Удосконалений компресорний пристрій

1. Удосконалений компресорний пристрій, який, головним чином, має у складі: - корпус (2), що містить компресорний елемент (6), який приводиться мотором (7) змінної швидкості з блоком керування (8), де встановлено максимально припустиму кількість обертів (Nmax) для компресорного елемента (6), - вузол (10) повітряного охолодження (10), який всмоктує зовнішнє повітря через вхідний отвір (11) і виводить його назовні через корпус (2) і вихідний отвір (12), і - контур охолодження (13) для охолодження газу, стиснутого компресорним елементом (6), який відрізняється тим, що блок керування (8) працює згідно з алгоритмом (24), який передбачає зниження згаданої вище встановленої максимально припустимої кількості обертів (Nmax) на певне значення, якщо виміряна зовнішня температура (Т20) піднімається вище встановленого максимально припустимого рівня (Тmах), і встановлена максимально припустима кількість обертів (Nmax) підвищується, як тільки температура довкілля (Т20) впаде нижче згаданого вище рівня (Тmах). 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що встановлена максимально припустима кількість обертів (Nmax) коригується згідно з алгоритмом (24) таким чином, що охолоджувальна здатність повітряного охолодження (10) згідно з виміряною температурою (Т20) довкілля є достатньою для забезпечення компресору (6) можливості працювати при цій коригованій максимально припустимій кіль 2 (19) 1 3 89131 4 згаданий вище критичний рівень (Т22mах) на мініролюється згаданим вище блоком керування 8 мальне значення. двигуна (7). 9. Пристрій за будь-яким з пп. 5-8, який відрізняється тим, що додаткове охолодження (19) конт Винахід стосується компресорного пристрою, зокрема, компресорного пристрою з змінною швидкістю, який складається, головним чином, з корпусу з компресорним елементом у ньому, який приводиться мотором змінної швидкості з фіксованим набором максимальних обертів для компресора, вузол повітряного охолодження, який всмоктує повітря з довкілля через вхідний отвір і після проходження повітря через корпус виводить його назовні, і окремий контур охолодження з холодоагентом для охолодження газу, що стискається компресором, або для охолодження стиснутого повітря. Звичайні компресорні пристрої призначено функціонувати у певних умовах максимальної температури довкілля. Ці умови називають номінальними робочими умовами. У випадку перевищення номінальних зовнішніх умов задовільна робота компресорного пристрою не може бути гарантована, і це призводить до непрогнозованих зупинок компресорного пристрою. У таких випадках звичайно використовують більший компресорний пристрій, який генерує менше тепла, ніж менший компресорний пристрій у тих же умовах, або компресорний пристрій, який працює з максимальною продуктивністю, що визначається обмеженим фіксованим набором обертів (за хвил.), наприклад, використовуючи трансмісію з меншим передаточним числом, ніж для нормальних умов. Цим створюється тепловий резерв, яким можна компенсувати підвищення температури довкілля. Ця обставина зумовлює збільшення витрат на придбання компресорного пристрою, причому компресорний пристрій не використовується і оптимально при номінальних умовах, і це призводить до втрати ефективності роботи у номінальних умовах. Задачею винаходу є усунення однієї або більше з згаданих вище і інших вад застосуванням удосконаленого компресорного пристрою, обладнаного напіврегуляторним контролем, який забезпечує можливість використання компресорного пристрою з максимальною продуктивністю при всіх температурах довкілля з постійним оптимальним охолодженням. Для цього у винаході запропоновано удосконалений компресорний пристрій, який, головним чином, має у складі корпусу компресорним елементом усередині, який приводиться мотором з змінною швидкістю, обладнаним блоком керування з визначеною максимальною кількістю обертів для компресора; з вузол повітряного охолодження, який всмоктує повітря ззовні через вхідний отвір і після проходження цього повітря через корпус викидає його назовні; і контур охолодження для охолодження газу, стиснутого компресором, і який відрізняється тим, що блок керування працює згідно з алгоритмом, який передбачає зниження згаданої вище максимально припустимої кількості обертів на зумовлене значення, як тільки виміряна температура довкілля підніметься вище максимально припустимого рівня, і передбачає підвищення максимально припустимої кількості обертів, якщо температура довкілля стає нижчою за згаданий вище рівень. Перевагою такого пристрою згідно з винаходом є те, що, коли температура довкілля піднімається вище номінального рівня, визначеного для даного компресорного пристрою, максимально припустима кількість обертів автоматично знижується, внаслідок чого компресорний пристрій генерує менше тепла, і охолоджувальна здатність вузла повітряного охолодження навіть при цій підвищеній температурі