CN207470442U - 喷油压缩机及其控制器单元和喷油真空泵及其控制器单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种喷油压缩机或真空泵,其包括压缩机或真空元件(4)、油分离器、冷却单元(13)、旁通管(14)、调节阀(15)、出口温度传感器(18)、构造成控制所述调节阀(15)的位置的控制器单元(20),所述控制器单元(20)包括存储器模块;由此,所述冷却单元(13)设有由马达驱动的风扇(21),所述冷却单元(13)包括到所述马达的变频器的数据链路(33),并且所述控制器单元(20)还设有模糊逻辑算法,所述模糊逻辑算法用于基于所述调节阀(15)的当前位置和测量的出口温度来控制所述风扇(21)的速度,用于将所述出口温度(Tout)维持在大约预定目标值(Ttarget)。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种喷油压缩机或真空泵,所述喷油压缩机或真空泵包括:
-压缩机或真空元件,所述压缩机或真空元件具有进气口、元件出口和进油口;
-油分离器,所述油分离器具有分离器入口、分离器出口和出油口,所述分离器入口流体地连接到所述元件出口,所述出油口借助油导管流体地连接到所述压缩机或真空元件的进油口;
-冷却单元,所述冷却单元连接到所述油分离器的出油口和所述压缩机或真空元件的进油口;
-旁通管,所述旁通管流体地连接到所述出油口和流体地连接到所述进油口以绕过所述冷却单元;
-调节阀,所述调节阀设置在所述出油口上,所述调节阀配置成允许油从所述油分离器流过所述冷却单元和/或流过所述旁通管;
-出口温度传感器,所述出口温度传感器被定位在所述元件出口处;
-控制器单元,所述控制器单元配置成控制所述调节阀的位置;
-所述控制器单元包括用于存储调节阀的当前位置的存储器模块。
背景技术
已知的是需要将在喷油压缩机或真空泵的出口处的温度保持在最低限度以上。
现有系统典型地使用制成冷却单元的一部分的固定速度风扇和固定温度恒温器,以便当出口温度达到最低限度时,该系统使风扇停止,直到出口温度升高为止。
如果这些系统将允许出口温度下降到这种限度以下,则将在系统内形成冷凝物,所述冷凝物不利地影响油的冷却或润滑能力并且也将具有腐蚀作用,缩短了系统的使用寿命。
同时,出口温度应当不允许升高到上限以上,这是因为在系统内会发生损坏,例如,油的质量会劣化,或者甚至系统的不同部件会经受变形。
试验已经表明,当使用固定温度恒温器和固定速度风扇时,所实施的解决方案并不总是节能的。即使出口温度将没有明显地超过上限,风扇也将以其固定的最大速度起动,导致温度迅速下降,典型地低于最低限度,使系统处于增加冷凝物形成风险的情形中。
此外,因为风扇将在较长的一段时间不必发挥功能,所以这种风扇将被迅速地打开和关闭,影响驱动该风扇的马达。
其它现有系统使用比例积分微分(PID)控制器和变速风扇。这种系统应用单独的控制回路以用于控制恒温器和风扇。
试验已经表明,因为两个控制回路彼此干扰,这样的系统会具有不稳定的和振荡的行为。这种行为的结果是发生紧急停机、损坏机械部件以及使不同的系统部件较早地磨损。
使用PID控制器的系统的另一个缺点是以下事实,即,这种解决方案适用于单输入-单输出类型的分析,而试验已经表明在这种系统上执行的分析会是更加复杂的。
实用新型内容
考虑到上述缺点,本实用新型的目的是提供一种用于控制喷油压缩机或真空泵的出口温度的方法,所述方法避免冷凝物形成,而同时避免不稳定的和振荡的行为。
根据本实用新型的方法旨在提供一种节能的且易于实施的解决方案,即便对于现有的喷油压缩机或真空泵也是如此。
此外,所提出的解决方案适于为多输入-多输出类型的分析所实施。
本实用新型旨在提供一种不断地适应变化的环境条件并且同时可应用于位于世界任何地方的压缩机或真空泵的解决方案。
本实用新型还旨在提供一种压缩机或真空泵,所述压缩机或真空泵具有最少数量的部件、最少数量的配件和管,以便可以更加容易地执行维护处理。
本实用新型通过提供一种喷油压缩机或真空泵来解决以上和/或其它问题中的至少一个,所述喷油压缩机或真空泵包括:
-压缩机或真空元件,所述压缩机或真空元件具有进气口、元件出口和进油口;
-油分离器,所述油分离器具有分离器入口、分离器出口和出油口,所述分离器入口流体地连接到所述元件出口,所述出油口借助油导管流体地连接到所述压缩机或真空元件的进油口;
-冷却单元,所述冷却单元连接到所述油分离器的出油口和所述压缩机或真空元件的进油口;
-旁通管,所述旁通管流体地连接到所述出油口和流体地连接到所述进油口以绕过所述冷却单元;
-调节阀,所述调节阀设置在所述出油口上,所述调节阀配置成允许油从所述油分离器流过所述冷却单元和/或流过所述旁通管;
-出口温度传感器,所述出口温度传感器被定位在所述元件出口处;
-控制器单元,所述控制器单元配置成控制所述调节阀的位置;
-所述控制器单元包括用于存储调节阀的当前位置的存储器模块;
其中所述冷却单元设有由马达驱动的风扇,所述控制器单元包括到所述马达的变频器的数据链路,并且所述控制器单元还设有模糊逻辑算法,所述模糊逻辑算法用于基于所述调节阀的当前位置和测量的出口温度来控制所述风扇的速度,用于将所述出口温度维持在大约预定目标值。
通过基于模糊逻辑算法控制调节阀的位置,该方法不断地适应压缩机或真空泵内的油路,以便使冷却能力被积极地适应以防止在所述压缩机或真空泵中形成冷凝物。此外,由于应用这样的模糊逻辑算法,考虑到测量的出口温度,如果甚至没有消除的话,将冷凝物形成的风险减到最低。
因为冷却流过冷却单元的油的风扇的速度也通过应用模糊逻辑算法并且基于调节阀的位置而被控制,所以这种风扇仅当油到达冷却单元时被起动,并且速度被控制成使得压缩机或真空泵以其最高效率发挥功能、优化能量损耗并且同时连续地适应压缩机或真空泵的当前状态。
由于该使用了模糊逻辑算法,所述模糊逻辑算法作为输入具有测量的出口温度和风扇的速度,所述测量的出口温度用于控制调节阀的位置,所述风扇的速度冷却流过冷却单元的油,所以根据本实用新型的方法在不需要实质性干预的情况下并且在没有大规模地影响这种压缩机或真空泵的用户的情况下是可容易地对现有系统实施的。这种入口和/或出口温度和/或压力传感器典型地被安装在压缩机或真空泵内。
此外,由于该使用了测量的出口温度,所以所述压缩机或真空泵的运行不断地适应变化的环境条件,消除了在压缩机或真空泵内出现冷凝物的风险,并且延长了在所述压缩机或真空泵中所使用的油的寿命。
此外,如果压缩机或真空泵的用户将单元从一个地理位置运输到另一个地理位置,则他将能够立即使用它,而不需要来自专业工程师的辅导或不需要手动输入某些参数,这是由于压缩机或真空泵将立即自动地适应新位置的特异性。
本实用新型的另一个优点是以下事实,即,该方法使用不需要较高计算能力或专用部件的简单的多输入和多输出的算法。
此外,因为基于调节阀的位置和测量的出口温度来控制风扇的速度,所以消除了在调节阀的位置的控制与风扇的速度的控制之间干扰的风险。
优选地,通过控制所述调节阀的位置,调节油的流动,所述油流过所述冷却单元和流过旁通管以用于绕过所述冷却单元,所述旁通管流体地连接到所述进油口。
因为在旁通管与冷却单元之间选择油路,所以仅当温度升高到出现油劣化或压缩机或真空泵的组成部件劣化的风险时的值时,使用这种冷却单元。结果,本实用新型的方法允许部件的寿命延长,并且维持用于执行维护干预的频率和维持与其相关的成本非常低。
此外,因为在油到达进油口之前在旁通管与冷却单元之间选择油路,所以始终将大约相同体积的油再注射到压缩机或真空元件中,维持恒定的润滑性能和密封性能。
另外,因为喷油压缩机或真空泵具有这样一种结构,所以使用最少数量的部件、最少数量的管道和配件来获得高效的总体系统。
本实用新型还涉及一种用于控制喷油压缩机或真空泵的出口温度的控制器单元,所述喷油压缩机或真空泵包括压缩机或真空元件,所述压缩机或真空元件设有进气口、元件出口和进油口,所述控制器单元包括:
-测量单元,所述测量单元包括数据输入,所述数据输入配置成接收出口温度数据;
-通信单元,所述通信单元包括第一数据链路,用于控制调节阀的位置;
-用于存储油调节阀的当前位置的存储器模块;
由此,
-所述通信单元还包括到驱动冷却流过所述冷却单元的油的风扇的马达的变频器的第二数据链路,用于控制所述风扇的转速;
并且其中
-所述控制器单元还包括处理单元,所述处理单元设有模糊逻辑算法,所述模糊逻辑算法基于调节阀的当前位置和测量的出口温度来确定风扇的速度。
在本实用新型的上下文中,应当理解,关于喷油压缩机或真空泵所提出的益处也适用于控制器单元。
附图说明
为了更好地示出本实用新型的特征,以下参照附图在没有任何限制性质的情况下通过示例的方式说明根据本实用新型的某些优选构型,其中:
图1示意性地示出根据本实用新型的实施例的压缩机或真空泵;
图2示意性地示出根据本实用新型的另一个实施例的压缩机或真空泵;
图3示意性地示出根据本实用新型的实施例的调节阀;
图4示意性地示出根据本实用新型的实施例的调节阀;
图5示意性地示出根据本实用新型的实施例的、与误差相关联的隶属函数的图示;
图6示意性地示出根据本实用新型的实施例的、与误差演变 (evolution of theerror)相关联的隶属函数的图示;
图7示意性地示出根据本实用新型的实施例的、与调节阀的角度变化(Delta_RV)相关联的隶属函数的图示;
图8示意性地示出根据本实用新型的实施例的、与调节阀(RV) 的位置相关联的隶属函数的图示;
图9示意性地示出根据本实用新型的另一个实施例的、与调节阀 (RV)的位置相关联的隶属函数的图示;
图10示意性地示出根据本实用新型的实施例的、与风扇的速度变化(Delta_FAN)相关联的隶属函数的图示;以及
图11示意性地示出根据本实用新型的实施例的模糊逻辑算法的控制回路。
具体实施方式
图1示出喷油压缩机或真空泵1,其包括处理气体进口2和出口3。
压缩机或真空泵1包括压缩机或真空元件4,所述压缩机或真空元件4具有流体地连接到处理气体进口2的进气口5和流体地连接到出口3的元件出口6。
