CN109236712A - 磁悬浮离心式压缩机系统及其控制方法、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁悬浮离心式压缩机系统及其控制方法、装置和存储介质，所述磁悬浮离心式压缩机系统包括磁悬浮离心式压缩机、冷凝器和蒸发器，在所述压缩机的排气口与冷凝器之间的排气管路上设置有止回阀；在所述压缩机的排气口与蒸发器之间设置有第一管路，在所述第一管路上设置有可控阀门；在所述压缩机运行时，所述可控阀门处于关闭状态。本发明提供的方案能够将磁悬浮离心式压缩机停机过程中存留于止回阀和压缩机段的高压气体和转子惰转过程中叶轮继续压缩产生的高压气体一起泄放到蒸发器中，从而减小压缩机吸气腔内的压力，有效避免了压缩机吸气腔体内出现憋气的现象。

Description

磁悬浮离心式压缩机系统及其控制方法、装置和存储介质

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种磁悬浮离心式压缩机系统及其控制方法、装置和存储介质。

背景技术

磁悬浮轴承具有无油、无机械摩擦的优点，正逐渐应用于离心式压缩机中，磁悬浮离心压缩机工作原理是：通过磁悬浮轴承将转子悬浮于中心位置，叶轮对气态冷媒进行压缩，通过扩压器对气态冷媒进行增压，然后将高温、高压的气态冷媒排入冷凝器。

机组停机时，由于叶轮突然降速，冷凝器里的高压气体会通过排气管反冲至压缩机，常规的离心式压缩机的控制思路为在排气管路上增加止回阀(如图2所示)，保证机组停机时冷凝器高压气体不会反冲至压缩机，保证转子稳定。然而，磁悬浮离心压缩机系统中，由于有磁悬浮轴承控制器，机组停机时，止回阀关死，除了会有高压气态冷媒反冲至压缩机以外，此时转子还是处于自由停转状态，叶轮仍然在压缩气体，而这些高压气体又没有泄放通道，导致高压气流在压缩机内对转子及叶轮形成冲击，严重影响磁悬浮轴承转子的稳定性，对磁悬浮离心压缩机的可靠性有较大影响。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种磁悬浮离心式压缩机系统及其控制方法、装置和存储介质，以解决现有技术中机组停机时转子自由停转，叶轮仍然在压缩气体，导致高压气流在压缩机内对转子及叶轮形成冲击的问题。

本发明一方面提供了一种磁悬浮离心式压缩机系统，其特征在于，包括：磁悬浮离心式压缩机、冷凝器和蒸发器；在所述压缩机的排气口与冷凝器之间的排气管路上设置有止回阀；在所述压缩机的排气口与蒸发器之间设置有第一管路，在所述第一管路上设置有可控阀门；在所述压缩机运行时，所述可控阀门处于关闭状态。

本发明另一方面提供了一种如上所述的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法，包括：当接收到压缩机停机的指令时，检测所述压缩机是否满足预设条件；若所述压缩机满足所述预设条件，则控制所述可控阀门打开至预设开度。

可选地，控制所述可控阀门打开至预设开度之后，还包括：检测所述压缩机的排气口压力与进气口压力；根据所述排气口压力与进气口压力的压力差值，调节所述可控阀门的开度。

可选地，所述预设条件，包括：所述压缩机的排气口压力是否大于设定压力阈值，和/或所述压缩机的转子的转速是否大于设定转速阈值。

可选地，还包括：检测所述压缩机的转子是否停转；当检测到所述转子停转时，关闭所述可控阀门。

本发明又一方面提供了一种如上所述的磁悬浮离心式压缩机系统的控制装置，包括：检测单元，用于当接收到压缩机停机的指令时，检测所述压缩机是否满足预设条件；控制单元，用于若所述压缩机满足所述预设条件，则控制所述可控阀门打开至预设开度。

可选地，所述检测单元，还用于：在所述控制单元控制所述可控阀门打开至预设开度之后，检测所述压缩机的排气口压力与进气口压力；所述控制单元，还用于：根据所述排气口压力与进气口压力的压力差值，调节所述可控阀门的开度。

