CN111502996A - 一种用于朝向无负载状态控制压缩机的方法 - Google Patents

一种用于朝向无负载状态控制压缩机的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于朝向无负载状态控制压缩机的方法，其中，压缩机包括具有入口(5)的压缩机元件(2)，在无负载状态下，剩余流量(QD)经由入口(5)朝向压缩机元件(2)被抽吸并且被抽吸到压缩机元件(2)中，并且针对从压缩机的负载状态到无负载状态的转变，压缩机元件(2)的入口(5)在相继的不连续转变步骤中部分地关闭。

Description

一种用于朝向无负载状态控制压缩机的方法
技术领域
本发明涉及一种压缩机，并且具体地涉及一种用于在从负载状态向无负载状态的转变期间控制这种压缩机的方法，在所述负载状态下，压缩机必须向用户网络提供压缩气体，例如加压空气，在所述无负载状态下，不消耗压缩气体。
本发明更具体地涉及一种用于朝向无负载状态控制压缩机的方法，该压缩机包括具有入口和入口阀的压缩机元件，其中，在无负载状态下，剩余流量经由入口朝向压缩机元件被抽吸并且被抽吸到压缩机元件中，并且经由排放阀排放到压缩机的出口，并且其中，对于压缩机从负载状态到无负载状态的转变，压缩机元件的入口在相继的不连续转变步骤中部分地关闭。
背景技术
在无负载状态下，压缩机元件不停止，并且它继续以一定的转速被驱动。由于在这种情况下，除了入口阀中的一些校准通道之外，入口被关闭，仅有限量的气体与剩余流量一起被抽吸，并且在压缩机的压力罐中不能够建立压力，因为抽吸的气体立即从出口排放到大气中。
因此，只需要最小的能量来保持压缩机元件在无负载状态下运行。
在转变期之后，达到平衡状态，在所述平衡状态下在压力罐中达到一定的平衡压力。“无负载状态”是指这种平衡状态。
上述校准通道被计算为将在无负载状态下达到的平衡压力保持成尽可能低以用于低能量使用，然而又足够高以保证例如在压缩机元件中从压缩气体中移除的流体经由流体回路从压力罐到压缩机元件的足够的流体喷射，该喷射除了其他方面之外对于压缩机元件的充分冷却和润滑是所需要的。
当用户网络中的操作压力下降到低于用户选择和设定的最小值时，启动从无负载状态到负载状态的转变。
在大多数传统压缩机中，一旦操作压力达到上述设定值，入口阀就立即完全打开，同时排放阀完全关闭。
这可能在压缩机元件的出口中引起突然的不期望的温度峰值，这可能导致压缩机故障。
在WO15035478中描述了对此的解决方案，其中入口阀不是立即打开，而是仅在从未负载状态到负载状态的转变期间的一定延迟之后打开。考虑到该国际专利申请中的解决方案可以与本发明结合，因此该国际专利申请WO15035478在本说明书中引入作为参考。
然而，尚未解决的问题是在从负载状态到无负载状态的相反转变期间发生的问题，这是本发明所考虑的地方。
在这种从负载状态到无负载状态的转变中，在传统的压缩机中，一旦达到用户网络中的期望的操作压力，入口阀就突然关闭，并且同时排放阀打开。此时，压缩机元件出口处的压力处于最大值，并且近似等于设定的操作压力(除了压缩机元件的出口与压缩机的出口之间的压降)，并且压缩机元件入口处的压力处于最小值，并且等于由于压缩机元件经由入口阀中的前述校准开口持续抽吸少量气体流量而引起的负压。
这意味着，在从负载状态转变到无负载状态时，当入口阀突然关闭并且排放阀打开时，压缩机元件上的压力比的值，换句话说：压缩机元件的出口处的压力与入口处的压力之间的压力比的值达到峰值。
