本發(fā)明涉及一種用于控制壓縮機裝置或膨脹機裝置的液體噴射的方法。

背景技術：

例如，已知為了冷卻壓縮機裝置，液體例如油或水噴射至壓縮機元件的轉子腔室內。

這樣，例如在壓縮機元件的出口處的溫度能夠保持在特定限制內，以使得溫度不會變得太低，以便防止在壓縮空氣中形成冷凝液，且液體溫度并不太高，以使得液體的質量保持最佳。

噴射液體還能夠用于密封和潤滑壓縮機元件或膨脹機元件，以便能夠獲得良好的操作。

已知噴射液體的量和溫度將影響冷卻、密封和潤滑的效率。

還已知用于控制在壓縮機裝置中的液體噴射的方法，從而采用基于噴射液體的溫度的控制，該控制包括當希望更多冷卻時通過使得液體通過冷卻器而使得噴射液體的溫度下降。

通過控制溫度，還能夠調節(jié)液體的粘性，因此調節(jié)它的潤滑和密封特性。

這種方法的缺點是，噴射液體的最小可獲得溫度由在冷卻器中使用的冷卻劑的溫度來限制。

還已知用于控制在壓縮機裝置或膨脹機裝置中的液體噴射的方法，從而采用基于噴射液體的質量流量的控制，該控制包括例如當希望更多冷卻或潤滑時噴射更多液體。

通過噴射更多液體，溫度將升高更小。這能夠有更高的噴射溫度，而并不超過最大出口溫度，從而在高冷卻劑溫度的情況下也不需要過大尺寸的冷卻器。

這種方法的缺點是將只能夠間接地控制噴射液體的溫度。

已知方法的另外缺點是當一部分噴射液體用于潤滑軸承時，該液體將有與噴射至轉子腔室內用于冷卻該轉子腔室的液體相同的溫度。

實際上已經指出，在這樣的壓縮機裝置或膨脹機裝置中，軸承的使用壽命受到缺乏合適的溫度控制的不利影響。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是對于至少一個前述和其它缺點提供一種方案和/或優(yōu)化壓縮機裝置或膨脹機裝置的效率。

本發(fā)明的目的是一種用于控制壓縮機元件或膨脹機元件的液體噴射的方法，該元件包括殼體，該殼體包括轉子腔室，至少一個轉子通過軸承而可旋轉地固定在該轉子腔室中，液體噴射至元件內，該方法包括向元件提供兩個獨立的分開液體供給的步驟，一個液體供給噴射至轉子腔室內，另一液體供給噴射在軸承的位置處；前述分離的液體供給通過噴射模塊的模塊式槽道零件來實現(xiàn)。

“獨立的分開液體供給”的意思是液體供給沿著分開的通路或路線，該通路或路線例如從液體儲存器開始，并在一個方面終止于轉子腔室中，在另一方面終止于軸承的位置處。

比利時專利申請BE2016/5147(該文獻被本文參引)已經介紹了這樣的方法，除了噴射模塊。

優(yōu)點是對于各液體供給，噴射液體的特性(例如溫度和/或質量流量)能夠分別控制。

這樣，對于軸承和對于具有轉子的轉子腔室都能夠提供最佳的液體供給。

這樣，壓縮機元件或膨脹機元件能夠比已知元件更優(yōu)化和更高效地操作。

液體(或潤滑劑)的可控制噴射提供了獲得關于液體的密封功能和由于液體導致的液動力損失的最佳情況的方式，并能夠對于機器的各個狀態(tài)和對于在機器中的各個可能液體噴射點都達到這樣的最佳操作點。

附加優(yōu)點是，使用模塊式槽道零件的模塊式結構使得這種智能的液體噴射方法能夠具有成本效益地在全部范圍的旋轉容積機器中實施。

這里，“模塊式”的意思是槽道零件必須安裝或建造至所述機器的殼體上，這里并不排斥一個槽道零件能夠安裝在不同機器上，或者不同槽道零件適合安裝在一個機器上，從而能夠獨立于機器的(預期)操作情況來選擇最合適的槽道零件。換句話說，它是機器的可互換部件。