可选地，所述预设条件，包括：所述压缩机的排气口压力是否大于设定压力阈值，和/或所述压缩机的转子的转速是否大于设定转速阈值。

可选地，还包括：所述检测单元，还用于：检测所述压缩机的转子是否停转；所述控制单元，还用于：当所述检测单元检测到所述转子停转时，关闭所述可控阀门。

本发明再一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

根据本发明的技术方案，通过增加在磁悬浮离心式压缩机的排气口与蒸发器之间的管路，能够将磁悬浮离心式压缩机停机过程中存留于止回阀和压缩机段的高压气体和转子惰转过程中叶轮继续压缩产生的高压气体一起泄放到蒸发器中，从而减小压缩机吸气腔内的压力，有效避免了压缩机吸气腔体内出现憋气的现象，并减小了叶轮上受到的气体扰动力，提高转子的悬浮稳定性；并且本发明根据压缩机排气口与止回阀之间的压力和/或压缩机的转速先控制可控阀门的预开，再根据压缩机排气口与进气口的压力差值调节可控阀门的合适开度，能够合理控制压缩机停机过程中的叶轮持续压缩产生的高压气体的泄放至蒸发器中，确保了磁悬浮转子的稳定悬浮，提高了磁悬浮压缩机的可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的结构示意图；

图2是现有的磁悬浮离心式压缩机系统的结构示意图；

图3是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的一实施例的方法示意图；

图4是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的另一实施例的方法示意图；

图5是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的又一实施例的方法示意图；

图6是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的一具体实施例的方法示意图；

图7是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制装置的一实施例的结构示意图；

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-压缩机；2-冷凝器；3-蒸发器；4-止回阀；5-节流阀；6-可控阀门；11-第一管路；12-排气管路；13-吸气管路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明提供一种磁悬浮离心式压缩机系统。图1是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的结构示意图。

如图1所示，磁悬浮离心式压缩机系统包括磁悬浮离心式压缩机1、冷凝器2、蒸发器3，在磁悬浮离心式压缩机1的排气口与冷凝器2之间设有排气管路12，在磁悬浮离心式压缩机1的吸气口与蒸发器3之间设有吸气管路13，在磁悬浮离心式压缩机1的排气口与冷凝器2之间的排气管路12上设置有止回阀4；在所述冷凝器2与所述蒸发器3连接的管路上设有节流阀5。

在磁悬浮离心式压缩机1的排气口与蒸发器3之间还设置有第一管路11，该第一管路11能够将压缩机1停机过程中产生的高压气体泄放到蒸发器3中，同时还能对存留于止回阀4和压缩机1排气口之间的高压气体进行泄放，降低倒灌入压缩机内的高压气体对叶轮的冲击影响。所述第一管路11上设置有可控阀门6，该可控阀门开启时，能够使存留于管路中的高压气体和压缩机1停机过程中产生的高压气体通过所述第一管路11泄放到蒸发器3中；在所述磁悬浮离心式压缩机1运行时，所述可控阀门6处于关闭状态。

本发明还提供一种如上所述的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法。图3是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的一实施例的方法示意图。如图3所示，根据本发明的一个实施例，所述磁悬浮离心式压缩机的控制方法至少包括步骤S110和步骤S120。

步骤S110，当接收到压缩机停机的指令时，检测所述压缩机是否满足预设条件。

所述预设条件具体可以包括：所述压缩机的排气口压力是否大于设定压力阈值，和/或所述压缩机的转子的转速是否大于设定转速阈值。即，当接收到压缩机停机的指令时，检测所述压缩机1的排气口与所述止回阀4之间的压力是否大于设定压力阈值；和/或检测所述压缩机的转子的转速是否大于设定转速阈值。

具体地，压缩机1停机过程中，主控制器发出停机指令，电机驱动器执行停机，此时通过压力传感器实时检测所述压缩机1的排气口与所述止回阀4之间的压力是否大于设定压力阈值，和/或检测所述压缩机1的转子的转速是否大于设定转速阈值。上述预设条件判断优选为，检测到所述压缩机的排气口与所述止回阀之间的压力大于设定压力阈值且所述压缩机的转子的转速大于设定转速阈值，确定所述压缩机满足预设条件。

步骤S120，当检测到所述压缩机满足所述预设条件时，控制所述可控阀门打开至预设开度。

当检测到压缩机1的排气口与止回阀4之间的压力大于设定压力阈值，和/或检测到所述压缩机1的转子的转速大于设定转速阈值时，控制器控制所述可控阀门6打开至预设开度。所述预设开度可以为所述可控阀门的初始开度。在所述磁悬浮离心式压缩机1运行时，所述可控阀门6处于关闭状态，在所述磁悬浮离心式压缩机1满足上述预设条件时，控制器首先控制该可控阀门6预先打开一初始开度，在后续过程中可以再对可控阀门6的开度进行进一步调节。

图4是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的另一实施例的方法示意图。如图4所示，根据本发明的另一个实施例，所述磁悬浮离心式压缩机的控制方法包括步骤S110和步骤S120，还包括步骤S130和步骤S140。