довкілля стає достатньою для того, щоб підтримувати охолодження компресора достатнім для відвертання небажаних зупинок, що викликаються перегріванням, і гарантувати надійну роботу пристрою. Бажано, щоб згаданий вище алгоритм передбачав також додаткове зниження кількості обертів, коли згадане вище охолодження стиснутого газу є недостатнім або коли температура холодоагента піднімається вище встановленого рівня. Завдяки безперервному або переривчастому вимірюванню температури зовнішнього повітря і/або охолодження і коригуванню встановленої максимально припустимої кількості обертів у функції результатів цих вимірювань компресорний пристрій зберігає здатність постійно функціонувати з максимальною продуктивністю навіть при температурах довкілля, вищих за встановлені номінальні, без загрози зупинок або пошкоджень. Взагалі корпус включає електронне відділення з повітряним охолодженням, яке забезпечує всмоктування зовнішнього повітря через вхідний отвір і виведення його назовні через вихідний отвір для відвернення будь-яких пошкоджень електронних компонентів, причому для охолоджуючого повітря встановлено максимальний рівень температури. Повітряне охолодження для електронного відділення звичайно розраховують для номінальних умов, і перевищення максимально припустимої температури охолоджуючого повітря призведе до небажаних зупинок компресорного пристрою. Згідно з додатковим аспектом винаходу, для охолодження повітря, яке слугує холодоагентом для електронного відділення, може бути передбачене додаткове охолодження, яке вмикається лише за умови загрози підйому температури довкілля вище припустимого рівня. Це дозволяє утримувати енерговитрати на найнижчому рівні. Це додаткове охолодження може функціонувати незалежно або у комбінації з алгоритмом керування максимально припустимою кількістю 5 89131 6 обертів компресорного пристрою, завдяки чому ступною операцією 26 максимально припустима охолодження контролюється, бажано, згаданим кількість обертів Nmax знижується, якщо темперавище блоком керування компресорного пристрою. тура Т20 довкілля загрожує піднятись вище цього Для більш детального розгляду характеристик максимального встановленого рівня Тmах, і маквинаходу далі наведено опис не обмежуючих висимально припустима кількість обертів підвищунахід прикладів бажаних втілень компресорного ється до початкового рівня, якщо температура Т20 пристрою згідно з винаходом, з посиланнями на довкілля падає нижче згаданого вище рівня Тmах. креслення, в яких: Бажано, щоб максимально припустима кільФіг.1 - схема удосконаленого компресорного кість обертів Nmax коригувалась алгоритмом таким пристрою згідно з винаходом, Фіг.2, 3 - два алгоричином, щоб при виміряній температурі довкілля тми керування для пристрою з Фіг.1. охолоджувальна здатність повітряного охолоКомпресорний пристрій 1 Фіг.1 має у складі, дження 10 була завжди достатньою для забезпеголовним чином, корпус, розділений на два віддічення нормальної роботи компресорного елеменлення 4 і 5 перегородкою 3, де відділення 4 міста 6 при коригованій максимальній кількості тить компресорний елемент 6, який приводиться обертів Nmax без ризику перегрівання. мотором 7, швидкість якого можна змінювати, наНаступною операцією 27 алгоритму 24 темпеприклад, контрольовано змінюючи частоту, з блоратура Т21 холодоагенту контуру охолодження 3 ком 8 керування з встановленою максимально і/або температура стиснутого повітря порівнюютьприпустимою кількістю обертів Nmax, а відділення 5 ся з максимальним встановленим рівнем Т21тах, і, є електронним відділенням, яке містить електронні як в операції 26, встановлена максимально припукомпоненти 9, наприклад, згаданий вище блок 8 стима кількість обертів Nmax знижується, якщо темкерування. пература Т21 згаданого вище холодоагенту підніВідділення 4 охолоджується вузлом 10 повітмається вище встановленого рівня Т21mах. ряного охолодження, який всмоктує зовнішнє повіЗрозуміло, що цей алгоритм може виконуватря через вхідний отвір 11 і виводить його назовні тись безперервно або регулярно переривчасто і через відділення 4 корпусу 2 і через вихідний отвір значення, на яке знижується або коригується мак12 (стрілка А). Компресорний пристрій 1 також має симально припустима кількість обертів може бути контур 13 охолодження з холодоагентом (або без), функцією результатів вимірювання і, отже, різниці наприклад, маслом, водою або подібною речовиміж виміряними температурами і відповідними ною для охолодження газу, що стискається компмаксимальними встановленими рівнями. ресором, і через вивідну трубку 14 і з'єднання 15 Робота компресорного пристрою 1 є простою і він може бути виведений до мережі виведення розглядається далі. повітря. Якщо температура Т20 довкілля піднімається Електронне відділення 5 включає повітряне вище максимального встановленого рівня Тmах, охолодження 16, яке всмоктує зовнішнє повітря максимально припустима кількість