CN102084197A - 制冷运输系统测试 - Google Patents

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CN102084197A CN2009801260889A CN200980126088A CN102084197A CN 102084197 A CN102084197 A CN 102084197A CN 2009801260889 A CN2009801260889 A CN 2009801260889A CN 200980126088 A CN200980126088 A CN 200980126088A CN 102084197 A CN102084197 A CN 102084197A
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D·M·恩布勒
C·E·科尔
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Abstract

一种方法包括检查/测试制冷系统。一个或多个导管或其它部件与压缩机、排热换热器、膨胀装置以及吸热换热器合作，以限定制冷剂流路。所述检查/测试方法包括将多个套箍沿着制冷剂流路放置在各自结合部上。所述套箍每个都限定一空间，所述空间可以被暴露到一个或多个传感器。基于来自所述传感器的输入，确定在所述结合部处存在或不存在泄漏。

Description

制冷运输系统测试
相关申请的交叉引用
要求2008年7月4日提交的、名称为“制冷运输系统测试”的美国专利申请No.61/078,367的权益，通过引用将其公开内容全部合并到这里，正如被详细描述的一样。
技术领域
本公开涉及制冷。更具体地，本公开涉及制冷系统测试。
背景技术
示例性制冷系统是用于控制封闭区域(诸如用在卡车、挂车、集装箱或类似联合运输单元上的箱体)的运输制冷系统，其通过从该封闭区域中吸热并将热释放到箱体外部进入环境中来工作。许多运输制冷单元使用往复式压缩机对制冷剂加压以使得能够从箱体中移除热量。在这种应用中使用的往复式压缩机包括吸入口和排出口，它们分别连接到运输制冷系统的蒸发器和冷凝器。显然，为了确保往复式压缩机的可靠性，压缩机应该在针对其设计的吸入和排出压力的界限内操作。设计来被往复式压缩机在各个操作阶段处理的吸入和排出压力的范围和比例被称为作业范围(operating envelope)。压缩机在作业范围之外操作将导致不必要的磨损和损伤，并最终将导致压缩机的过早故障，从而对操作者造成不可接受的金钱和时间的花费。
示例性的制冷运输系统使用由内燃机提供动力的发电机来给压缩机以及与蒸发器和冷凝器关联的任何风扇提供电力。被转让给本申请受让人的美国专利No.6,321,550公开了这种发电机以及关联的控制方法，通过引用将该专利的公开内容全部合并到这里，正如被详细描述的一样。
对这些单元存在许多操作考虑。几个考虑涉及封闭区域要被保持的温度。可以对于具有不同需求的多个操作者制造给定单元配置。概括地，可以将温度分为两类：冷冻物品和非冷冻的易腐物。示例性的冷冻物品温度约为-10℉或更低，示例性的非冷冻易腐物温度是34-38℉。
发明内容
本公开的一个方面涉及用于检查/测试制冷系统的方法。该系统包括压缩机。排热换热器被联接到所述压缩机，以从所述压缩机接收被压缩的制冷剂。膨胀装置被联接到所述排热换热器，以膨胀从所述排热换热器接收的制冷剂。吸热换热器被联接到所述膨胀装置以接收被所述膨胀装置膨胀的制冷剂，并且顺次联接到所述压缩机以将制冷剂返回到所述压缩机。一个或多个导管或其它部件(例如，配件、阀、传感器等)与所述压缩机、排热换热器、膨胀装置以及吸热换热器合作，以限定制冷剂流路。所述检查/测试方法包括将多个套箍(collar)沿着所述制冷剂流路放置在各自结合部(joint)上。所述套箍每个都限定一空间或腔，该空间或腔可被暴露到一个或多个传感器。基于来自所述传感器的输入，确定所述结合部处存在或不存在泄漏。