步骤S130，检测所述压缩机的排气口压力与进气口压力。

步骤S140，根据所述排气口压力与进气口压力的压力差值，调节所述可控阀门的开度。

具体地，在前述的步骤S120中已经控制所述可控阀门打开一初始开度(预设开度)，在控制所述可控阀门打开至预设开度(步骤S120)之后，检测所述压缩机的排气口压力与进气口压力，根据压缩机的排气口压力与进气口压力的压力差值调节所述可控阀门的开度。所述排气口压力与进气口压力的压力差值越大，可控阀门的开度越大，所述排气口压力与进气口压力的压力差值越小，可控阀门的开度越小。

例如，配置排气口压力与进气口压力的压力差值与可控阀门开度的对应关系，根据所述对应关系以及当前检测到的排气口压力与进气口压力的压力差值确定可控阀门的当前开度，并将所述可控阀门的开度调节至该确定的当前开度。所述对应关系具体可以为对应关系表，或者对应关系曲线等。

根据本发明的前述实施例，通过在磁悬浮离心式压缩机的排气口与蒸发器之间增加一管路，能够将磁悬浮离心式压缩机停机过程中存留于止回阀和压缩机段的高压气体和转子惰转过程中叶轮继续压缩产生的高压气体一起泄放到蒸发器中，从而减小压缩机吸气腔内的压力，有效避免了压缩机吸气腔体内出现憋气的现象，并减小了叶轮上受到的气体扰动力，提高转子的悬浮稳定性。

图5是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的又一实施例的方法示意图。如图5所示，基于上述任一实施例，所述磁悬浮离心式压缩机的控制方法还进一步包括步骤S150和步骤S160。

步骤S150，检测所述压缩机的转子是否停转。

步骤S160，当检测到所述转子停转时，关闭所述可控阀门。

在所述磁悬浮离心式压缩机1运行时，所述可控阀门6处于关闭状态，在磁悬浮离心式压缩机1的转子完全停转之后，控制该可控阀门6关闭，在下次开机时，该可控阀门保持关闭状态。

为清楚说明本发明技术方案，下面再以一个具体实施例对本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的执行流程进行描述。

图6是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的一具体实施例的方法示意图。如图6所示实施例中包括步骤S201～步骤S208。

步骤S201，机组关机。

步骤S202，检测压缩机转子的转速是否大于设定转速阈值。

步骤S203，检测排气口压力是否大于设定压力值。

步骤S204，若步骤S202和步骤S203中的条件全部满足，则控制可控阀门预开。

步骤S205，检测压缩机的排气口压力与进气口压力，得到排气口与进气口压差。

步骤S206，根据排气口与进气口压差对可控阀门进行开度调节。

步骤S207，检测压缩机转子是否停转，若转子停转，则执行步骤S208，否则继续步骤S205。

步骤S208，检测到压缩机转子停转后，关闭可控阀门，流程结束。

本发明还提供一种如上所述的磁悬浮离心式压缩机系统的控制装置。

图7是本发明提供的磁悬浮离心式压缩机系统的控制装置的一实施例的结构示意图。如图7所示，所述控制装置100包括：检测单元110和控制单元120。

检测单元110用于当接收到压缩机停机的指令时，检测所述压缩机是否满足预设条件；控制单元120用于若所述压缩机满足所述预设条件，则控制所述可控阀门打开至预设开度。

当接收到压缩机停机的指令时，检测单元110检测所述磁悬浮离子式压缩机1是否满足预设条件。所述预设条件具体可以包括：所述压缩机的排气口压力是否大于设定压力阈值，和/或所述压缩机的转子的转速是否大于设定转速阈值。即，当接收到压缩机停机的指令时，检测所述压缩机1的排气口与所述止回阀4之间的压力是否大于设定压力阈值；和/或检测所述压缩机的转子的转速是否大于设定转速阈值。

具体地，压缩机1停机过程中，主控制器发出停机指令，电机驱动器执行停机，此时可通过压力传感器实时检测所述压缩机1的排气口与所述止回阀4之间的压力是否大于设定压力阈值，和/或检测所述压缩机1的转子的转速是否大于设定转速阈值。上述预设条件判断优选为，检测到所述压缩机的排气口与所述止回阀之间的压力大于设定压力阈值且所述压缩机的转子的转速大于设定转速阈值，确定所述压缩机满足预设条件。

若检测单元110检测到所述压缩机满足所述预设条件，则控制单元120控制所述可控阀门打开至预设开度。当检测到压缩机1的排气口与止回阀4之间的压力大于设定压力阈值，和/或检测到所述压缩机1的转子的转速大于设定转速阈值时，控制单元120控制所述可控阀门6打开至预设开度。所述预设开度可以为所述可控阀门的初始开度。在所述磁悬浮离心式压缩机1运行时，所述可控阀门6处于关闭状态，在所述磁悬浮离心式压缩机1满足上述预设条件时，首先控制该可控阀门6预先打开一初始开度，在后续过程中可以再对可控阀门6的开度进行进一步调节。