这可能导致高的振动水平，该高的振动水平可归因于由在压缩机元件的出口处气体的压缩而产生的周期性压力脉冲，并且该高的振动水平直接或经由弹性联接被传导至压缩机元件的旋转部件和驱动器以及可能地在驱动器与压缩机元件之间的传动装置外壳，特别是当振动的频率与旋转部件或压缩机的结构的自身频率一致时。当压缩机元件上的上述压力比较高时，这种负面影响通常甚至更加显著，并且可能导致不期望的损坏。
当驱动器和压缩机元件之间没有弹性联接时，不期望的损坏的风险甚至更大。例如，当为了限制压缩机的长度、为了节省成本或为了更容易维护而省略弹性联接时，情况就是如此。
发明内容
本发明的任务是提供一种解决上述和/或其它缺点中的一个或多个的解决方案，更具体地说，提供一种解决与从负载状态到无负载状态的转变相关的问题的解决方案。
为了这些目的，本发明涉及一种用于朝向无负载状态控制压缩机的方法，其中，压缩机包括压缩机元件，该压缩机元件配备有：
-入口和具有阀入口的可控入口阀，其中，入口阀构造成能够至少部分地关闭压缩机元件的入口；以及
-出口，所述出口与压力管线连接，所述压力管线与下游的用户网络连接，
其中，所述压缩机还包括连接到压力管线的可控排放阀，
其中，在压缩机的负载状态下，排放阀关闭，并且入口阀完全打开，以及
其中，对于从负载状态朝向无负载状态的转变，该方法提供以下步骤：
-确定用户网络中的操作压力；
-当该操作压力达到设定的最大操作压力时，打开所述排放阀并且通过所述入口阀部分地关闭所述压缩机元件的入口，使得在所述压缩机从负载状态到无负载状态的转变期之后，在无负载状态下剩余流量经由所述入口朝向所述压缩机元件被抽吸并且被抽吸到所述压缩机元件中，
其特征在于，在转变期期间入口的部分关闭在相继的不连续(successivediscrete)转变步骤中执行。
根据本发明的方法的一个优点在于，通过在转变期期间在多个相继的不连续转变步骤中部分地关闭入口，并且因此在转变期期间抽吸大于剩余流量的流量，与在转变期期间仅有剩余流量将立即经由入口朝向压缩机元件被抽吸并且被抽吸到压缩机元件中的情况相比，经由压缩机元件的入口实现了较低的负压，或者因此在入口中实现了较大的绝对压力。
在从负载状态转变到无负载状态时，压缩机元件的出口中的压力近似等于用户网络中的设定的最大操作压力，因为该转变在达到该设定的最大操作压力时开始。同时，作为本发明的结果，入口中的绝对压力增加，作为其结果，在该时刻出口中的压力和入口中的压力之间的压力比的峰值减小，有利的结果是，可以防止由上述压力比的过高峰值导致的危险振动水平。
由于与在正常无负载状态下抽吸的剩余流量相比更大的抽吸流量，连接到压力管线的压力罐中的平衡压力将高于无负载状态下的正常平衡压力，因此，为了在无负载状态下需要尽可能少的能量来驱动压缩机元件，需要在一个或多个转变步骤中将抽吸流量减小回到正常无负载剩余流量，以便将压力罐中的平衡压力恢复到其正常平衡值。
为了确定随后的转变步骤的时间，该方法还可以包括以下步骤：
-确定所述压力罐中的压力；
-针对每个转变步骤，为随后的转变步骤预设初始化压力；
-当在所述转变期期间所述压力罐中的压力等于或小于所述随后的转变步骤的预设初始化压力时，执行所述随后的转变步骤。
预设初始化压力可以预先选择成使得紧接在执行随后的转变步骤之后，在压缩机元件上实现的压力比小于预设的最大压力比。
在替代方案中，可以使用简化的方法以便确定随后的转变步骤的前述时间，该方法规定：
-针对每个转变步骤，为随后的转变步骤预设时间间隔；
-在前述时间间隔结束之后，开始随后的转变步骤。
根据本发明的方法的优选实施例，在第一转变步骤中，通过为了紧接在执行第一转变步骤之后获得小于预设的最大压力比的实现的压力比而在压缩机元件的入口中所需的压力来确定抽吸到压缩机元件中的额外的气体流量，并且其是针对等于用户网络的设定的最大操作压力的出口处的压力。
