氣，黑色框部分整個(gè)排氣循環(huán)正常排氣。但不管是否正常排氣，其對(duì)單個(gè)的排氣循環(huán)來說只會(huì)是排氣或不排氣其中的一種。該調(diào)節(jié)理論上可以在O —100%范圍任意進(jìn)行，但排氣過程波動(dòng)較大。參見圖4，表示的是某壓縮機(jī)的一個(gè)雙作用氣缸氣量調(diào)節(jié)原理，即本發(fā)明所述排氣量調(diào)節(jié)方法。圖中每一個(gè)控制周期有2個(gè)活塞動(dòng)作循環(huán)，即N為2。橫軸為時(shí)間軸，上部的窄矩形條分別表示軸側(cè)吸氣、排氣循環(huán)過程；下部的矩形分別表示蓋側(cè)吸氣、排氣循環(huán)過程。當(dāng)然，由于壓縮機(jī)的吸排氣過程中氣量的變化與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系比較復(fù)雜，因此，圖4僅是實(shí)際吸排氣過程的示意圖。圖形中無色部分代表氣缸吸氣過程；灰色部分代表氣缸排氣時(shí)吸氣閥壓開狀態(tài)的過程；黑色部分代表氣缸排氣時(shí)正常排氣的過程。如圖4所示總負(fù)荷0%，第1、2活塞動(dòng)作循環(huán)全過程壓開吸氣閥，沒有氣體通過排氣閥排出氣缸，總負(fù)荷0%。如圖4所示總負(fù)荷40%，第I活塞動(dòng)作循環(huán)，全過程壓開吸氣閥，沒有氣體通過排氣閥排出氣缸，負(fù)荷0% ;第2活塞動(dòng)作循環(huán)，首先繼續(xù)保持壓開吸氣閥，氣缸開始排氣時(shí)沒有氣體通過排氣閥排出氣缸，然后，釋放吸氣閥，壓縮并排出第2活塞動(dòng)作循環(huán)中剩余的80%氣體，總負(fù)荷為:(0%+80%)/2=40%。如圖4所示總負(fù)荷60%，第I活塞動(dòng)作循環(huán)，首先壓開吸氣閥，氣缸開始排氣時(shí)沒有氣體通過排氣閥排出氣缸，然后，釋放吸氣閥，壓縮并排出第I活塞動(dòng)作循環(huán)中剩余的20%氣體；第2活塞動(dòng)作循環(huán)始終釋放吸氣閥狀態(tài)，負(fù)荷為100%，總負(fù)荷為:(20%+100%)/2=6 0%。如圖4所示總負(fù)荷100%，第1、2活塞動(dòng)作循環(huán)全過程釋放吸氣閥，所有氣體通過排氣閥排出氣缸，總負(fù)荷100%。這種技術(shù)調(diào)節(jié)氣量時(shí)對(duì)每個(gè)控制周期內(nèi)的排氣過程進(jìn)行聯(lián)合調(diào)節(jié)，既有完全壓開吸氣閥的排氣過程；也有部分壓開吸氣閥的排氣過程；還有正常的釋放吸氣閥排氣過程。即在I個(gè)控制周期內(nèi)只需完成I次對(duì)吸氣閥“壓下一保持——釋放”的調(diào)節(jié)過程，通過控制釋放的時(shí)間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣量的調(diào)節(jié)，使排氣量可以在O—100%范圍進(jìn)行任意調(diào)節(jié)。實(shí)施例1的調(diào)節(jié)方法見之于圖5:
以轉(zhuǎn)速為420r/min單缸雙作用壓縮機(jī)為例，按本發(fā)明需要配備一套能夠壓開吸氣閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和一個(gè)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按如下步驟操作:
1.在O—100%范圍內(nèi)輸入壓縮機(jī)需要負(fù)荷或控制系統(tǒng)根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷，本實(shí)例確定負(fù)荷率W=60%，見圖5中總負(fù)荷60%處所示；
2.確定控制周期的活塞動(dòng)作循環(huán)數(shù)N，本實(shí)例選擇N=4。將負(fù)荷均勻分配給軸側(cè)、蓋側(cè)(也可以將負(fù)荷不均勻分配給軸側(cè)、蓋側(cè))，則軸側(cè)、蓋側(cè)I個(gè)控制周期分別負(fù)責(zé)各自4個(gè)循環(huán)的60%,即加載循環(huán)=6 X 40%=2.4個(gè)，空載循環(huán)=4X (1-60%) =1.6個(gè)；
3.在第I個(gè)控制周期，壓縮機(jī)可先執(zhí)行軸側(cè)不足I個(gè)活塞動(dòng)作循環(huán)部分的空載，即先空載循環(huán)0.6個(gè)；然后執(zhí)行不足一個(gè)活塞動(dòng)作循環(huán)部分的加載，即加載0.4個(gè)；然后壓縮機(jī)執(zhí)行軸側(cè)其余整數(shù)的加載循環(huán)，即2個(gè)加載循環(huán)；