根据本发明的优选实施例，所述检测单元110还用于在所述控制单元120控制所述可控阀门打开至预设开度之后，检测所述压缩机的排气口压力与进气口压力；所述控制单元120根据所述排气口压力与进气口压力的压力差值，调节所述可控阀门的开度。

具体地，在控制单元120已经控制所述可控阀门打开一初始开度(预设开度)之后，检测单元110检测所述压缩机的排气口压力与进气口压力，控制单元120根据压缩机的排气口压力与进气口压力的压力差值调节所述可控阀门的开度。所述排气口压力与进气口压力的压力差值越大，可控阀门的开度越大，所述排气口压力与进气口压力的压力差值越小，可控阀门的开度越小。

例如，配置排气口压力与进气口压力的压力差值与可控阀门开度的对应关系，根据所述对应关系以及当前检测到的排气口压力与进气口压力的压力差值确定可控阀门的当前开度，并将所述可控阀门的开度调节至该确定的当前开度。所述对应关系具体可以为对应关系表，或者对应关系曲线等。

可选地，所述检测单元110还用于：检测所述压缩机的转子是否停转；当所述检测单元110检测到所述转子停转时，所述控制单元120关闭所述可控阀门。

在所述磁悬浮离心式压缩机1运行时，所述可控阀门6处于关闭状态，在磁悬浮离心式压缩机1的转子完全停转之后，控制该可控阀门6关闭，在下次开机时，该可控阀门保持关闭状态。

本发明还提供对应于所述磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

据此，本发明提供的方案，通过增加在磁悬浮离心式压缩机的排气口与蒸发器之间的管路，能够将磁悬浮离心式压缩机停机过程中存留于止回阀和压缩机段的高压气体和转子惰转过程中叶轮继续压缩产生的高压气体一起泄放到蒸发器中，从而减小压缩机吸气腔内的压力，有效避免了压缩机吸气腔体内出现憋气的现象，并减小了叶轮上受到的气体扰动力，提高转子的悬浮稳定性；并且本发明根据压缩机排气口与止回阀之间的压力和/或压缩机的转速先控制可控阀门的预开，再根据压缩机排气口与进气口的压力差值调节可控阀门的合适开度，能够合理控制压缩机停机过程中的叶轮持续压缩产生的高压气体的泄放至蒸发器中，确保了磁悬浮转子的稳定悬浮，提高了磁悬浮压缩机的可靠性。

本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种磁悬浮离心式压缩机系统，其特征在于，包括：磁悬浮离心式压缩机、冷凝器和蒸发器；在所述压缩机的排气口与冷凝器之间的排气管路上设置有止回阀；在所述压缩机的排气口与蒸发器之间设置有第一管路，在所述第一管路上设置有可控阀门；在所述压缩机运行时，所述可控阀门处于关闭状态。

2.一种如权利要求1所述的磁悬浮离心式压缩机系统的控制方法，其特征在于，包括：

当接收到压缩机停机的指令时，检测所述压缩机是否满足预设条件；

若所述压缩机满足所述预设条件，则控制所述可控阀门打开至预设开度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，控制所述可控阀门打开至预设开度之后，还包括：

检测所述压缩机的排气口压力与进气口压力；

根据所述排气口压力与进气口压力的压力差值，调节所述可控阀门的开度。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

所述预设条件，包括：所述压缩机的排气口压力是否大于设定压力阈值，和/或所述压缩机的转子的转速是否大于设定转速阈值。

5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

检测所述压缩机的转子是否停转；

当检测到所述转子停转时，关闭所述可控阀门。

6.一种如权利要求1所述的磁悬浮离心式压缩机系统的控制装置，其特征在于，包括：

检测单元，用于当接收到压缩机停机的指令时，检测所述压缩机是否满足预设条件；

控制单元，用于若所述压缩机满足所述预设条件，则控制所述可控阀门打开至预设开度。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述检测单元，还用于：在所述控制单元控制所述可控阀门打开至预设开度之后，检测所述压缩机的排气口压力与进气口压力；

所述控制单元，还用于：根据所述排气口压力与进气口压力的压力差值，调节所述可控阀门的开度。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，

所述预设条件，包括：所述压缩机的排气口压力是否大于设定压力阈值，和/或所述压缩机的转子的转速是否大于设定转速阈值。

9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

所述检测单元，还用于：检测所述压缩机的转子是否停转；

所述控制单元，还用于：当所述检测单元检测到所述转子停转时，关闭所述可控阀门。

10.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求2-5任一所述方法的步骤。