槽道零件將分開液體供給，因此，對于槽道零件的連接，必須在壓縮機元件或膨脹機元件的殼體中提供多個附加開口。

在最優(yōu)選的實施例中，方法包括對于兩個液體供給都分別控制液體的溫度和液體的質量流量。

這意味著，對于各液體供給將控制溫度和質量流量，且對于一個液體供給的控制將與另一液體供給獨立地進行。

這樣的優(yōu)點是液體的溫度和量都相對于軸承或轉子腔室的要求而專門地調整，因為一個液體供給的控制完全獨立于另一液體供給。

還有，不再需要提供過大尺寸的冷卻器。

而且，液體的溫度和量的控制具有將產生協(xié)同效果的附加優(yōu)點。

噴射液體的溫度和量都分開優(yōu)化將對壓縮機元件或膨脹機元件的效率有積極的效果。

但是當兩者都優(yōu)化時，在兩個控制之間有功能上的相互作用，這使得元件效率的提高大于兩個單獨控制的效率提高的總和，因此，控制涉及組合，而不僅僅是集合或并列。

這種功能的相互作用部分歸因于充氣現(xiàn)象，該充氣現(xiàn)象涉及在液體中溶解的空氣的量。

通過控制溫度和質量流量，溶解在液體中的空氣的量至少局部消減，這將增加效率。

另一方面，必須考慮密封能力，該密封能力部分歸因于噴射液體的粘性，部分歸因于液體的可用質量流量。對于各操作點，都有液體流量和粘性的理想組合，這是溫度的函數，因此兩個參數相互加強。

優(yōu)選是，方法包括控制液體的流量、液體的溫度和/或模塊式槽道零件的液體空氣含量的步驟。

為此，槽道零件能夠設有所需的裝置，從而槽道零件不僅可用于分開液體供給，而且還用于控制它的參數/特性。

這些裝置優(yōu)選是集成在槽道零件中。

本發(fā)明還涉及一種液體噴射壓縮機裝置或膨脹機裝置，該壓縮機裝置或膨脹機裝置包括至少一個壓縮機元件或膨脹機元件，該元件包括殼體，該殼體包括轉子腔室，至少一個轉子通過軸承而可旋轉地固定在該轉子腔室中，壓縮機裝置或膨脹機裝置還設有用于壓縮或膨脹氣體的出口和氣體進口，該出口與液體分離器連接，該液體分離器通過噴射回路而與元件連接，前述噴射回路包括兩個至少局部分離的噴射管道，該噴射管道分別通向轉子腔室內和在前述軸承的位置處通向殼體內；前述兩個分離的噴射管道至少局部固定在噴射模塊的模塊式槽道零件中。

這樣的壓縮機設備或膨脹機設備具有的優(yōu)點是，用于軸承的潤滑和用于轉子腔室的冷卻的液體供給能夠相互獨立地控制，從而兩個液體供給都能夠根據在該特殊操作點處分別用于軸承和用于轉子腔室所需的最佳特性來控制。

本發(fā)明還涉及一種液體噴射壓縮機元件或膨脹機元件，該液體噴射壓縮機元件或膨脹機元件有殼體，該殼體包括轉子腔室，至少一個轉子通過軸承而可旋轉地固定在該轉子腔室中，其中，元件還設有用于噴射回路的連接件，用于將液體噴射至元件內；與噴射回路的連接通過在殼體中的多個噴射點來實現(xiàn)，殼體還設有分離的集成槽道，該集成槽道從殼體中的前述噴射點開始，并分別通向轉子腔室內或在前述軸承處，且前述分離的集成槽道至少局部形成模塊式槽道零件的部件。

這樣的液體噴射壓縮機元件或膨脹機元件能夠用于根據本發(fā)明的壓縮機裝置或膨脹機裝置中。這樣，壓縮機裝置或膨脹機裝置的噴射回路的至少一部分噴射管道將以前述集成槽道的形式在壓縮機元件或膨脹機元件的殼體中局部分離地延伸。

這樣的方案將保證提供噴射管道的連接的噴射點數目能夠保持有限，例如，液體供給分配給不同軸承能夠通過槽道在殼體中的合適分配來實現(xiàn)。

噴射點的位置也能夠自由地選擇，其中，在殼體中的槽道將保證油供給被引導至合適位置。

附圖說明

為了更好地表示本發(fā)明的特征，下面將參考附圖通過示例(并沒有任何限制性質)來介紹根據本發(fā)明的、用于控制壓縮機裝置或膨脹機裝置的液體噴射的方法以及液體噴射壓縮機裝置或液體噴射膨脹機裝置的幾個優(yōu)選變化形式，附圖中：