在各种实施方式中，所述套箍可以是分裂套箍。所述放置包括将每个分裂套箍的两个半体装配在所关联的结合部上，以及将所述半体夹持(例如，自弹夹持)到一起。所述套箍可以包括端口，该端口可以允许与独立的这种传感器连通。所述独立的传感器可以被顺序地暴露到各种套箍的端口。所述传感器可以是化学传感器。可以对所述系统充入包括至少50％重量的氮以及少于10％重量的氢的测试流体。通过对来自所述结合部的氢泄漏进行化学检测来确定所述泄漏。在成功测试之后，将所述制冷系统装配到被制冷的隔间，所述隔间被定位成由所述吸热换热器冷却。
所述套箍主体可以从打开状态被弹簧偏置/加载朝向关闭状态。所述主体半体可以被铰链，并且与所述半体上的铰链相对，所述套箍可以包括一对指状手柄(lever)，其被定位成被朝向彼此挤压以打开所述主体。所述主体可以是树脂的。
所述制冷系统可以是制冷运输系统的制冷系统，并且可以在装配线上对其测试。可以独立于集装箱(卡车、挂车或货物集装箱)或者与集装箱一起测试所述制冷系统。在测试时，所述系统可以包括用于对所述压缩机提供电力的发电机。至少一个第一选定风扇可以被定位成驱动气流流过所述排热换热器，并且至少一个第二风扇被定位成驱动气流流过所述吸热换热器。所述第一和第二风扇可以被联接到所述发电机以从所述发电机接收电力。控制器可以被联接到所述压缩机和风扇以控制它们的操作并且控制所述发电机的操作。
下面在附图和说明书中说明一个或多个实施例的细节。根据说明书和附图以及权利要求，其它特征、目的和优点将变得明显。
附图说明
图1是制冷运输系统的视图。
图2是图1的运输系统的制冷系统的示意图。
图3是图2的制冷系统的第一视图。
图4是图2的制冷系统的第二视图。
图5是图2的制冷系统的第三视图。
图6是用于检查/测试图2的制冷系统中的结合部的套箍的视图。
图7是图6的套箍的打开视图。
图8是图6的套箍在关闭状态下的部分剖视图。
图9是图6的套箍在关闭状态下的后等距视图。
图10是替代性套箍的顶视图。
不同的附图中的相同附图标号和标记指示相同元件。
具体实施方式
图1示出了制冷挂车形式的制冷运输单元(系统)20。挂车可以由牵引机22牵引。示意性挂车包括限定内部/隔间26的集装箱/箱体24。集装箱/箱体24可以是可拆卸的货物集装箱。安装到箱体24的前部的设备外壳28可以包含发电机系统，发电机系统包括发动机30(例如柴油机)以及机械地联接到所述发动机以被所述发动机驱动的发电机32。制冷系统34可以被电联接到发电机32以接收电力。
图2示出了示例性制冷系统34的进一步细节。系统34包括控制系统100。控制系统100可以包括：一个或多个用户接口(例如，输入/输出)装置102；处理器104；存储器106；以及硬件接口装置108(例如，端口)。基于PCT/US07/60220的系统来说明示例性系统34。美国专利No.6,321,550示出了这种系统的进一步细节。
系统34还包括具有吸入(入口)端口122和排出(出口)端口124的压缩机120。示例性压缩机120是具有一体式电动机的电动往复式压缩机。压缩机120可以联接到控制系统(控制器)100以调节其操作，以及联接到发电机32以接收电力。排出管线区段/段126从排出端口124向下游沿着制冷剂主流路延伸到排热换热器(冷凝器)128的入口。热液体制冷剂管线区段/段130从冷凝器128的出口向下游延伸到示例性接收器132的入口。热液体管线制冷剂区段/段134从接收器132的出口延伸到再冷却器136的入口。再冷却器136和冷凝器128可定位成接收外部气流(例如由一个或多个风扇129驱动)。液体管线区段/段段138从再冷却器136的出口向下游延伸到吸入管线换热器(SLHX)140的入口。所述制冷剂管线的另一液体管线区段/段142从SLHX 140的出口向下游延伸到膨胀装置(例如，电子膨胀阀(EEV))144的入口。最终液体管线区段/段146从电子膨胀阀144的出口延伸到吸热换热器(蒸发器)148的入口。蒸发器128可定位成接收外部气流(例如，由一个或多个风扇149驱动)。吸入管线的第一区段/段150从蒸发器148的出口向下游延伸到吸入管线换热器140。吸入管线的第二区段/段152在吸入管线换热器140内延伸以形成与换热器140的上游支路(leg)中的流体具有热交换关系的下游支路。吸入管线的最终区段/段154返回到吸入端口122。压缩机吸入调制阀(CSMV)156可以位于管线154中。