在本实用新型的上下文中,喷油压缩机或真空泵1应当理解为完整的压缩机或真空泵装置,其包括压缩机或真空元件4、所有典型的连接管和阀、压缩机或真空泵1的外壳,并且可能包括驱动压缩机或真空元件4的马达7。
在本实用新型的上下文中,压缩机或真空元件4应当理解为压缩机或真空元件壳体,在所述压缩机或真空元件壳体中借助转子或通过往复运动进行压缩或真空处理。
在本实用新型的上下文中,所述压缩机或真空元件4可以是从包括螺丝、齿状物、旋转叶片、活塞等的组中选出。
如果系统包括压缩机元件,则处理气体进口2典型地连接到大气,并且出口3流体地连接到用户网络(未示出),通过所述网络提供清洁的压缩气体。
如果系统包括真空泵,则处理气体进口2典型地连接到用户网络 (未示出),并且出口3典型地连接到大气或外部网络(未示出),通过所述外部网络抽出清洁气体并且所述清洁气体能够被重复使用。
压缩机或真空元件4由马达7驱动,所述马达7可以是定速马达或变速马达。
离开压缩机或真空元件4的气体被指引通过油分离器8,所述油分离器8具有流体地连接到元件出口6的分离器入口9,并且其中,在清洁气体被指引通过流体地连接到压缩机或真空泵1的出口3的分离器出口10之前,预先注射在压缩机或真空元件4内的油与气体分离。
在油已经被分离并且被收集在所述油分离器8内之后,所述油优选地被允许借助油导管流过出油口11,所述出油口11流体地连接到压缩机或真空元件4的进油口12,通过所述油导管所述油被再注射在压缩机或真空元件4内。
典型地,由于压缩或真空处理,产生热量,升高了用于注射的油的温度。结果,为了当这种温度达到预定目标值Ttarget或升高到预定目标值Ttarget以上时冷却油,压缩机或真空泵1还包括冷却单元13,所述冷却单元13连接到油分离器8的出油口11和压缩机或真空元件4的进油口12。
因为仅在压缩机或真空元件4正发挥功能的时间段之后油达到预定目标值Ttarget,所以还设置有旁通管14。所述旁通管14流体地连接到出油口11和流体地连接到压缩机或真空元件4的进油口12,并且允许油流动绕过冷却单元13而被直接再注射在进油口12内。
在本实用新型的上下文中,应当理解,允许油到达冷却单元13 的旁通管14和流体导管是两个类似的管,其通过例如T型配件流体地连接到出油口11,或者所述出油口11可以包括两个单独的管,其中一个管是旁通管14,并且另一个管是允许油到达冷却单元13的流体导管。
类似地,应当不排除的是所述进油口12可以包括两个流体导管 (未示出)或者用于供油流过出油口12的两个注射点,一个注射点允许流过冷却单元13的油被再注射在压缩机或真空元件4中,并且额外的注射点允许流过旁通管14的油被再注射在压缩机或真空元件4中。
压缩机或真空泵1还设有调节阀15,所述调节阀15设置在出油口11上,所述调节阀15配置成允许油流过冷却单元13。
依据调节阀15如何被安装在压缩机或真空泵1内,所述调节阀 15还可以配置成允许油流过旁通管14。
在根据本实用新型的另一个实施例中,并且由于流过出油口11 的油的体积应当优选地维持恒定,所以流过旁通管14的油的体积基于允许流过冷却单元13的油的体积而被自动调节。
优选地,调节阀15配置成在油到达进油口12之前控制正流过油的油路。
因此,调节阀15可以是允许在进油口12与旁通管14之间流体连接和/或允许在进油口12与允许油到达冷却单元13的流体导管之间流体连接的三通阀。
结果,调节阀15允许油从油分离器8流过冷却单元13或流过旁通管14,或者调节阀15将油的流动同时地分裂:部分地流过冷却单元13,并且部分地流过旁通管14。
为了油路的准确控制,压缩机或真空泵1还设有出口温度传感器 19,其被定位在元件出口6处以用于测量出口温度Tout。
优选地,但不限于此,压缩机或真空泵1还包括定位在进气口5 处的入口温度传感器16和入口压力传感器17以及定位在元件出口6 流动导管处的出口压力传感器19,所述入口温度传感器16和所述入口压力传感器17用于测量气体的入口温度和入口压力,所述出口压力传感器19用于测量气体的出口压力。
典型地,为了控制调节阀15的位置,设置有控制器单元20。
这种控制器单元20优选地是压缩机或真空泵1的一部分。然而,应当不排除的是这种控制器单元20可以相对于压缩机或真空泵1被远程地布置,其通过有线或无线连接而与压缩机或真空泵1的本地控制单元部分通信。
在本实用新型的上下文中,调节阀15的位置应当理解为实际物理位置,以便允许油流过旁通管14和/或流过冷却单元13。
依据所使用的调节阀15的类型,这种位置可以通过旋转运动、阻塞或致动类型的动作或通过任何其它类型的动作来修改,从而允许如前所述地控制流动。
为了高效地冷却流过冷却单元13的油,优选地在所述冷却单元 13附近设置有风扇21。
此外,为了维持压缩机或真空泵1的能量效率并且为了将出口温度Tout维持在大约预定目标值Ttarget处,以便将冷凝物形成的风险减到最小或甚至消除,则控制器单元20还设有一种模糊逻辑算法,所述模糊逻辑算法用于基于调节阀15的位置和测量的出口温度Tout来控制风扇21的速度。
在根据本实用新型的优选实施例中,控制器单元20还包括用于从所述入口温度传感器16、入口压力传感器17、出口温度传感器18和出口压力传感器19中的每个接收测量值的数据链路22,所述控制器单元20还设有一种算法,所述算法用于通过基于所接收的测量值考虑到计算出的大气露点ADP来计算预定目标值Ttarget。
在本实用新型的上下文中,所述数据链路22应当理解为在所述入口温度传感器16、入口压力传感器17、出口温度传感器18和出口压力传感器19中的每个与控制器单元20之间的有线或无线数据链路。
在根据本实用新型的实施例中,为了压缩机或真空泵1的条件的甚至更加准确的计算,在进气口5处定位有相对湿度传感器23,所述相对湿度传感器23的测量值优选地通过数据链路22被发送到所述控制器单元20。
或者,控制器单元20可以包括用于估计流过进气口5的气体的相对湿度RH的装置,或者所述控制器单元20的数据输入还可以配置成从不是压缩机或真空泵1的一部分的外部相对湿度传感器或从外部网络接收相对湿度RH的测量值。
在根据本实用新型的优选实施例中,但不限于此,控制器单元20 包括用于基于调节阀15的当前位置和第一误差e1通过到变频器的所述数据链路(33)来控制风扇21的速度的装置,所述第一误差e1通过从第一测量出口温度Tout1减去预定目标值Ttarget来计算,来自:
e1=Tout1–Ttarget (等式1)
在本实用新型的上下文中,所述用于控制风扇21的速度的装置应当理解为由所述控制器单元20通过在控制器单元20与风扇21之间的有线或无线连接而产生的电信号。电信号允许所述风扇21的转速增大或减小。
为了更容易地且更准确地控制风扇21的速度,所述风扇21设有变速马达24。
更具体地,所述控制器单元20通过第二数据链路33向驱动所述风扇21的马达的变频器(未示出)产生电信号。该马达包括连接到风扇21的轴的轴,或者所述轴是所述风扇21的轴。
因此,变频器将来自控制器单元20的电信号转换成产生用于马达的速度增大或减小的信号,所述信号影响所述轴的转速,并且随之影响风扇旋转的转速。
优选地,控制器单元20包括用于存储调节阀15的当前位置的存储器模块(未示出)。
从存储器模块检索上次保存的所述调节阀15的当前位置的控制器单元20在模糊逻辑算法中使用这种当前位置并且控制风扇21的速度,以便使出口温度(Tout)被维持在大约预定目标值(Ttarget)处。
如果调节阀15的位置改变,则控制器单元20优选地将改变的位置作为最后的所述调节阀15的当前位置保存到所述存储器模块上。
应当理解,也能够有其它变型,例如,但不限于此,控制器单元 20还可以包括位置传感器或伺服马达或其它用于确定调节阀15的当前位置的装置。
在根据本实用新型的另一个实施例中,并且如图2所示,为了重复使用通过压缩或真空处理所产生的热,压缩机或真空泵1还包括能量回收单元25,其连接到出油口11和进油口12。
这种能量回收单元25能够将由油所捕获的热传递到另一种介质,例如:气态或液态介质,或传递到相变材料,并且使用所传递的热或所产生的能量以用于加热物体或用于在房间的加热系统内加热水,或用于产生电能,或诸如此类。
通过包括所述能量回收单元25,压缩机或真空泵1的能源足迹更多地减少,这是由于并非立即起动风扇,而是实施并且进一步使用两种介质之间的热传递,根据本实用新型制成有利于环境保护的压缩机或真空泵。
仅仅为了解释的目的,并且不限于此,根据本实用新型的调节阀 15是转动阀,如在图3中所示。这种调节阀15具有四个通道和中心转动元件26,所述中心转动元件26允许两个或更多个通道被阻塞或部分地被阻塞,使得不允许流过流体或部分地允许流过流体。
然而,这种用于调节阀15的布局不应当认为是限制性的,并且应当理解,本文可以使用能够阻塞或部分地阻塞两个或更多个流体通道的任何其它类型的阀。
如果压缩机或真空泵1包括能量回收单元25,则调节阀15可以具有如在图3中所示的布局。如果压缩机或真空泵1不包括能量回收单元25,则调节阀15可以具有如在图4中所示的布局,其中,四个通道中的一个优选地被塞子27阻塞。
现在返回到图3,第一通道28与进油口12流体连接,第二通道 29与旁通管14流体连接,第三通道30与冷却单元13流体连接,并且第四通道31与能量回收单元25流体连接。
在根据本实用新型的另一个实施例中,为了更准确地控制调节阀 15的位置,控制器单元20还设有用于计算误差演变d(error)/dt的装置。这种误差演变d(error)/dt判定误差是否在预定时间间隔内减小或增大。
在本实用新型的上下文中,所述计算误差演变d(error)/dt的装置应当理解为为所述控制器单元20提供的算法。
因此,为了计算所述误差演变d(error)/dt,控制器单元20优选地接收两个随后的出口温度测量值Tout1和Tout2,通过从第一测量出口温度Tout1(e1)减去预定目标值Ttarget和通过从随后的测量出口温度Tout2 (e2)减去预定目标值Ttarget来确定两个随后的误差:第一误差e1和第二误差e2。此外,控制器单元20从随后的计算出的第二误差e2减去计算出的第一误差e1,并且将得到的值除以时间间隔Δt,所述时间间隔Δt在当测量第一出口温度Tout1时的时刻t1与当测量随后的出口温度Tout2时的时刻t2之间确定:
e2=Tout2–Ttarget (等式2);
Δt=t2-t1 (等式4)。
结果,基于测量的出口温度Tout和误差演变d(error)/dt,控制器单元20包括修改调节阀15的位置而使得允许油流过能量回收单元25 的装置。
在本实用新型的上下文中,应当理解,所述控制器单元20能够接收测量值,执行计算,可能将计算出的参数发送到压缩机或真空泵1 的其它组成部件或发送到外部计算机,并且产生电信号以用于影响压缩机或真空泵1的其它组成部件的工作条件。
因此,控制器单元20可以包括测量单元,所述测量单元包括数据输入,所述数据输入配置成接收:来自相应的入口温度传感器16、入口压力传感器17和出口压力传感器19的入口温度数据、入口压力数据和出口压力数据。
控制器单元20还可以包括通信单元,所述通信单元具有第一数据链路32,用于控制调节阀15的位置,使得允许油流过油冷却单元13 和/或流过旁通管14和/或流过能量回收单元25。
控制器单元还包括第二数据链路33,用于控制冷却流过所述冷却单元13的油的风扇21的转速。
在本实用新型的上下文中,应当理解,所述第二数据链路33可以与定位在风扇21的水平处的电子模块(未示出)通信,或者可以直接与马达24通信或与在驱动这种风扇21的马达24的水平处的电子模块(未示出)通信。
优选地,控制器单元20还包括设有模糊逻辑算法的处理单元,所述模糊逻辑算法用于基于调节阀15的位置和测量的入口和/或出口温度(Tin,Tout)和/或压力(Pin,Pout)来确定风扇21的速度。
此外,处理单元可以设有一种算法,所述算法用于通过基于从测量单元接收的测量值考虑到计算出的大气露点ADP来计算预定目标值Ttarget。
在根据本实用新型的另一个实施例中,处理单元还被提供有一种算法,所述算法用于通过应用等式1来确定第一误差e1。
此外,为了确定大气露点ADP,处理单元可以使用由定位在进气口5处的相对湿度传感器23所提供的预定相对湿度RH值或相对湿度 RH测量值。
在根据本实用新型的另一个实施例中,控制器单元20可以在温度、压力和/或相对湿度的两个随后的测量值之间施加预定时间间隔Δ t,其以其它方式被称为采样率。
在本实用新型的上下文中,应当理解,依据用户网络的要求和对于压缩机或真空泵1所需的响应性的要求,采样率Δt可以选择成对于所有参数而言是相同的,或者可以对于测量的参数中的一个或多个而言是不同的。
依据控制器单元20的能力,这种采样率Δt可以是在1毫秒与1 秒之间选取的任何值。优选地,采样率Δt选择为小于60毫秒,更优选地小于50毫秒。
甚至更优选地,测量单元在两个随后的测量值之间施加大约40 毫秒的采样率。
试验已经表明,如果测量的出口温度Tout被维持在大约确定的大气露点ADP处,或者如果这种值超出较小的值,则喷油压缩机或真空泵1仍然高效地发挥功能,并且油或其组分的质量和寿命不受影响。
因此,控制器单元20优选地通过向确定的大气露点ADP添加预定公差Toffset来选择预定目标值Ttarget。
这种预定公差Toffset可以根据喷油压缩机或真空泵1的要求来选择,并且还可以通过例如用户界面(未示出)手动地插入到控制器单元中,或者可以从现场或非现场计算机通过有线或无线连接被发送到所述控制器单元20。
应当进一步理解,依据用户网络的要求,可以在压缩机或真空泵 1的整个寿命期间改变预定公差Toffset的值并且隐含地改变预定目标值 Ttarget的值。
用于控制喷油压缩机或真空泵1的出口温度Tout的方法是非常简单,并且如下。
所述预定目标值Ttarget可以是可以被引入到或发送到喷油压缩机或真空泵1的预计算值,或者可以由系统确定。
在根据本实用新型的另一个实施例中,所述预定目标值Ttarget可以通过由入口温度传感器16和入口压力传感器17测量入口温度Tin和入口压力Pin并且通过由出口温度传感器18和出口压力传感器19 测量在元件出口6处的出口温度Tout和出口压力Pout来确定。
根据本实用新型的方法旨在通过控制调节阀15的位置以调节通过冷却单元13的油的流动而将在喷油压缩机或真空泵1的出口3处的温度维持在大约预定目标值Ttarget处。
由此,所述控制调节阀15的位置的步骤包括对测量的出口温度 Tout应用模糊逻辑算法,并且能够对以下项目中的一个或多个应用模糊逻辑算法:测量的入口温度Tin、测量的入口压力Pin和测量的出口压力Pout。
在根据本实用新型的一个实施例中,并且不限于此,可以通过计算大气露点ADP来确定预定目标值Ttarget。
一种计算所述大气露点ADP的方法是通过应用以下公式:
其中,A、m和Tn是经验确定的常数,并且可以根据由压缩机或真空泵1发挥功能的特定的温度范围从表1中选择。
表格1:
这种经验确定的常数具有以下测量单位:例如,A表示在0℃处的水蒸气压,并且作为测量单位在表1中具有:百帕斯卡(hPa),m 是没有测量单位的调整常数,而Tn也是调节常数,其具有摄氏度(℃) 为测量单位。
来自等式5的Pwpres表示转化为大气条件的水蒸气压,并且可以通过应用以下公式来计算:
由此,Pout是测量的出口压力,Pin是测量的入口压力,RH是估计的或测量的相对湿度(如果系统包括相对湿度传感器23的话),并且Pws表示水蒸气饱和压力。
如果系统不包括相对湿度传感器23,则估计的相对湿度RH可以选取为约100%或更低。
或者,压缩机或真空泵1可以从定位在压缩机或真空泵附近的传感器接收相对湿度RH测量值,或者可以从外部网络接收这种测量值。
优选地,如果系统包括压缩机,则相对湿度RH在进气口2连接到大气的情况下是环境空气的相对湿度,或者相对湿度RH在进气口 2连接到外部网络的情况下是用于这种外部网络的相对湿度特征。
进一步优选地,如果系统包括真空泵,则相对湿度RH是与进气口2连接的处理的相对湿度,所述处理是用户网络。
水蒸气饱和压力Pws可以通过应用以下公式来计算:
其中,Tin是测量的入口温度,并且A、m和Tn是在表1中找到的经验确定的常数。
在本实用新型的上下文中,上述的计算大气露点ADP的方法不应该考虑为限制性的,并且应当理解,在不脱离本实用新型的范围的情况下,可以应用任何其它计算方法。
在根据本实用新型的另一个实施例中,通过考虑到可以供喷油压缩机或真空泵1的不同组成部件在正常参数中发挥功能的最高温度来确定预定目标值Ttarget,这种最高温度取决于用于其制造或其性质的材料以及这些性质如何随温度升高而变化。
这种最高温度可以例如是:这样的油的最高温度,在该最高温度下油的粘度、油稳定性和随时间的劣化被维持在期望的值内;或这样的最高温度,在该最高温度下调节阀可以发挥功能,而没有由于用于制造该调节阀的材料所导致的变形的风险;或这样的最高温度,在该最高温度下压缩机或真空元件4的外壳或压缩机或真空元件4本身可以耐得住,而没有材料变形的风险;或这样的最高温度,在该最高温度下安装在压缩机或真空泵内的任何轴承或密封件可以耐得住;或这样的最高温度,在该最高温度下温度和/或压力传感器可以发挥功能,而没有劣化的风险;或用于压缩机或真空泵1的管和配件部件的正常功能的最高温度特征,或诸如此类。
在根据本实用新型的又一个实施例中,并且不限于此,该方法还包括以下步骤:将计算出的预定目标值Ttarget与用于不同的部件的最高温度特征的最低值相比较,如上所述,并且如果计算出的预定目标值Ttarget高于所述最低的最高温度,则该方法将所述最低的最高温度认为是计算出的预定目标值Ttarget。
或者,该方法将用于对计算出的预定目标值Ttarget进一步比较和计算。
根据压缩机或真空泵1的要求和响应性,计算出的预定目标值 Ttarget可以选择为等于计算出的大气露点ADP,或者根据本实用新型的方法还包括将公差Toffset添加到所述计算出的大气露点ADP的步骤。
这种公差Toffset可以是在1℃至10℃之间、更优选地在1℃至7℃之间、甚至更优选地在2℃至5℃之间选取的任何值。
试验已经表明,如果公差没有超出上述值,则维持压缩机或真空泵1的效率,确保整个系统的油质量和稳定性。
优选地,但不限于此,为了进一步避免冷凝物形成并且维持压缩机或真空泵1的能量效率,预定目标值Ttarget优选地被维持在最小限定Ttarget,min和最大限度Ttarget,max之间。
因此,将预定目标值Ttarget与最小限度Ttarget,min比较,并且如果预定目标值Ttarget低于最小限度Ttarget,min,则预定目标值Ttarget被选取为等于最小限度Ttarget,min。类似地,如果预定目标值Ttarget高于最大限度Ttarget,max,则预定目标值Ttarget被选取为等于最大限度Ttarget,max。
作为示例,如果系统包括真空元件,则可以将最小限度Ttarget,min选取为包含在60℃与80℃之间、优选地在70℃与80℃之间的任何值,甚至更优选地最小限度可以选择在约75℃或更低温度处,并且最大限制Ttarget,max可以选取在约100℃或更低温度处。
此外,如果系统包括压缩机元件,则可以将最小限度Ttarget,min选取为包含在50℃与70℃之间、优选地在55℃与65℃之间的任何值,甚至更优选地,最小限度Ttarget,min可以选取在约60℃或更低温度处,并且最大限制Ttarget,max可以选取在约110℃或更低温度处。
此外,由根据本实用新型的方法所实施的模糊逻辑算法包括以下步骤:通过从第一测量出口温度Tout1减去预定目标值Ttarget来确定第一误差e1。
此外,模糊逻辑算法包括以下步骤:通过从随后的测量出口温度 Tout2减去预定目标值Ttarget来确定第二误差e2。
为了准确确定整个系统的条件,模糊逻辑算法还包括以下步骤:通过计算随时间推移的误差的导数来计算误差演变d(error)/dt。因此,从第一误差e1减去第二误差e2,并且将结果除以采样率Δt。所述采样率Δt应该理解为是在当测量第一出口温度Tout 1时的时刻t1与当测量随后的出口温度Tout2时的时刻t2之间计算出的时间间隔Δt。