4.在第I個(gè)控制周期，壓縮機(jī)同時(shí)執(zhí)行蓋側(cè)I個(gè)整數(shù)的加載循環(huán)；然后執(zhí)行I個(gè)空載循環(huán)；再執(zhí)行不足I個(gè)活塞動(dòng)作循環(huán)部分的空載，即空載循環(huán)0.6個(gè)；再然后執(zhí)行不足一個(gè)活塞動(dòng)作循環(huán)部分的加載，即加載0.4個(gè)；最后壓縮機(jī)執(zhí)行蓋側(cè)其余整數(shù)加載循環(huán)，即I個(gè)加載循環(huán)；蓋側(cè)與軸側(cè)一般錯(cuò)開空載時(shí)間；
5.在第2個(gè)控制周期，壓縮機(jī)延續(xù)第I個(gè)控制周期的動(dòng)作過程(可以看出，在I個(gè)控制周期內(nèi)，壓縮機(jī)執(zhí)行I次加載、空載過程);
6.重復(fù)上述步驟3—5，如負(fù)荷參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，則根據(jù)調(diào)整后的參數(shù)重復(fù)步驟3—5，如此不斷循環(huán)進(jìn)行。在以上各實(shí)施例中，步驟I中的負(fù)荷率W可以通過程序編輯進(jìn)行更改，可以事先設(shè)定在控制系統(tǒng)中作為系統(tǒng)開機(jī)的初始值，在運(yùn)行過程中可通過控制系統(tǒng)所包含的輸入裝置進(jìn)行手動(dòng)修改，也可通過數(shù)據(jù)通信方式遠(yuǎn)程手動(dòng)修改，還可以利用程序接受的數(shù)據(jù)經(jīng)過運(yùn)算處理后自動(dòng)修正。步驟2中的控制周期的活塞動(dòng)作循環(huán)數(shù)N為預(yù)先根據(jù)W的變化設(shè)定的相對(duì)應(yīng)的常數(shù)。整機(jī)共用一個(gè)控制系統(tǒng)，I個(gè)控制周期時(shí)間開始的信號(hào)由在飛輪或曲軸、十字頭上產(chǎn)生一個(gè)指示活塞位置的脈沖信號(hào)并送給控制系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或PLC等編輯好的程序確定每個(gè)氣缸控制順序及各自氣缸軸側(cè)、蓋側(cè)加載、空載先后順序，從而可以實(shí)現(xiàn)各氣缸壓力、流量的協(xié)調(diào)控制。本發(fā)明與部分行程壓開吸氣閥同樣需要依靠一套能夠壓開吸氣閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，如圖6所示。圖中液壓油站6提供液壓油，液壓油通過液壓缸3的作用，使卸荷器2壓住吸氣閥閥片1，延遲關(guān)閉吸氣閥，使多余部分氣體未經(jīng)壓縮而重新返回到進(jìn)氣總管；控制閥4接受指令，并控制液壓油的通、閉及流向等，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)吸氣閥I通、閉的控制，單向閥5控制液壓油的流向。本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)7的動(dòng)力，可以采用氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)或其他任何可以產(chǎn)生足夠驅(qū)動(dòng)力的方式。本發(fā)明控制系統(tǒng)是一種能夠依據(jù)本發(fā)明所述方法自動(dòng)執(zhí)行其步驟的智能裝置，這些步驟以可執(zhí)行程序的形式事先存儲(chǔ)于程序存儲(chǔ)器中，并允許遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)通信隨時(shí)修改程序的步驟或參數(shù)。控 制系統(tǒng)可以接收直接負(fù)荷信號(hào)，也可以根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，在壓縮機(jī)上設(shè)置一個(gè)能夠壓開吸氣閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(7)和一個(gè)控制系統(tǒng)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)(7)和控制系統(tǒng)對(duì)壓縮機(jī)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)按如下步驟進(jìn)行: A.