优选地，抽吸到压缩机元件中的该额外气体可以根据用户网络中设定的最大操作压力而预先理论地或实验地确定。
此外，在第一转变步骤中抽吸到压缩机元件中的额外的气体流量将是可变的，并且它是在从负载状态转变到无负载状态时针对设定的最大操作压力已经预先确定的气体流量。
针对用户网络中的设定的最大操作压力的低值，额外的抽吸流量可以是零。
此外，在第一转变步骤中抽吸的额外的气体流量将是可变的，并且它是在从负载状态转变到无负载状态时针对设定的最大操作压力已经预先确定的气体流量。
在替代方案中，在第一转变步骤中抽吸的额外的气体流量可以具有固定值，该固定值根据必须设定的用户网络中的操作压力的安全最大值而预先理论地或实验地确定，这使得控制变得容易。
优选地，该方法限于从负载状态到无负载状态的转变的两个相继的不连续步骤。
本发明还涉及一种压缩机，所述压缩机包括压缩机元件，所述压缩机元件配备有：
-入口和具有阀入口的可控入口阀，其中所述入口阀构造成能够除了一个或多个校准开口之外关闭所述入口；以及
-出口，所述出口与压力管线连接，所述压力管线与下游的用户网络连接，
其中，所述压缩机还包括连接到压力管线的可控排放阀，
其中，所述压缩机还包括控制器，所述控制器用于当用户网络中的操作压力达到设定的最大操作压力时在压缩机从所谓负载状态到所谓无负载状态的转变期间控制所述入口阀和所述排放阀，
其中，在所述负载状态下，入口阀完全打开，并且排放阀关闭，以及
在所述无负载状态下，所述排放阀打开，并且所述压缩机元件的入口由所述入口阀部分地关闭，使得在所述压缩机从负载状态到无负载状态的转变期之后，在无负载状态下剩余流量经由所述入口朝向所述压缩机元件被抽吸并且被抽吸到所述压缩机元件中，
其特征在于，所述压缩机配备有用于在相继的不连续转变步骤中在转变期期间使用所述控制器来部分地关闭所述压缩机元件的所述入口的装置。
不言而喻，根据本发明的这种压缩机具有与根据本发明的前述方法相同的益处。
附图说明
为了更好地说明本发明的特征，在下文中，在这些描述不具有任何限制性特征的情况下，参考附图描述了根据本发明的压缩机和用于控制这种压缩机从负载状态到无负载状态的转变的方法的优选应用的一些示例，在附图中：
图1是根据本发明的压缩机在其负载状态下的示意图；
图2示出了图1中由框F2标记的部分；
图3和图4是对应的图，但示出了处于其无负载状态的压缩机；
图5示出了与图1和图2的压缩机的一些操作参数在从图1的负载状态向图3和图4的无负载状态的转变期间随时间的发展有关的一系列曲线图；
图6示出了处于图1的负载状态和图3的无负载状态之间的中间状态的根据本发明的压缩机，更具体地，示出了在根据本发明的方法的第一转变步骤之后的根据本发明的压缩机；
图7示出了图5的操作参数的时间跨度，但是考虑了图6的中间状态，并且为了比较的目的而叠加在图5的曲线图上；
图8和9示出了根据本发明的压缩机的两个其它替代实施例。
具体实施方式
图1所示的设备涉及根据本发明的压缩机，在这种情况下，该压缩机为流体喷射螺杆式压缩机1，该压缩机包括具有外壳3的传统螺杆式压缩机元件2，在所述外壳中两个配合的螺旋转子4通过图中未示出的马达或类似物驱动。
压缩机元件2的特征在于入口5，该入口通过具有阀入口7的可控入口阀6可密封，该入口通过抽吸管线8与入口过滤器9连接以便从环境抽吸气体，在这种情况下为空气。
压缩机元件2还配备有出口10，压力管线11连接到该出口，该压力管线经由包含流体分离器13的压力罐12和经由冷却器14与下游的用于供给各种气动工具或类似物(这里未示出)的用户网络15连接。