优选地,但不限于此,采样率选择为40毫秒。
优选地,模糊逻辑算法还包括以下步骤:根据第一误差e1或第二误差e2以及误差演变d(error)/dt确定应当改变调节阀15的位置的方向。
进一步优选地,模糊逻辑算法还包括以下步骤:基于第一误差(e1) 或第二误差(e2)以及误差演变(d(error)/dt)确定应当改变调节阀的位置的速率。
在根据本实用新型的另一个实施例中,为了实现更稳定的压缩机或真空泵1,模糊逻辑算法还可以包括至少一个过滤器,例如,低通滤波器(LPF),用于过滤短期温度波动。
这种LPF被设计成忽略持续例如小于一秒或小于约五秒的温度波动,更优选地,LPF被设计成忽略持续小于两秒的温度波动,甚至更优选地,LPF被设计成忽略持续小于约三秒的温度波动。
在根据本实用新型的又一个实施例中,模糊逻辑算法指派隶属函数以用于确定逻辑输出并且用于进一步使用计算出的第一误差e1或第二误差e2以及误差演变d(error)/dt。
在图5中示出了对于误差而言这种隶属函数的图示的示例,并且在图6中示出了对于误差演变d(error)/dt而言这种隶属函数的图示的示例。该误差表示为作为温度T的函数的相对应的模糊值,所述误差以摄氏度(℃)作为测量单位。而误差演变d(error)/dt表示为作为随秒数S推移的温度T的函数的相对应的模糊值,所述误差演变 d(error)/dt以随秒数推移的摄氏度(℃/s)作为测量单位。对于在图5 中所示的曲线图而言,这种隶属函数被标识为N、Z和P,其中N代表负数,Z代表零,为此测量出口温度Tout等于或约等于预定目标值Ttarget,并且P代表正数。
以同样的方式,对于在图6中示出的曲线图而言,隶属函数被标识为和其中,代表负数,并且代表正数。
温度区间[-ΔT;+ΔT]根据压缩机或真空泵1的特征来选择,并且这种参数可以改变。作为示例并且不限于此,-ΔT可以是在-10℃与-1℃之间所选取的任何值,更优选地,-ΔT可以是在-8℃与-5℃之间所选取的任何值,甚至更优选地,-ΔT可以选取为约-8℃。
以相同的方式,+ΔT可以是在+1℃和+10℃之间所选取的任何值,更优选地,+ΔT可以是在+5℃与+8℃之间所选取的任何值,甚至更优选地,+ΔT可以选取为约+5℃。
在本实用新型的上下文中,对于-ΔT和+ΔT所选取的值应当仅被认为是示例,并且本实用新型不应当限于这些特定值,可以在不影响根据本实用新型的方法的逻辑的情况下选择任何其它值。
因此,如果计算出的误差具有负值,则将在图5的N曲线图内在相对应的出口温度处表示这种值。如果计算出的误差近似等于零并且测量的出口温度Tout近似等于预定目标值Ttarget,则在Z曲线图内在相对应的温度处表示这种值。或者,如果计算出的误差为正数,则在 P曲线图内在相对应的温度处表示这种值。
以相同的方式,如果误差演变是负数,则将在图6的曲线图中表示这种值,然而,如果误差演变是正数,则将在曲线图中表示这种值。将在时间差Δt上在相对应的温度Tout2-Tout1处表示这些值。
因此,相对于误差和误差演变d(error)/dt所确定的的模糊值进一步被模糊逻辑算法所使用以用于确定将改变调节阀15的方向。这种模糊值是根据计算出的误差或误差演变d(error)/dt在区间[0;1]内选取的任何实数。
因此,如果第二误差e2是负数N,或者如果第二误差e2近似等于零(如前所述在Z曲线图上表示)并且误差演变d(error)/dt是负数 (这意味着油温降低,使得油可以被再注射在压缩机或真空元件内),则将改变调节阀15的位置的方向使得允许更多的油流过旁通管14。
或者,如果第二误差e2是正数P,或者如果第二误差e2近似等于零(在Z曲线图上表示)并且误差演变d(error)/dt是正数(这意味着油温示出在两个随后的出口温度测量值Tout1和Tout2之间升高),则将改变调节阀15的位置的方向使得更多的油流过冷却单元13。
在根据本实用新型的另一个实施例中,模糊逻辑算法确定将改变调节阀15的位置的速率。根据误差和误差演变并且根据整个系统所要求的响应性,模糊逻辑算法可能考虑到用于改变调节阀15的位置的不同的速率。然而,应当不排除相等的速率。
因此,如果第二误差e2是负数N并且误差演变d(error)/dt是负数则调节阀15的位置可以以第一预定速率-L改变;或者如果第二误差e2是负数N并且误差演变d(error)/dt是正数则调节阀15 的位置可以以第二预定速率-M改变;或者如果第二误差e2近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是负数则调节阀15的位置可以以第三预定速率-S改变;或者如果第二误差e2近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是正数则调节阀15的位置可以以第四预定速率+S 改变;或者如果第二误差e2是正数P并且误差演变d(error)/dt是负数则调节阀15的位置可以以第五预定速率+M改变;或者如果第二误差e2是正数P并且误差演变d(error)/dt是正数则调节阀15的位置可以以第六预定速率+L改变。
作为示例并且不限于此,将改变调节阀15的方向和应当执行这种改变的速率可以由表2规定,其中P1至P6是如图7中所示的隶属函数。这种隶属函数在图7中表示为相对应的模糊值,并且作为应当执行该改变的速率的函数,以百分比每秒%/s表示,由此百分比表示转动的角度。
表2:
在根据本实用新型的实施例中,隶属函数P1至P6可以选择成使得例如P1至P3可以被指派用于其中油温不够高而使额外体积的油应当不允许流过冷却单元13的情况,而P4至P6可以被指派用于其中油温高到足以证明额外体积的油允许流过冷却单元13的情况。
结果,隶属函数P1至P3可以与改变调节阀15的位置相关联,使得允许油流过旁通管14,而隶属函数P4至P6可以与改变调节阀 15的位置相关联,使得允许油流过冷却单元13。
在图4中所示的特定示例中,调节阀15的位置的改变应当理解为使中心转动元件26转动,但是这种示例不应认为是限制性的。
在根据本实用新型的又一个实施例中,第一预定速率-L的绝对值与第六预定速率+L的绝对值相等,第二预定速率-M的绝对值与第五预定速率+M的绝对值相等,第三预定速率-S的绝对值与第四预定速率+S的绝对值相等。
在又一个实施例中,第一预定速率-L的绝对值可以低于第六预定速率+L的绝对值,并且/或者第二预定速率-M的绝对值可以低于第五预定速率+M的绝对值,并且/或者第三预定速率-S的绝对值可以低于第四预定速率+S的绝对值。
作为示例并且不限于此,第一预定速率-L的绝对值和/或第六预定速率+L的绝对值可以选取为区间[0.5;1.5]%/s内的任何值,例如,约0.8%/s,或约0.9%/s,或甚至约1.4%/s。类似地,第二预定速率-M 的绝对值和/或第五预定速率+M的绝对值可以选取为在区间(0;1]% /s内的任何值,例如,约0.2%/s,或约0.3%/s,甚至约0.8%/s。类似地,第三预定速率-S的绝对值和/或第四预定速率+S的绝对值可以选择为在区间(0;0.5]%/s内的任何值,例如,约0.1%/s,或约0.2%/s,甚至约0.4%/s。
在本实用新型的上下文中,这种示例应当不认为是以任何方式限制的,并且应当理解,在不脱离本实用新型的范围的情况下,可以选取用于相应的速率的其它值。
针对旁通管14或冷却单元13,或者对于图4的特定实例而言,为了确定这种调节阀15的开度应当改变多少,为了确定将改变调节阀 15的位置的角度,模糊逻辑算法应用第一控制函数CTR_valve,并且确定在值1与结果之间的最小值,所述结果是与第二误差e2相关联的且乘以第一系数f1的模糊值加上与误差演变d(error)/dt相关联的且乘以第二系数f2的模糊值:
CTR_valve=MIN[f1·FV(e2)+f2·FV(d(error)/dt);1] (等式 8),
由此,FV(e2)代表与第二误差e2相关联的模糊值,并且FV(d (error)/dt)代表与误差演变d(error)/dt相关联的模糊值。
所述第一系数f1和所述第二系数f2可以选择成使得控制器单元 20可以较快地或较慢地响应于误差中的变化和/或误差演变 d(error)/dt中的变化。
因此,如果第二系数f2被选取为比第一系数f1更大的值,则模糊逻辑算法将指示控制器单元20每当检测到出口温度Tout的较小变化时改变调节阀15的位置。实施这种方法的压缩机或真空泵1将对出口温度Tout的较小变化是非常易响应的,但也将是不太稳定的。
另一方面,如果第二系数f2被选取为比第一系数f1更小的值,则模糊逻辑算法将指示控制器单元20每当检测到出口温度Tout的较明显变化时改变调节阀15的位置。实施这种方法的的压缩机或真空泵1 将对于出口温度Tout的较小变化是较不易响应的,但是将是更为稳定的。
在根据本实用新型的另一个实施例中,第一系数f1和第二系数f2 可以是在区间(0;1)之间选取的任何实数。
优选地,但不限于此,第一系数f1可以是在[0.5;1]之间选取的任何实数,并且第二系数f2可以是在(0;0.5]之间选取的任何实数。
作为示例,但不限于此,为了实现非常高效的和且稳定的压缩机或真空泵1,所述第一系数f1可以选取为等于值1,并且第二系数f2 可以选取为等于值零点二(0.2)。
因此,等式8变为:
CTR_valve=MIN[1·FV(e2)+0.2·FV(d(error)/dt);1] (等式 9)。
在根据本实用新型的另一个实施例中,为了确定将改变调节阀15 的位置的角度,模糊逻辑算法确定在第一结果与第二结果之间的最大值,所述第一结果是将与第二误差e2相关联的模糊值乘以第一系数f1,所述第二结果是将与误差演变d(error)/dt相关联的模糊值乘以第二系数f2:
CTR_valve=MAX[f1·FV(e2);f2·FV(d(error)/dt)] (等式 10)。