確定壓縮機(jī)負(fù)荷率W，所述壓縮機(jī)負(fù)荷率W是壓縮機(jī)實(shí)際排氣量與額定排氣量的比值，在O—100%范圍內(nèi)輸入壓縮機(jī)需要負(fù)荷率W或控制系統(tǒng)根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷率W ； B.根據(jù)負(fù)荷率W確定控制周期的活塞動(dòng)作循環(huán)數(shù)N，即壓開吸氣閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在一個(gè)控制周期內(nèi)完成一整套動(dòng)作，包括壓下——保持——釋放所經(jīng)歷的活塞動(dòng)作循環(huán)數(shù)；I個(gè)循環(huán)包含I個(gè)吸氣行程和I個(gè)排氣行程，由N個(gè)循環(huán)組成一個(gè)控制周期；其中，N為大于I的正整數(shù)，如N=l，則為部分行程壓開吸氣閥氣量調(diào)節(jié)；為盡量減少負(fù)荷波動(dòng)，一般N根據(jù)負(fù)荷率W的大小而變化，W越大則N越大；W越小則N越小； C.壓縮機(jī)先執(zhí)行不足一個(gè)活塞動(dòng)作循環(huán)部分的空載，然后執(zhí)行不足一個(gè)活塞動(dòng)作循環(huán)部分的加載，即第一個(gè)循環(huán)先空載再加載； D.壓縮機(jī)執(zhí)行其余整數(shù)的加載循環(huán)； E.再執(zhí)行其余整數(shù)空載循環(huán)； F.重復(fù)上述步驟C一E，如負(fù)荷率進(jìn)行了調(diào)整，則根據(jù)調(diào)整后的參數(shù)重復(fù)步驟3—5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟C、D中，加載工作是連續(xù)的，后續(xù)步驟E C空載工作也是連續(xù)的；根據(jù)生產(chǎn)要求，為追求更加均勻的排氣量，只需將N值縮小即可；為追求更少的加載、空載動(dòng)作頻率，只需將N值增大即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述壓縮機(jī)若為單缸雙作用壓縮機(jī)，則將軸側(cè)、蓋側(cè)分別執(zhí)行上述加載、空載循環(huán)，并將加載時(shí)間刻意錯(cuò)開，則壓縮機(jī)排氣量會(huì)更加均勻； 所述壓縮機(jī)若為多缸、雙作用壓縮機(jī)，則將每個(gè)氣缸的軸側(cè)、蓋側(cè)分別執(zhí)行上述加載、空載循環(huán)，并將加載時(shí)間刻意錯(cuò)開。
全文摘要
一種往復(fù)壓縮機(jī)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)方法，它在壓縮機(jī)上設(shè)置一個(gè)能夠壓開吸氣閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和一個(gè)控制系統(tǒng)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)對(duì)壓縮機(jī)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，即通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)將編輯好的程序確定每個(gè)氣缸控制順序及各自氣缸軸側(cè)、蓋側(cè)加載、空載先后順序，從而可以實(shí)現(xiàn)各氣缸壓力、流量的協(xié)調(diào)控制。本發(fā)明可以對(duì)壓縮機(jī)的排氣量從0～100%進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，使壓縮機(jī)在啟動(dòng)時(shí)緩慢升壓，使系統(tǒng)和機(jī)組的可靠性增加，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)電網(wǎng)的沖擊更小。
文檔編號(hào)F04B49/00GK103233884SQ201310171249
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者何峰 申請(qǐng)人:何峰