在这种情况下，在压缩机元件2的出口10处设置止回阀16，并且在压力罐12的出口上布置最小压力阀17。
在压力罐12中，设置了排出支路18，该排出支路终止于入口阀6的阀入口7的位置处，并且该排出支路可借助于呈可控电动阀形式的排放阀19密封。
螺杆式压缩机1配备有流体回路20，以便在压力罐12中的压力P12的影响下将流体21(例如油)从该压力罐12喷射压缩机元件2中，以便润滑和/或冷却和/或用于在各个转子4之间以及在转子4和外壳3之间提供相互密封。
该流体回路20包括喷射器22或类似装置，其通过包含流体过滤器24的喷射管线23与压力罐12中的加压流体21连接。
从压力罐12流到喷射器22的流体21可以经由恒温龙头25经由分支管线26通过流体冷却器27转向，以便调节喷射管线23中的温度。
在图中所示的示例中，在喷射器22上设置有受控的截止阀28，所述截止阀防止流体从压缩机元件2流回到压力罐12，并且防止流体在该压缩机元件2静止时从压力罐12流到压缩机元件2。
替代地，止回阀16和截止阀28的功能也可以被结合在入口阀6的操作中，在这种情况下，不必提供物理止回阀16和物理截止阀28。
入口阀6在图2中更详细地示出，并且包括外壳29，其中提升阀30可移动地布置在如图1所示的与负载状态对应的位置和与无负载状态对应的位置之间，在所述负载状态下，压缩机元件2的入口5被设定为打开到最大，在所述无负载状态下，除了用于让剩余流量QD通过的一些校准通道33和34之外，入口5被关闭到最大，如图4所示。
在这种情况下，入口阀6的打开和关闭在先导压力的影响下以常规方式进行，该先导压力例如经由控制管线31从压力罐12的盖分支出，并且通过控制阀32或类似装置让其通过以便关闭入口阀6，或者该先导压力被关闭以便打开入口阀6。
在提升阀30本身和入口阀6的外壳29中，分别设置了上述校准通道33和34，所述校准通道33和34在入口阀6的阀入口7和压缩机元件2的入口5之间提供了永久连接，以便能够在入口阀6关闭时以受控方式抽吸剩余流量QD，如图4中的无负载状态。
此外，设置电控制器或电子控制器35，以便在由最小操作压力P15min和最大操作压力P15max界定的压力区间内调节用户网络15中的操作压力P15，所述最小操作压力和最大操作压力可以由螺杆式压缩机1的用户选择并且可以被选择和输入到控制器35中，并且为此目的，所述控制器与用于测量或确定用户网络15中的操作压力P15的压力传感器36连接。
控制器35还配备有程序或类似物，以便通过控制阀32和排放阀19控制入口阀6，使得当用户网络15中的操作压力P15由于空气的减少而下降到最小操作压力P15min以下时，螺杆式压缩机1进入负载状态，在所述负载状态下，入口阀6打开并且排放阀19关闭，如图1和2所示，直到不能进一步移除或抽出压缩空气或气体，这导致用户网络15中的压力P15升高。
在压力p15达到最大操作压力p15max的时刻，控制器从负载状态切换到无负载状态，在所述无负载状态下，入口阀6关闭并且排放阀19打开，如图3和4所示。
因此，除了通过校准通道33和34抽吸和压缩的剩余流量QD之外，没有气体被仍然被提供动力的压缩机元件2抽吸。
结果，在转变期之后，在压力罐12中产生具有恒定的最小平衡压力p12u的平衡，所述最小平衡压力的值取决于所选择的校准通道33和34，所述最小平衡压力优选地选择成使得在无负载状态下，该最小平衡压力p12u尽可能低，以便将在无负载状态下驱动压缩机元件2所需的能量限制到最小。
该最小平衡压力P12u例如通过压力传感器37测量，其信号被反馈回到控制器35。