在本实用新型的上下文中,如果调节阀包括中心转动元件26,则通过确定将改变调节阀15的位置的角度,应当理解为通过确定将转动中心转动元件26的角度。
在根据本实用新型的又一个实施例中,模糊逻辑算法通过确定与第二误差e2相关联的模糊值和与误差演变d(error)/dt相关联的模糊值之间的最小值或通过确定与第二误差e2相关联的模糊值和与误差演变 d(error)/dt相关联的模糊值之间的最大值来确定将改变调节阀15的位置的角度。试验已经表明,这种方法将分别产生不太易响应但稳定的压缩机或真空泵1或非常易响应但不太稳定的压缩机或真空泵1。
现在返回到图7,将优选的是每个隶属函数P1到P6都被指派用于在误差与误差演变d(error)/dt之间的一个组合。
因此,如果第二误差e2是负数N并且误差演变d(error)/dt是负数则将在P1曲线图中表示第一控制函数CTR_valve的结果;然而,如果第二误差e2是负数N并且误差演变d(error)/dt是正数则将在P2曲线图中表示第一控制函数CTR_valve的结果;然而,如果第二误差e2近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是负数则将在 P3曲线图中表示第一控制函数CTR_valve的结果;然而,如果第二误差e2近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是正数则将在P4 曲线图中表示第一控制函数CTR_valve的结果;然而,如果第二误差e2是正数P并且误差演变d(error)/dt是负数则将在P5曲线图中表示第一控制函数CTR_valve的结果;然而,如果第二误差e2是正数 P并且误差演变d(error)/dt是正数则将在P6曲线图中表示第一控制函数CTR_valve的结果。
此外,为了确定应当改变调节阀15的一个角度,模糊逻辑算法优选地包括以下步骤:确定在将图7的相应的隶属函数插入第一控制函数CTR_valve的结果之后所确定的曲线图的重心,这种重心将被进一步投影在%/s轴上。
所述%/s轴表示经过一秒钟应当改变调节阀15的角度。
如果投影在%/s轴上的重心落在(0;+x]之间或更高的范围内,则调节阀15的角度应当被改变,使得允许更大体积的油以与相应的隶属函数相对应的速率流过冷却单元13。
如果投影在%/s轴上的重心落在[-x;0)之间或更低的范围内,则调节阀15的角度应当被改变,使得允许更大体积的油以与相应的隶属函数相对应的速率流过旁通管14。
在根据本实用新型的实施例中,依据整个系统所需的响应性,-x 的值和+x的值可以分别是例如在[-0.5;-20]和[+0.5;+20]之间所选取的任何值,更优选地,-x的值和+x的值可以分别是在[-1;-10]和[+1; +10]之间所选取的任何值;甚至更优选地,-x可以选取为约-5,而+x 可以选取为约+5。
另外,根据设计者的具体说明书,中间值-x1,-x2可以被限定在区间[-x;0),并且+x1,+x2可以被限定在区间(0;+x)。
作为示例并且不限于此,-x1可以选取为约-1,而-x2可以选取为约-2。类似地,+x1可以选取为约+1,而+x2可以选取为约+2。
应当理解,这种值可以通过实验来确定,并且本实用新型应当不限于上述的特定示例。
在根据本实用新型的另一个实施例中,模糊逻辑算法还包括以下步骤:通过将计算出的角度或投影在%/s轴上的重心优选地以与相应的隶属函数相对应的速率应用到调节阀15的当前位置来确定调节阀 15的位置。
因此,图8示出应用先前关于图7所确定的结果的调节阀15的当前位置。
图8的隶属函数被表示为相对应的模糊值,并且作为转动角度的函数,以百分比%表示。
优选地,但不限于此,如果通过应用关于图7所确定的结果而使调节阀15到达其中油主要流过旁通管14的位置,则应当在曲线图Q1 中表示该结果。
此外,如果通过应用关于图7所确定的结果而使调节阀15到达其中油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13的位置,则应当在曲线图Q2中表示该结果。
然而,如果通过应用关于图7所确定的结果而使调节阀15到达其中油主要流过冷却单元13的位置,则应当在曲线图Q3中表示该结果。
在根据本实用新型的另一个实施例中,通过控制何时风扇21起动可以影响系统的响应性。因此,对于更易响应的系统,如果曲线图Q1 至Q3中的任一个或甚至全部在图8中的%轴上向左边移动,则风扇 21被较早地起动,然而,如果曲线Q1至Q3中的任一个或甚至全部在图8的%轴上向右边移动,则风扇21被较晚地起动。如果压缩机或真空泵包括能量回收单元25,则在图9中表示应用先前关于图7所确定的结果的调节阀15的当前位置。
图9的隶属函数被表示为相对应的模糊值,并且作为转动角度的函数,以百分比%表示。
因此,如果通过应用关于图7所确定的结果而使调节阀15到达其中油主要流过旁通管14的位置,则应当在曲线图Q1'中表示该结果。
此外,如果通过应用关于图7所确定的结果而使调节阀15到达其中油部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25的位置,则应当在曲线图Q2'中表示该结果。
类似地,如果通过应用关于图7所确定的结果而使调节阀15到达其中油主要流过能量回收单元25的位置,则应当在曲线图Q3'中表示该结果。
如果通过应用关于图7所确定的结果而使调节阀15到达其中油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13的位置,则应当在曲线图Q4'中表示该结果。
然而,如果通过应用关于图7所确定的结果而使调节阀15到达其中油主要流过冷却单元13的位置,则应当在图表Q5'中表示该结果。
优选地,当压缩机或真空泵1起动时,调节阀15优选地处于以零转动角度为特征的默认位置中,如在图3和图4中所示,其中油优选地主要流过旁通管14的情况。随着油温逐渐地升高,转动角度被逐渐地改动,允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13,直到油达到百分之百的最大转动角度,其中油主要流过冷却单元13 的情况。
如果压缩机或真空泵1不包括能量回收单元25,则百分之百的转动角度优选地与调节阀15的90°物理转动相对应。如在图4中所示,调节阀15的90°物理转动将通过使轴线I转到轴线II而与根据箭头 AA'的中心转动元件26的转动相对应。结果,为了返回到零转动角度的初始位置,中心转动元件26将需要通过使轴线II转到轴线I而根据箭头AA'但沿着相反方向转动。
换言之,为了允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13或主要流过冷却单元13,中心转动元件26应当根据箭头AA' 沿着逆时针方向转动,然而,如果中心转动元件26将需要从这种位置被带入中间位置中或初始的零转动角度中,则所述中心转动元件26 应当根据箭头AA'沿着顺时针方向转动。
如果压缩机或真空泵1包括能量回收单元25,则百分之百的转动角度与调节阀15的180°物理转动角度相对应。如在图3中所示,调节阀15的180°物理转动角度将通过使轴线I转到轴线III而与根据箭头BB'的中心转动元件26的转动相对应。结果,为了返回到零转动角度的初始位置,中心转动元件26将需要通过使轴线III转到轴线I 而根据箭头BB'但沿着相反方向转动。
换言之,为了允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25或主要流过能量回收单元25或部分地流过冷却单元13并且部分地流过能量回收单元25或主要流过冷却单元13,中心转动元件 26应当根据箭头BB'沿着逆时针方向转动,然而,如果中心转动元件 26将需要从这种位置被带入中间位置中或初始的零转动角度中,则所述中心转动元件26应当根据箭头BB'沿着顺时针方向转动。
应当进一步理解,当调节阀15的位置改变时,计算出的角度将根据箭头AA'或BB'应用到调节阀15的当前角度,并且沿着顺时针方向或沿着逆时针方向更改中心转动元件26的转动。
在根据本实用新型的另一个实施例中,模糊逻辑算法基于所确定的调节阀15的位置、第二误差e2和误差演变d(error)/dt来判定风扇 21的速度是否应当增大或减小。
因为模糊逻辑算法将调节阀15的位置作为输入参数,所以风扇 21的速度根据到达冷却单元13的流体的体积而被更改,从而增大压缩机或真空泵1的能量效率并且延长风扇21和马达24的寿命。
根据第二误差e2和误差演变d(error)/dt,风扇21的速度将能够必需以更快的速率或更慢的速率改变。
因此,在根据本实用新型的一个实施例中,模糊逻辑算法还通过应用以下步骤和检查中一个或多个来确定将改变风扇21的速度的速率:如果误差是负数N并且误差演变d(error)/dt是负数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第二速率MS减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元 13,则风扇21的速度将以第二速率MS减小。
此外,如果误差是负数N并且误差演变d(error)/dt是正数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第三速率M改变;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第三速率M改变。
此外,如果误差近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是负数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21 的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第一速率S减小。