圖1示意表示了根據本發(fā)明的液體噴射壓縮機裝置；

圖2示意表示了根據本發(fā)明的噴射模塊，該噴射模塊設置于壓縮機元件的外部；

圖3表示了根據本發(fā)明的噴射模塊的另一實施例；

圖4表示了用于安裝螺旋管的設備；

圖5表示了根據圖4，螺旋管在安裝情況下在切除部分中的俯視圖；

圖6表示了在拆卸情況下的螺旋管的固定裝置；以及

圖7表示了在安裝情況下的、圖6的固定裝置。

具體實施方式

圖1中所示的液體噴射壓縮機裝置1包括液體噴射壓縮機元件2。

壓縮機元件2包括殼體3，該殼體3確定了轉子腔室4，該轉子腔室4有用于壓縮氣體的出口6和氣體進口5。

一個或多個轉子7通過軸承8而可旋轉地固定在殼體3中，在本例中，該軸承8成兩個軸承的形式，這兩個軸承固定在轉子7的軸9上。軸承8還能夠通過滾柱軸承來實現(xiàn)，或者成滑動軸承的形式。

而且，殼體3設有多個噴射點10a、10b，用于液體噴射。

該液體例如能夠是合成油或水或者其它，但是本發(fā)明并不局限于此。

噴射點10a、10b布置在轉子腔室4的位置處以及在前述軸承8的位置處。

根據本發(fā)明，殼體3設有分開的集成槽道11，該集成槽道11從在殼體3中的前述噴射點10a、10b開始，分別通向壓縮空間4和前述軸承8。

另外，一個或多個空腔12能夠設置于殼體3中，該空腔12能夠用作用于壓縮空間4的液體的液體儲存器，或者用作用于軸承8的液體的液體儲存器。

而且，液體噴射壓縮機裝置1包括液體分離器13，用于壓縮氣體的出口6與該液體分離器13的進口14連接。

液體分離器13包括用于壓縮氣體的出口15，壓縮氣體能夠從該出口15被引導到例如消費者網絡(圖中未示出)。

液體分離器13還包括用于分離的液體的出口16。

液體分離器13通過噴射回路17而與前述出口16連接，該噴射回路17與壓縮機元件2連接。

該噴射回路17包括兩個分開的分離噴射管道17a、17b，這兩個分離噴射管道17a、17b都從液體分離器13開始。

噴射管道17a、17b將保證兩個分開的分離液體供給壓縮機元件2。

在殼體3中的噴射點10a、10b保證壓縮機元件2與噴射回路17連接。

第一噴射管道17a通向在壓縮空間4位置處的前述噴射點10a。

第二噴射管道17b通向布置在軸承8位置處的噴射點10。

在本例中，并不必須，有用于軸承8的兩個噴射點10b，一個噴射點用于轉子7的軸9的一端。

因此，第二噴射管道17b將分成兩個子管道18a、18b，其中，每個子管道18a、18b將在軸9的一端出來。

冷卻器19設置于第一噴射管道17a中。

還提供了可控制的閥20，在本例中(但并不必須)是節(jié)流閥。

通過該節(jié)流閥，噴射至壓縮空間4內的液體的量能夠調節(jié)。

冷卻器21還設置于第二噴射管道17b中，在本例中，提供了兩個可控制的閥22，一個閥22在一個子管道18a、18b中。

壓縮機裝置1的操作非常簡單，如下所述。

在壓縮機裝置1的操作過程中，氣體例如空氣將通過氣體進口5而吸入，該氣體進口5將通過轉子7的作用而壓縮，并通過出口而離開壓縮機元件2。

當在操作過程中液體噴入壓縮空間4內時，該壓縮空氣將包含特定量的液體。

壓縮空氣被引導到液體分離器13。

這里，液體將在液體分離器13中分離和收集在下面。

這時沒有液體的壓縮空氣將通過用于壓縮氣體的出口15而離開液體分離器13，并能夠引導至例如壓縮氣體消費者網絡(圖中未示出)。

分離的液體將通過噴射回路17而送回至壓縮機元件2。

一部分液體將通過第一噴射管道17a和與它連接的槽道11而輸送至壓縮空間4，另一部分液體將通過第二噴射管道17b、兩個子管道18a、18b和與它們連接的槽道11而輸送至軸承。

因此，冷卻器19、21和可控制的閥20、22將根據一種方法來控制，該方法包括首先控制液體供給的質量流量，即可控制的閥20、22，然后控制液體供給的溫度，即冷卻器19、21。