所述系统的物理构造仅是示例性的，并可以示意地表示许多现有或尚在开发的构造中的任何一个。下述的发明方法还可以适用于其它结构。
系统34可以包括各种额外的部件，包括阀、传感器等。这些部件中，需要足够的传感器用于确定特征蒸发器过热和特征吸入过热，下面描述具体地示例性实施方式。示例性特征蒸发器过热是蒸发器出口过热(EVOSH)，并且可以响应于蒸发器出口温度(EVOT)和蒸发器出口压力(EVOP)的测量而被确定。因此，示例性系统34包括沿着段150并与控制系统100信号通信的EVOP传感器160和EVOT传感器162。吸入过热(SSH)可以响应于压缩机吸入温度(CST)和压缩机吸入压力(CSP)的测量而被类似地确定。在SLHX 140下游沿着段154，压力传感器164和温度传感器166类似地定位成分别用于测量CSP和CST。
在操作中，用户将输入隔间26要被保持的温度。在一个基本示例中，可以通过简单的两位置开关进行即时输入，其中，一个位置与冷冻物品关联，另一个位置与非冷冻易腐物品关联。控制系统100可以是预编程(通过软件或硬件)为带有关联的目标隔间温度。例如，冷冻物品目标温度可以典型地为在约-10℉或更低的范围中的特定温度，而非冷冻易腐物品温度可以是在约34-38℉的范围中的特定温度。可以根据特定单元操作者的需要预设特定值。
在使用之前，期望检查所述结合部以核实它们的完整性(即，结合部不泄漏)。根据制造过程，测量可以在多个阶段中的一个或多个中发生。示例性制造过程包括对处于分离模块的制冷系统的部分进行预装配。这可以远离最终装配的装配线完成(例如，在现场外不同卖方处)。因此，在最终装配的装配线上的装配可以包括形成总数量中的相对小数量的结合部。这些结合部可以包括将导管段彼此固定的一个或多个配件或者可以包括额外部件。示例性结合包括将所述一个或多个配件铜焊到导管段，并且如果合适，包括配件之间互相铜焊。可能存在允许泄露的铜焊缺陷。这些特定结合部190(“最终装配结合部”)的高效检查可以有助于最终装配的装配线的效率。可能已经测试了(各自模块内的)其它结合部。
在示例性检查/测试过程中，将模块彼此装配。测试系统200包括多个套箍202(图6和图7)和203(图10)，它们可以被放置在最终装配结合部190的相应结合部上。图3和图5示意地标识这些套箍(使用虚线，以不遮挡所述结合部)并且所有套箍用数字202标识(虽然具体的套箍构造可变化)。结合部190可以采用不同的形式(例如，不同尺寸以及不同构造，诸如，直列、直角、T形等)。所述套箍可对应于结合部设置成各种结构和尺寸。如下所述，针对直列结合部示出示例性套箍202，而套箍203类似但被构造来用于直角结合部。系统可以被充入制冷剂或测试流体。示例性套箍202每个都包括端口204用于联接到传感器探头206，以探测从结合部的泄露。在示例性测试流体是气态混合物的情况下，该气态混合物包括大多数重量的相对惰性成分(例如，氮)以及较少量的相对活性成分(例如氢)，则示例性传感器208是用于检测活性成分的化学传感器。在惰性流体(例如纯氦)更多的情况下，替代地传感器包括压力换能器(transducer)。为了检测氢，示例性传感器使用晶体管(例如MOSFET)。这种检测器可以从来自瑞典Box 76，SE-58102
Figure BPA00001287382800061
的Adixen Sensistor AB的Adixen-Sensistor品牌或者麻省Hingham的Alcatel Vacuum Products获得。