此外,如果误差近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是正数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21 的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第四速率F增大;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第四速率F增大。
此外,如果误差是正数P并且误差演变d(error)/dt是负数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第三速率M改变;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第三速率M改变。
此外,如果误差是正数P并且误差演变d(error)/dt是正数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第四速率F增大;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第五速率MF增大。
作为示例并且不限于此,将改变风扇21的速度的速率由表3规定,其中RV表示调节阀的位置并且F1至F5是隶属函数,如在图10中所示。
表3:
在根据本实用新型的另一个实施例中,如果压缩机或真空泵1包括能量回收单元25,则模糊逻辑算法还通过应用以下步骤和检查中的一个或多个来确定将改变风扇21的速度的速率:如果误差是负数N 并且误差演变d(error)/dt是负数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第二速率MS减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第二速率MS减小。
此外,如果误差是负数N并且误差演变d(error)/dt是正数则:如果调整阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速率将以第三速率M改变;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第三速率M改变。
此外,如果误差近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是负数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21 的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第一速率S减小;如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第一速率S减小。
此外,如果误差近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是正数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21 的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过能量回收单元25流动,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第四速率F增大;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21 的速度将以第四速率F增大。
此外,如果误差是正数P并且误差演变d(error)/dt是负数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第三速率M改变;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第三速率M改变。
此外,如果误差是正数P并且误差演变d(error)/dt是正数则:如果调节阀15的位置使得允许油主要流过旁通管14,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过能量回收单元25,则风扇21的速度将以第一速率S减小;或者如果调节阀15的位置使得允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第四速率F增大;或者如果调节阀15的位置使得允许油主要流过冷却单元13,则风扇21的速度将以第五速率MF增大。
作为示例并且不限于此,如果压缩机或真空泵包括能量回收单元 25,则将改变风扇21的速度的速率由表4规定,其中RV表示调节阀的位置并且F1至F5是隶属函数,如在图10中所示。
表4:
在根据本实用新型的另一个实施例中,但不限于此,第二速率 MS的绝对值小于或等于第一速率S的绝对值,第一速率S的绝对值小于或等于第三速率M的绝对值,第三速率M的绝对值小于或等于第四速率F的绝对值,第四速率F的绝对值小于或等于第五速率MF 的绝对值。
在本实用新型的上下文中,应当理解,在不脱离本实用新型的范围的情况下,在第一速率S、第二速率MS、第三速率M、第四速率F 和第五速率MF之间仍然能够有其它关系。
此外,在根据本实用新型的另一个实施例中,这种速率可以相等。因此,MS=S=M=F=MF。
在根据本实用新型的又一个实施例中,第二速率MS的绝对值可以与第五速率MF的绝对值相等,并且/或者第一速率S的绝对值可以与第四速率F的绝对值相等。
在根据本实用新型的又一个实施例中,在模块中第二速率MS可以与第五速率MF相等,并且/或者在模块中第一速率S可以与第四速率F相等。
优选地,但不限于:|-MS|=|MF|和/或|-S|=|F|。
在根据本实用新型的又一个实施例中,第三速率M可以是非常小的或者甚至是可忽略的。更优选地,第三速率M近似为零。
优选地,但不限于此,第二速率MS和/或第一速率S是负数,这将意味着风扇21的实际速度将减小;而第四速率F和/或第五速率 MF是正数,这将意味着风扇21的实际速度将增大。
作为示例,但不限于此,如果我们认为风扇21的速度可以在一秒钟在每分钟零转与每分钟一百转之间变化(RPM/s),则第一速率S 和第二速率MS可以选择为包含在-1RPM/s与-100RPM/s之间的任何值;而第四速率F和第五速率MF可以选择为包含在+1RPM/s与 +100RPM/s之间的任何值。
更优选地,第一速率S和第二速率MS可以选择为包含在-5RPM/s 与-50RPM/s之间的任何值;而第四速率F和第五速率MF可以选择为包含在+5RPM/s与+50RPM/s之间或更优选地在+5RPM/s与 +40RPM/s之间的任何值。
甚至更优选地,第一速率S和第二速率MS可以选择为包含在 -10RPM/s与-30RPM/s之间的任何值;而第四速率F和第五速率MF 可以选择为包含在+10RPM/s与+30RPM/s之间的任何值。
作为示例,但不限于此,第一速率S可以选择为约-15RPM/s,第二速率MS可选择为约-40RPM/s,第四速率F可以选择为约+5RPM/s,并且第五速率MF可选择为约+15RPM/s。
在根据本实用新型的另一个实施例中,模糊逻辑算法包括以下步骤:通过应用第二控制函数CTR_fan来确定应当改变风扇的实际速度,并且确定以下值:与调节阀15的位置的实际角度相关联的模糊值乘以以下结果:与误差相关的模糊值乘以第三系数f3加上与误差演变 d(error)/dt相关联的模糊值乘以第四系数f4:
CTR_fan=FV(RV)·[f3·FV(error)+f4·FV(d(error)/dt)](等式 11)。
第三系数f3和第四系数f4是以与等式7的第一系数f1和第二系数f2相同的方式来选取,并且取决于控制器单元20是否应当较快地或较慢地响应于误差中的变化和/或误差演变d(error)/dt中的变化。
因此,第三系数f3和第四系数f4可以选取为包含在区间(0;1] 内的任何实数值。
优选地,但不限于此,第三系数f3可以选取为包含在区间[0.5; 1]内的任何实数值,而第四个系数f4可以选取为包含在间隔(0;0.5) 内的任何实数值。
作为示例并且不限于此,第三系数f3可以选取为约零点七(0.7),并且第四系数f4可以选取为约零点三(0.3)。因此,等式11变为:
CTR_fan=FV(RV)·[0.7·FV(error)+0.3·FV(d(error)/dt)](等式 12)。
这种等式的结果优选地还插入有图10的曲线图,其中,隶属函数 F1至F5优选地被指派用于在误差和误差演变d(error)/dt之间的一个组合,并且还考虑到调节阀15的实际位置。
因此,如果误差是负数N并且误差演变d(error)/dt是负数并且如果调节阀15允许油主要流过旁通管14,则将在F2曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13或主要流过冷却单元13,则将在F1曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果。
如果误差是负数N并且误差演变d(error)/dt是正数并且如果调节阀15允许油主要流过旁通管14,则将在F2曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13或主要流过冷却单元13的油流,则将在F3曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果。
如果误差近似等于零Z,误差演变d(error)/dt是负数并且调节阀15允许油主要流过旁通管14或部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13或主要流过冷却单元13,则将在F2曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果。