因此，前述控制為主-從式控制的類型，主控制(在本例中，可控制的閥20、22的控制)總是首先進行。

重要的是應當知道，冷卻器19、21和可控制的閥20、22相互獨立地控制，這意味著一個冷卻器19的控制決不會受到另外冷卻器21的控制的影響，或者一個可控制的閥20的控制不會影響另外可控制的閥22的控制。

控制將為這樣，使得液體的特性分別與壓縮空間4和軸承8的要求相協(xié)調。

如上所述，通過施加兩種控制，由于在兩種控制之間的功能相互作用，將產生增效效果。

根據本發(fā)明，分離液體供給將通過模塊式槽道零件23來實現(xiàn)，該槽道零件23在圖1中由虛線示意表示。

例如，前述兩個分開的噴射管道17a、17b固定在模塊式槽道零件23中，和/或前述分開的集成槽道11將形成模塊式槽道零件23的一部分?？煽刂频拈y20、22和(如果用時)冷卻器19、21也形成槽道零件23的一部分。

圖2中表示了具有模塊式槽道零件23的噴射模塊24的實施例。

根據本發(fā)明的噴射模塊24的可控制或可調節(jié)的控制參數可以包括潤滑劑流量(該潤滑劑流量轉換成壓力降)、潤滑劑的溫度以及噴射模塊24的潤滑劑空氣含量。

用于制造根據本發(fā)明的噴射模塊24的制造技術能夠包括普通處理技術和/或附加制造技術。能夠使用的材料包括例如金屬和聚合物，但是本發(fā)明并不局限于此。

根據本發(fā)明，噴射模塊24設計為可互換的部件，其中，流量控制能夠集成至壓縮機元件2中的各液體噴射點10a、10b。用于控制潤滑劑流量的這些裝置能夠包括例如可控制的閥20、22和/或氣動、液壓和電驅動裝置。氣動和/或液壓驅動能夠通過已經存在于壓縮機元件中的直接或間接壓力信號來實現(xiàn)。普通的“封裝止回閥”、O形止動閥和恒溫閥也能夠集成在模塊中。

能夠使用在整個壓力范圍內的“固定速度”機器以及在整個速度和壓力范圍內的可變速度機器。

圖2表示了根據本發(fā)明的噴射模塊24的可能實施例。由該圖可見，本發(fā)明的噴射模塊24包括例如三個部件，即接口26、連接槽道27和模塊式槽道零件23，在本文中也稱為歧管或噴嘴部件。在該圖中表示了具有止回閥/O形止動器的接口26以及壓縮機元件2的出口6。該接口26構成為凸緣的形式，該凸緣布置在壓縮機元件2的出口6處，這保證液體流出至模塊式槽道零件23。

連接槽道27與壓縮機元件2連接，更具體地說，通過為此提供的噴嘴部件23而與轉子腔室4連接，根據本發(fā)明的優(yōu)選特征，該噴嘴部件23通過附加制造技術來制造。連接槽道27使得接口26與模塊式槽道零件23連接。

根據本發(fā)明的特殊特征，潤滑劑供給能夠設有在一個或多個噴嘴部件23中的限制裝置28，以便因此限制潤滑劑例如油向壓縮機元件2的特定部件的供給。

如前所述，噴射管道17a、17b和槽道11集成在槽道零件23中。槽道零件23的槽道29能夠設有一個或多個子槽道29a、29b，該子槽道29a、29b能夠設有成電磁閥30形式的驅動裝置，以便能夠控制液體供給。

槽道零件23優(yōu)選是通過附加制造技術來制造。其它兩個部件(即接口26和連接槽道27)能夠通過普通的制造技術和材料來制造，或者能夠包含在通過附加制造技術來制造的零件中。

歧管23包括旁通槽道29a和兩個槽道29，這兩個槽道29能夠通過電磁閥30來關閉。通過正確確定這些槽道29a、29b和閥30的尺寸，能夠獲得四個離散流速，因此，各流速對于特定用途的特定狀態(tài)范圍進行優(yōu)化。對壓縮機元件2(模塊式槽道零件23與該壓縮機元件2連接)的調節(jié)與普通壓縮機元件2相比較?。涸趬嚎s機元件2的殼體3中，每個轉子只必須提供一個附加開口。根據該開口的位置，存在于殼體3中的普通油槽道(油或潤滑劑沿該普通油槽道供給齒輪和軸承)能夠通過例如成噴嘴插入件形式的限制裝置28而以控制方式最佳地節(jié)流。