示例性探头206和它的传感器208通过配线210连接到监视系统212。示例性监视系统是个人计算机。个人计算机可以连接到网关(gateway)控制器213，网关控制器213还控制可编程逻辑控制器214，所述控制器214控制装配线和沿着装配线的其它站点。系统212可以包括监视器或显示器以及各种输入设备(例如，键盘、集成触摸屏等)。
示例性套箍202是分裂套箍，其中，主体具有第一部分220和第二部分222，允许部分220和222装配在结合部上并且彼此固定(例如，通过与主体分离的或集成到主体的一个或多个夹具)。当将主体装配在结合部上时，主体和导管限定环绕所关联的结合部的空间/腔510。示例性主体材料是聚甲醛树脂(例如，来自Deleware，Wilmington的E.I.du Pont de Nemours and Company的迭尔林聚甲醛树脂)。可以从树脂的原料件上加工出主体半体。相比典型的铝合金，树脂可具有更低的排出被限制的氢的可能性。树脂还可以提供良好的自我密封特性，以避免需要独立的密封件。替代地，主体可以带有用于密封所述空间/腔510的密封件。示例性的夹持是铰接夹持，其中，主体部分或半体220和222通过铰链224联接。示例性铰链224由弹簧226(例如，扭力盘形弹簧或金属或塑料/树脂柔性片簧)进行弹簧加载，将两个半体围绕铰链轴线520朝着关闭方向偏置。示例性套箍包括一对指状手柄230和232(例如，其可以与铰链主体的半体一体地形成，或者例如通过螺丝(未示出)分别固定到两个主体部分)。示例性手柄230和232可以被朝向彼此挤压，以对抗弹簧偏置打开所述主体。在示例性分裂主体中，用于容纳制冷剂的部分并与所述制冷剂的部分密封的端口240和244在所述结合部的相对侧上，并分别由各自主体半体中的一对半圆柱表面246形成。示例性主体半体在平面图中是方形，或者更广泛地，大致是矩形，并且具有平的周边表面248，周边表面248在关闭状态下互相匹配/密封，并且横向环绕所述腔。
在图10的实施例中，端口240和242互相成直角以便容纳直角结合部。
在使用时，在沿着最终装配线的测试站处，测试技师可以将多个所述套箍202放置在所关联的结合部上。技师还可以连接测试流体源。示例性测试流体是重量上至少50％的氮(N2)和少于10％的氢(例如，2-8％的氢，其余是氮，在特定示例中，5-5.7％的氢，其余是氮)。监视系统可以命令初始的低压衰减测试(例如，在25psi)，其中，所感测到的压力衰减将指示相对大的泄漏。可以在套箍安装之前或之后执行此低压测试。如果在之前执行并且系统通过测试，则可接着安装套箍。在各种实施方式中，在成功通过低压测试之后(例如，以及在嗅闻测试之前)还可以具有高压测试。监视系统接着命令低压泄漏检测嗅闻测试(例如，在100psi)。监视系统可以指示技师顺序地将探头施加到每个具体的套箍，并且当施加时，检查传感器寻求泄漏的证据，并可以记录结果。在测试后，监视系统可以指示断开任何流体源，并且可以显示最终的结果(例如，与每个结合部关联的双泄漏/无泄漏或者通过/失败或者泄漏率)。可在测试期间类似地实时显示这种结果。
如果结合部中的一个或多个被发现是泄漏的，则监视系统可以使得泄漏单元在装配线向下的过程中停止。可以从该结合部移除所关联的套箍，可以将流体完全地或局部地从系统排空，并且修复/替换该结合部。可以替换套箍(或类似的套箍)，并且可以重新测试系统。在测试之后，可以移除套箍并将其安装在沿着生产线的后续制冷系统上。在成功测试时，可以从系统排空测试流体(如果使用了的话)，并且对系统充入制冷剂。
已经描述了一个或多个实施例。然而，将理解可以进行各种修改。例如，测试方法和套箍可适于多种已有或尚在开发的系统。此外，在设计或重新设计系统时，可以考虑所述测试方法和套箍(例如，提供对结合部更容易的通达)。因此，其它实施例也在所附权利要求的范围内。

Claims (17)

1.一种制冷系统，包括：
压缩机(120)；
排热换热器(128)，其被联接到所述压缩机，以从所述压缩机接收被压缩的制冷剂；