如果误差近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是正数并且如果调节阀15允许油主要流过旁通管14,则将在F2曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13或主要流过冷却单元13,则将在F4曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果。
如果误差是正数P,误差演变d(error)/dt是负数并且调节阀 15允许油主要流过旁通管14,则将在F2曲线图中表示第二控制函数 CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15允许油部分地流过旁通管14 并且部分地流过冷却单元13或完全流过冷却单元13,则将在F3曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果中。
如果误差是正数P并且误差演变d(error)/dt是正数并且如果调节阀15允许油主要流过旁通管14,则将在F2曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15允许油部分地流过旁通管14并且部分地流过冷却单元13,则将在F4曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15允许油主要流过冷却单元13,则将在F5曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果。
在根据本实用新型的另一个实施例中,如果喷油压缩机或真空泵 1包括能量回收单元25,则第二控制函数CTR_fan的结果优选地还插入有图10的曲线图,其中,隶属函数F1至F5优选地被指派用于在误差与误差演变d(error)/dt之间的组合,如将进一步解释的。
如果误差是负数N,误差演变d(error)/dt是负数并且调节阀15允许油主要流过旁通管14,或部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,或主要流过能量回收单元25,则将在F2曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,或主要流过冷却单元,则将在F1曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果。
如果误差是负数N并且误差演变d(error)/dt是正数并且如果调节阀15允许油主要流过旁通管14,或部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,或主要流过能量回收单元25,则将在F2 曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15 允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,或主要流过冷却单元13,则将在F3曲线图中表示第二控制函数 CTR_fan的结果。
如果误差近似等于零Z,误差演变d(error)/dt是负数并且调节阀15允许油主要流过旁通管14,或部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,或主要流过能量回收单元25,或部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,或主要流过冷却单元 13,则将在F2曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果。
如果误差近似等于零Z并且误差演变d(error)/dt是正数并且如果调节阀15允许油主要流过旁通管14,或部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,或主要流过能量回收单元25,则将在F2曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀 15允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,或主要流过冷却单元13,则将在F4曲线图中表示第二控制函数 CTR_fan的结果。
如果误差是正数P并且误差演变d(error)/dt是负数并且如果调节阀15允许油主要流过旁通管14,或部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,或主要流过能量回收单元25,则将在F2 曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15 允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,或主要流过冷却单元13,则将在F3曲线图中表示第二控制函数 CTR_fan的结果。
如果误差是正数P,误差演变d(error)/dt是正数并且调节阀 15允许油主要流过旁通管14,或部分地流过旁通管14并且部分地流过能量回收单元25,或主要流过能量回收单元25,则将在F2曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15允许油部分地流过能量回收单元25并且部分地流过冷却单元13,则将在F4 曲线图中表示第二控制函数CTR_fan的结果;然而,如果调节阀15 允许油主要流过冷却单元13,则将在F5曲线图中表示第二控制函数 CTR_fan的结果。
在根据本实用新型的又一个实施例中,在第二控制函数CTR_fan 已插入有图10的曲线图之后,模糊逻辑算法优选地计算所得到的曲线图的重心并且将其投影在RPM/s(每分钟转数/每秒钟转数)轴。
结果,模糊逻辑算法确定将改变风扇21的速度的实际速度。
如果这种速率将需要减小,则投影到RPM/s轴上的重心将是包含在零与最小值Min之间的值。优选地,这种值包含在区间[-100;0) RPM/s内。
如果该速度将需要增大,则投影到RPM/s轴上的重心将是包含在零与最大值Max之间的值。优选地,这种值包含在区间(0;100]RPM/s 内。
结果,当插入有图10的曲线图时,控制器单元20根据所确定的实际速度的结果并且根据与对应于第二控制函数CTR_fan的相应隶属函数相关联的速率而增大或减小风扇21的速度。
在本实用新型的上下文中,曲线图的重心应当理解为所述曲线图的所有点部件沿着所有坐标方向的平均位置。换言之,曲线图的重心代表这种曲线图的平衡点或者这样的点,即,在所述点处具有无穷细形状的切口可以在销状物的尖端上完美平衡,在均匀引力场内呈现出均匀密度的切口。
还应当理解,模糊逻辑算法可以应用用于确定这种重心的任何方法,并且本实用新型应当不限于任何这种特定的方法。
作为示例,但是不限于此,可以通过考虑到分别插入有相应曲线图的第一控制函数CTR_valve或第二控制函数CTR_fan的表示法的可能峰值来计算重心。这种峰值由两个坐标(A;B)表征,由此A 是图7的%/s轴或图10的RPM/s轴的一部分;并且B是数值轴的一部分,并且包含在分别图7或图10的[0;1]之间。
考虑到相应的隶属函数内的每个峰值的坐标,重心可以被计算为具有以下坐标:平均值A和平均值B,其中平均值A表示所有峰值的所有A坐标的平均值,并且平均值B表示所有峰值的所有B坐标的平均值。
在根据本实用新型的另一个实施例中,模糊逻辑算法可以计算与每个隶属函数相对应的每个曲线图的重心:对于P1到P6而言,或对于F1到F5而言。结果是五个或六个重心。
此外,模糊逻辑算法可以通过应用以下公式来确定应当改变调节阀15的位置的实际角度:
由此,Gi表示相应的重心,并且由此,CTR_valvei表示应用于相应的隶属函数P1至P6的第一控制函数。
类似地,模糊逻辑算法可以通过应用以下公式来确定应当改变风扇21的速度的实际速度:
由此,Gi表示相应的重心,并且由此,CTR_fani表示应用于相应的隶属函数F1至F5的第二控制函数。
在本实用新型的上下文中,“部分地”应当理解为在约等于零的最小体积与约等于百分之百的最大体积之间所选取的任何体积的油,例如但不限于:约百分之三十,或约百分之四十,或甚至约百分之六十。更优选地,“部分地”应当理解为表示流过出油口11并且最终到达进油口12的油的体积的约一半或百分之五十的油的体积。应当理解,这种体积可以根据压缩机或真空泵1的要求变化,例如在百分之二十五与百分之七十五之间变化。
此外,“主要地”应当理解为流过出油口11并且最终到达进油口 12的油的体积的约整个体积或约百分之百。
作为示例并且不限于此,图11示出应用模糊逻辑算法的控制回路。
因此,在方框100中接收由出口温度传感器18所提供的测量出口温度Tout,这样接收的出口温度Tout与方框101的计算出的预定目标值Ttarget比较。在方框102的帮助下确定误差。
此外,模块逻辑算法在方框103中计算误差演变d(error)/dt,并且在到达模糊逻辑方框104之前,LPF 105和LPF 106对短期温度波动进行过滤。
因此,模糊逻辑方框104作为输入接收:一方面是误差的过滤值,并且另一方面是这种误差演变d(error)/dt的过滤值。此外,模糊逻辑方框104根据如前所述的相应的隶属函数表示在图5和图6中所示的曲线图中的这种值。
为了提高整个系统的稳定性,控制回路分别在方框107和方框108 中的过滤器的帮助下进一步对结果值进行过滤,由此忽略非常小的波动。
在随后的步骤中,模糊逻辑方框104通过使用图7的曲线图和第一控制函数CTR_valve来确定应当改变调节阀15的方向以及应当改变这种调节阀15的速率。
根据本文所述的方法,第一控制函数CTR_valve的结果优选地插入有图7的相应的隶属函数,并且所得到的曲线图的重心被计算出并且投影在%/s轴上。投影在%/s轴上的这种重心在方框109中表示为模糊逻辑方框104的输出。