這樣的歧管23能夠例如通過聚酰胺的SLS(選擇性激光燒結)附加制造而制造。產生可控制的潤滑劑流量是一種可能選擇。

圖3示意表示了根據本發(fā)明的噴射模塊24，該噴射模塊24適用于固定速度和VSD(可變速度)用途。存在于機械加工槽道11中的噴射模塊24的部分或部件31將油流量分配給壓縮機元件2的不同部分。在壓縮機元件2外部的歧管23使得這些分開的槽道11與電磁閥30(一組電磁閥30，與具有外部噴射模塊24的圖2的實施例類似)連接。

圖3表示了在轉子殼體3的出口側6的軸承殼體32以及變速箱33、在出口側6的軸承34、以及在壓縮機元件2的進口側5的軸承和(當可用時)變速箱35。還有在壓縮機元件2中的轉子腔室4。

油沿其進入的一側由參考標號36表示。多個箭頭P表示潤滑劑在多個槽道11中的流動方向。而且，能夠看見槽道零件23和螺線管30。

在該實施例中，噴射模塊24的多個部件31固定在壓縮機元件的現(xiàn)有潤滑槽道11中。

為此，需要時，這些現(xiàn)有槽道11能夠加寬和/或延伸。對于具有恒定速度和在恒定環(huán)境條件下的用途，根據最佳潤滑劑流速的集成噴射模塊24的節(jié)流設計將導致根據本發(fā)明的噴射模塊24。這意味著不同用途將能夠使用相同的壓縮機元件2，但是也使用不同的優(yōu)化模塊槽道零件23。

對于具有可變速度(即具有驅動壓縮機元件2的VSD)和在可變環(huán)境條件下的用途，由于需要使得噴射模塊24的部件31構成為盡可能緊湊，因此最佳流量的嵌入式電控制將很困難。在這種情況下，能夠使用嵌入式氣動和/或液壓閥，例如通過直接或間接的壓力信號來驅動(間接壓力信號的一個示例是高速流的動壓力)，或者能夠使用類似的氣動和/或液壓閥或電控制閥，它們形成固定在壓縮機元件2外部的附加外部部件的一部分。

不用說，當任何這樣的鑄造部件允許時(或者對于任何鑄造部件的附加變化)，槽道11的分離能夠通過壓縮機元件2的普通處理技術來實現(xiàn)。外部噴射模塊24(該外部噴射模塊24與閥和收集的油或潤滑劑連接)也能夠以普通方式來實施。

有槽的切除部分37能夠提供在歧管23中的、必須提供電磁閥30的位置處。然后，這些螺線管30能夠通過使它們滑入相關的有槽切除部分37內和再在需要時固定它們(例如通過固定凹形楔塊(gib)38)而安裝在合適位置中。這樣，避免了膠或者螺釘和螺栓的使用，從而即使在高溫下和在機器的機械振動情況下也能夠保證牢固連接。

圖4表示了這種有槽切除部分37的示例。切除部分37能夠朝螺線管30的座的方向逐漸變窄，以便將該螺線管30壓靠在切除部分37的、在流動側的壁上。

圖5表示了螺線管30在安裝情況下在切除部分37中的俯視圖(線圈未示出)。虛線表示進出螺線管歧管23的油槽道39。

圖6表示了凹形楔塊38，圖7表示了這樣的凹形楔塊38能夠怎樣安裝為固定裝置。該凹形楔塊38的背部能夠有與螺線管30的形狀相對應的復雜形狀。

優(yōu)選是，方法包括控制液體供給的溫度和質量流量，以使得液體噴射壓縮機裝置1的比能量要求(SER)最小。

比能量要求是壓縮機裝置1的功率(P)與由壓縮機裝置1供給的流速(FAD)(轉換回壓縮機元件2的進口狀態(tài))的比率。

根據本發(fā)明，前述液體例如能夠是油或水。

上述示例介紹了一種根據本發(fā)明的壓縮機裝置和壓縮機元件。顯然，對于膨脹機裝置和膨脹機元件的情況非常類似，基本只有流動方向變化，因此進口變成出口，反之亦然。另外，壓縮機元件和壓縮機裝置能夠涉及真空泵。

本發(fā)明決不局限于作為示例介紹和在附圖中表示的實施例，而是，根據本發(fā)明用于控制壓縮機裝置的液體噴射的這種方法和液體噴射壓縮機裝置能夠根據不同變化形式來實現(xiàn)，而并不脫離本發(fā)明的范圍。