обертів Nmax через вхідний отвір 17 і виводить назовні через знижується на визначене значення, внаслідок чого електронне відділення 5 і через вихідний отвір 18 компресорний елемент 6 працюватиме з нижчою (стрілка В). кількістю обертів, що викликає зниження генеруХоча на Фіг.1 компресорний пристрій 10 має вання тепла, яке є первісною функцією кількості окремі повітряні охолодження 10 і 16 для відділень обертів компресорного елемента 6 і тиску стисну4 і 5, ці повітряні охолодження 10 і 16 можуть бути того газу на виході компресорного елемента 6. єдиним вузлом або включати спільні частини. Якщо при такому регулюванні існує небезпека Згідно з винаходом, може бути передбачений того, що температура Т21 контуру 13 охолодження додатковий вузол 19 для охолодження повітря, що буде занадто високою, максимально припустима всмоктується вузлом 16 повітряного охолодження. кількість обертів Nmax буде встановлена ще нижКрім того, компресорний пристрій 1 включає чою, завдяки чому повністю усувається небезпека засіб 20 вимірювання температури Т20 зовнішньоперегрівання елементів компресора у відділенні 4. го повітря; засіб 21 вимірювання температури Т21 Цим забезпечується те, що компресорний пристрій охолодження 13 компресора, наприклад, на виході 1 може постійно працювати з максимальною кільконтуру 13 охолодження, і засіб 22 вимірювання кістю обертів і, отже, з максимальним вироблентемператури Т22 охолоджуючого повітря, яке проням стиснутого газу з урахуванням наявної охолоходить через електронне відділення 5 для охолоджувальної здатності повітряного охолодження 10 дження електронного компоненту 9. Ці засоби 20, і контуру 13 охолодження. Таким чином, не вини21 і 22 мають електричне з'єднання з згаданим кає потреби у додатковому виміряному охоловище блоком 8 керування 8 через з'єднання 23. дженні, яка має місце в існуючих компресорних Компресорний пристрій призначено працювати пристроях. у номінальних умовах при максимальній темпераТаке регулювання здійснюється не як норматурі Tmах довкілля, встановленій у блоці керуванльний контроль кількості обертів мотору, але як ня 8. динамічне обмеження кількості обертів. Блок керування 8 згідно з винаходом працює Блок 8 керування 8, як варіант, може бути заза алгоритмом 24, ілюстрованим Фіг.2 для встанобезпечений другим алгоритмом 28, схема якого влення максимальної кількості обертів Nmax компнаведена на Фіг.3 і який призначений захищати ресорного елемента 6. Згідно 3 цим алгоритмом, електронні компоненти 9 електронного відділення першою операцією 25 температура Т20 довкілля 5 з урахуванням того, що ці компоненти 9 не мопорівнюється з встановленим максимально припужуть бути залишені незахищеними від високих стимим рівнем Тmах температури довкілля, а натемператур і тому температура Т22 охолоджуючо 7 89131 8 го повітря, яке проходить через електронне відді- відсутні втрати енергії на додаткове охололення 5 не може перевищувати певний критичний дження, коли повітряне охолодження 16 є достатмаксимальний рівень. нім, як це має місце у випадку нормальних темпеАлгоритм 28 першою операцією 29 порівнює ратур довкілля; температуру Т20 довкілля з максимально припус- додаткове охолодження охолоджуючого повітимим рівнем Тmах, який може бути або не бути тря в електронному відділенні 5 дозволяє точно таким же, як в алгоритмі 24, і другою операцією 30 охолоджувати компоненти 9 до рівня нижче критипорівнює температуру Т22 охолоджуючого повітря чної температури, використовуючи мінімальну у відділенні 5 з попереднім встановленим максиохолоджувальну здатність, що дозволяє економимальним рівнем Т22mах. ти енергію. Якщо температура Т20 довкілля перевищує Це підвищує до можливого максимуму к. к. д. Т20mах, контур охолодження 19 вмикається і охомашини. лоджуюче повітря, що надсилається через електКрім того, другий алгоритм можна застосовуронне відділення, додатково охолоджується. вати безперервно або переривчасто з певною часЯкщо температура Т20 довкілля і температура тотою. Т22 охолоджуючого повітря Т22 перевищують їх Обидва алгоритми 24 і 28 можна застосовувавідповідні встановлені максимальні рівні Тmах і ти індивідуально, окремо або разом у компресорТ22mах, то операцією 31 охолоджувальна здатному пристрої 1. Обидва алгоритми можуть праність Q охолодження 19 підвищується для зниженцювати в одному блоці 8 керування або в окремих ня температури Т22 охолоджуючого повітря до блоках керування. рівня нижче критичної температури електронних Описане втілення не обмежує винаходу і є компонентів 9. лише прикладом, але удосконалений компресорЦей другий алгоритм 28 дає такі переваги: ний пристрій згідно з винаходом може бути реалі- повітряне охолодження 16 не має бути надзований згідно з концепціями і об'ємом винаходу. мірним, щоб відповідати номінальній температурі довкілля; 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 89131 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601