此外,模糊逻辑算法在方框110和回路111的帮助下将所确定的投影在%/s轴上的重心与调节阀15的当前位置相加,并且在方框112 中确定调节阀15的新的当前位置。
优选地,但不限于此,对于甚至更稳定的总体系统而言,控制回路可以包括方框113和方框114,由此通过块113考虑到测量出口温度Tout。
方框114根据出口温度Tout确定调节阀15的最小位置。优选地,在方框114中,通过实验确定的曲线图被上传,在所述通过实验确定的曲线图中表示在相应出口温度Tout下的阀的最小位置。
结果,如果在方框110和回路111的帮助下将所确定的投影在%/s轴上的重心与调节阀15的当前位置相加之后这种最新确定的位置将比在用于相应的出口温度Tout的方框114的曲线图上所确定的位置具有更小的角度,则模糊逻辑算法将选取从这种曲线图提取的值并且在方框112中确定所述调节阀15的新的当前位置。否则,模糊逻辑算法将如前所述继续进行。
通过应用这些检查,模糊逻辑算法有助于防止压缩机或真空泵1 经历温度超调,所述温度超调可以变得有害。结果,方框113和方框 114有助于避免其中压缩机或真空泵1以非常低的马达7的速率运行并且在出口Tout处的温度将变得非常高的情况。
此外,如果在出口Tout处的温度将升高到非常高的值,则控制器单元20将不允许油流过旁通管14或者仅允许非常少量的油流过旁通管14。
在回路115的帮助下,所述调节阀15的新的当前位置是模糊逻辑方框104的输入。
使用这种新的当前位置,所述模糊逻辑方框104通过使用图10 的曲线图和第二控制函数CTR_fan来进一步确定将改变风扇21的速率以及应当改变这种速度的速率是多少。
因此,第二控制函数CTR_fan的结果优选地插入有图10的相应的隶属函数,并且所得到的曲线图的重心被计算出并且投影在RPM/s 轴上。这种投影在RPM/s轴上的重心在方框116中表示为模糊逻辑方框104的另一个输出。
此外,模糊逻辑算法在方框117和回路118的帮助下施加风扇21 的速度的当前值与投影在RPM/s轴上的重心之间的总和,并且在方框 119中确定风扇21的新的当前速率。
方框110的调节阀15的新的当前位置和方框115的风扇21的新的当前速度被控制器单元20进一步用作设定值,所述设定值通过第一数据链路32影响调节阀15的位置并且通过第二数据链路33影响风扇 21的速度。
在本实用新型的上下文中,应当理解,在不脱离本实用新型的范围的情况下,本文提出的技术特征可以以任何组合使用。
本实用新型决不限于作为示例而说明的并且在附图中示出的实施例,但是这种喷油压缩机或真空泵可以以各种各样的变型实现,而不脱离本实用新型的范围。类似地,本实用新型不限于将喷油压缩机或真空泵的出口处的温度维持在作为示例说明的预定目标值以下的方法,然而,所述方法可以以不同的方式实现,同时仍然保持在本实用新型的范围内。
Claims (12)
1.一种喷油压缩机,其包括:
-压缩机元件(4),所述压缩机元件(4)具有进气口(5)、元件出口(6)和进油口(12);
-油分离器(8),所述油分离器(8)具有分离器入口(9)、分离器出口(10)和出油口(11),所述分离器入口(9)流体地连接到所述元件出口(6),所述出油口(11)借助油导管流体地连接到所述压缩机元件(4)的进油口(12);
-冷却单元(13),所述冷却单元(13)连接到所述油分离器(8)的出油口(11)和所述压缩机元件(4)的进油口(12);
-旁通管(14),所述旁通管(14)流体地连接到所述出油口(11)和流体地连接到所述进油口(12)以绕过所述冷却单元(13);
-调节阀(15),所述调节阀(15)设置在所述出油口(11)上,所述调节阀(15)配置成允许油从所述油分离器(8)流过所述冷却单元(13)和/或流过所述旁通管(14);
-出口温度传感器(18),所述出口温度传感器(18)被定位在所述元件出口(6)处;
-控制器单元(20),所述控制器单元(20)配置成控制所述调节阀(15)的位置;
-所述控制器单元(20)包括用于存储所述调节阀(15)的当前位置的存储器模块;
其特征在于,所述冷却单元(13)设有由马达驱动的风扇(21),所述控制器单元(20)包括到所述马达的变频器的数据链路(33)以用于根据所述调节阀(15)的当前位置和出口温度来控制所述风扇(21)的旋转速度,所述风扇用于冷却流过所述冷却单元(13)的油。
2.根据权利要求1所述的喷油压缩机,其特征在于,还包括定位在所述进气口(5)处的入口温度传感器(16)和入口压力传感器(17),并且还包括出定位在所述元件出口(6)处的出口压力传感器(19)。
3.根据权利要求2所述的喷油压缩机,其特征在于,所述控制器单元(20)包括用于从所述入口温度传感器(16)、所述入口压力传感器(17)、所述出口温度传感器(18)和所述出口压力传感器(19)中的每个接收测量值的数据链路(22)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷油压缩机,其特征在于,所述喷油压缩机(1)包括相对湿度传感器(23),并且所述控制器单元(20)还包括用于从定位在所述进气口(5)处的相对湿度传感器(23)接收测量值的数据链路(22),或者包括估计在所述进气口(5)的水平处的气体的相对湿度(RH)的装置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的喷油压缩机,其特征在于,所述控制器单元(20)包括用于基于所述调节阀(15)的当前位置和误差通过到变频器的所述数据链路(33)来控制所述风扇(21)的速度的装置,所述误差通过从测量到的出口温度(Tout)减去预定目标值(Ttarget)而计算出。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的喷油压缩机,其特征在于,所述风扇(21)设有变速马达(24)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的喷油压缩机,其特征在于,所述喷油压缩机(1)还包括能量回收单元(25),其连接到所述出油口(11)和所述进油口(12)。
8.一种喷油真空泵,其包括:
-真空元件(4),所述真空元件(4)具有进气口(5)、元件出口(6)和进油口(12);
-油分离器(8),所述油分离器(8)具有分离器入口(9)、分离器出口(10)和出油口(11),所述分离器入口(9)流体地连接到所述元件出口(6),所述出油口(11)借助油导管流体地连接到所述真空元件(4)的进油口(12);
-冷却单元(13),所述冷却单元(13)连接到所述油分离器(8)的出油口(11)和所述真空元件(4)的进油口(12);
-旁通管(14),所述旁通管(14)流体地连接到所述出油口(11) 和流体地连接到所述进油口(12)以绕过所述冷却单元(13);
-调节阀(15),所述调节阀(15)设置在所述出油口(11)上,所述调节阀(15)配置成允许油从所述油分离器(8)流过所述冷却单元(13)和/或流过所述旁通管(14);
-出口温度传感器(18),所述出口温度传感器(18)被定位在所述元件出口(6)处;
-控制器单元(20),所述控制器单元(20)配置成控制所述调节阀(15)的位置;
-所述控制器单元(20)包括用于存储所述调节阀(15)的当前位置的存储器模块;
其特征在于,所述冷却单元(13)设有由马达驱动的风扇(21),所述控制器单元(20)包括到所述马达的变频器的数据链路(33)以用于根据所述调节阀(15)的当前位置和出口温度来控制所述风扇(21)的旋转速度,所述风扇用于冷却流过所述冷却单元(13)的油。
9.一种控制器单元,所述控制器单元用于控制喷油压缩机(1)的出口温度(Tout),所述喷油压缩机(1)包括压缩机元件(4),所述压缩机元件(4)设有进气口(5)、元件出口(6)以及进油口(12),所述控制器单元(20)包括:
-测量单元,所述测量单元包括数据输入,所述数据输入配置成接收出口温度数据;
-通信单元,所述通信单元包括第一数据链路(32),用于控制调节阀(15)的位置;
-存储器模块,其用于存储所述调节阀(15)的当前位置;
其特征在于,
-所述通信单元还包括到驱动风扇(21)的马达的变频器的第二数据链路(33),以用于根据所述调节阀(15)的当前位置和出口温度来控制所述风扇(21)的转速,所述风扇用于冷却流过所述冷却单元(13)的油。
10.根据权利要求9所述的控制器单元,其特征在于,所述测量单元还包括数据输入,所述数据输入配置成接收:入口温度数据、入口压力数据和出口压力数据。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的控制器单元,其特征在于,所述控制器单元还包括处理单元,所述处理单元使用流过所述进气口(5)的气体的预定相对湿度(RH)值,或者所述控制器单元还包括相对湿度传感器(23),其定位在所述进气口(5)处以用于确定大气露点(ADP)。
12.一种控制器单元,所述控制器单元用于控制喷油真空泵(1)的出口温度(Tout),所述喷油真空泵(1)包括真空元件(4),所述真空元件(4)设有进气口(5)、元件出口(6)以及进油口(12),所述控制器单元(20)包括:
-测量单元,所述测量单元包括数据输入,所述数据输入配置成接收出口温度数据;
-通信单元,所述通信单元包括第一数据链路(32),用于控制调节阀(15)的位置;
-存储器模块,其用于存储所述调节阀(15)的当前位置;
其特征在于,
-所述通信单元还包括到驱动风扇(21)的马达的变频器的第二数据链路(33),以用于根据所述调节阀(15)的当前位置和出口温度来控制所述风扇(21)的转速,所述风扇用于冷却流过所述冷却单元(13)的油。
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GR01 | Patent grant | ||
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