膨胀装置(144)，其被联接到所述排热换热器，以膨胀从所述排热换热器接收的制冷剂；
吸热换热器(128)，其被联接到所述膨胀装置以接收被所述膨胀装置膨胀的制冷剂，并且顺次联接到所述压缩机以将制冷剂返回到所述压缩机；
一个或多个导管(126、134、138、142、146、150、152、154)或其它部件，其与所述压缩机、排热换热器、膨胀装置以及吸热换热器合作，以限定制冷剂流路；以及
多个套箍(202；203)，其沿着所述制冷剂流路放置在各自结合部(190)上，所述套箍每个均限定环绕所关联的结合部的腔(510)。
2.如权利要求1所述的系统，其中：
所述套箍每个都具有端口(204)。
3.如权利要求1所述的系统，其中：
所述套箍每个都具有分裂主体(220、222)。
4.如权利要求3所述的系统，其中：
所述分裂主体的两个半体(220、222)被弹簧偏置(226)到关闭状态。
5.如权利要求4所述的制冷系统，其中：
所述两个半体被铰接，并且与所述半体上的铰链相对，所述套箍包括一对指状手柄(230；232)，所述一对指状手柄(230；232)被定位成被朝向彼此挤压以打开所述主体。
6.如权利要求3所述的系统，其中：
所述分裂主体是树脂的。
7.如权利要求1所述的系统，还包括：
发动机(30)；
发电机(32)，其机械地联接到所述发动机以被所述发动机驱动，所述压缩机(120)电联接到所述发电机以由所述发电机提供电力；
至少一个第一电风扇(129)，其被定位成驱动气流流过所述排热换热器，并被联接到所述发电机以从所述发电机接收电力；
至少一个第二电风扇(149)，其被定位成驱动机翼流过所述吸热换热器，并被联接到所述发电机以从所述发电机接收电力；以及
控制器(100)，其被联接到所述压缩机和风扇。
8.如权利要求1所述的系统，其中：
至少一个所述结合部是铜焊结合部。
9.一种用于检查制冷系统的方法，所述系统包括：
压缩机(120)；
排热换热器(128)，其被联接到所述压缩机以从所述压缩机接收被压缩的制冷剂；
膨胀装置(144)，其被联接到所述排热换热器以膨胀从所述排热换热器接收的制冷剂；
吸热换热器(128)，其被联接到所述膨胀装置以接收被所述膨胀装置膨胀的制冷剂，并且顺次联接到所述压缩机以将制冷剂返回到所述压缩机；以及
一个或多个导管(126、134、138、142、146、150、152、154)或其它部件，其与所述压缩机、排热换热器、膨胀装置以及吸热换热器合作，以限定制冷剂流路；
所述方法包括：
将多个套箍(202；203)沿着所述制冷剂流路放置在各自结合部(190)上，所述套箍每个都限定一空间；将一个或多个传感器暴露到所述空间；以及
基于来自所述传感器的输入，确定所述结合部处存在或不存在泄漏。
10.如权利要求9所述的方法，其中：
所述套箍是分裂套箍，并且所述放置包括将每个分裂套箍的两个半体装配在所关联的结合部上并且将所述半体夹持到一起。
11.如权利要求10所述的方法，其中：
所述关闭包括自弹的弹簧夹持。
12.如权利要求9所述的方法，其中：
所述传感器是化学传感器。
13.如权利要求9所述的方法，还包括：
对所述系统充入包括至少50％重量的氮以及少于10％重量的氢的流体。
14.如权利要求13所述的方法，其中：
通过对来自所述结合部的氢泄漏进行化学检测来确定至少一个所述泄漏。
15.如权利要求9所述的方法，其中：
所述套箍每个都具有端口(204)；以及
所述暴露包括顺序地将具有所述一个或多个传感器(208)的探头(206)放置成与所述各自套箍的端口连通。
16.如权利要求9所述的方法，还包括将所述制冷系统装配到被制冷的隔间(26)，所述隔间(26)被定位成由所述吸热换热器冷却。
17.一种用于沿着制冷系统中的管线测试结合部的制冷系统测试套箍，所述套箍包括：
端口(204)，用于联接到传感器探头；以及
一对端口(240；244)，用于容纳所述制冷剂管线。
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