具体地，根据本发明，螺杆式压缩机1配备有装置38，所述装置38用于使用控制器35在第一转变步骤中当达到设定操作压力p15max时仅部分地关闭压缩机元件2的入口5，以便经由入口5朝向压缩机元件2抽吸相对于图3和4的未负载状态的剩余流量QD的额外流量ΔQ并且将所述额外流量抽吸到压缩机元件2中，从而抽吸到压缩机元件2中的总流量大于在未负载状态下经由校准通道33和34抽吸的剩余流量QD。
在图1至4的情况下，装置38由具有校准开口的附加旁路39形成，所述附加旁路用于桥接入口阀6的提升阀30以在入口阀6关闭时抽吸空气，其中在该附加旁路39中，设置可控开闭器40，在该情况下，该可控开闭器为与控制器35连接的电动阀的形式。
这在图5的曲线图中示出，该曲线图示出了从负载状态到无负载状态的转变，其中附加旁路39未打开，因此根据传统上用于从负载状态到无负载状态转变的方法，没有额外的流量被抽吸，例如如WO15035478中所述。
在该图5中，分别一个接一个地示出了以下曲线图：用户网络中的操作压力p15、由压缩机元件2抽吸的质量流量气体Q、压力罐12中的压力p12、压缩机元件2的入口5中的(负(under))压力p5、两个先前绝对压力p12和p5之间的压力比pr＝p12/p5，所有这些在相同的时间尺度t上。
该图5示出了在时间tE之前的负载状态C和在转变期E之后在时间tD时达到的无负载状态D，在时间tD时达到平衡状态。
在上述时间tE时，入口阀6从如图1中的打开位置移动到如图3中的关闭位置，并且同时，排放阀19打开。
在关闭入口阀6之后，抽吸流量被限制为经由校准通道33和34抽吸的剩余流量QD。
这在压缩机元件2的入口5中产生负压。
通过打开排放阀19，在转变期E期间，气体从压力罐12中排出，其结果是压力罐12中的压力p12从在时间tE时已经近似等于用户网络15中的设定最大压力p15max的压力p12逐渐减小到无负载状态D的最小平衡压力p12u。
因此，从曲线图中得知，在时间tE时，压力罐中的压力p12处于最大值，并且因此压缩机元件2的出口10中的压力p10以及同时压缩机元件2的入口5中的压力p5处于最小值，其结果是，所得到的压力比pr在时间tE时达到峰值prE。
当压力比pr的该峰值prE太高时，例如当它大于如图5所示的最大压力比prmax时，这可能在不期望的振动方面造成问题，如在背景技术中所解释的。安全值prmax例如可以实验地或理论地针对特定的螺杆式压缩机1确定。
峰值prE的值例如可以从压力p12和p5或类似的相关压力的测量结果确定或导出。
在峰值prE保持低于最大压力比prmax的程度上，不存在振动的风险，并且不需要采取进一步的行动来降低峰值prE。
在测量峰值prE实际上高于prmax的情况下，根据本发明的方法提供了附加的第一转变步骤，在所述附加的第一转变步骤中在时间tE时，压缩机元件2的入口5例如通过打开如图6所示的附加旁路39而进一步打开。
结果，除了如在未负载状态D中已经经由校准通道33和34抽吸的剩余流量QD之外，额外流量ΔQ经由附加旁路39被压缩机元件2抽吸，这导致产生的流量QE’。
这种效果在图7的曲线图中示出。
因为更多的压缩气体到达压力罐12中，所以在转变期E’中压力罐12的排气将导致压力罐12中的压力p12减少得更少，并且朝着平衡压力p12u’发展，该平衡压力高于图5中的螺杆式压缩机1的无负载状态中的前述最小平衡压力p12u。
同时，在压缩机元件2的入口5中，将产生更少的真空，因此在转变期E’中绝对压力p5将更大。
这导致压力比pr的减小的峰值，其现在减小到值prE’，如图7所示，该值小于峰值prE并且小于前述最大压力比prmax。
紧接在第一转变步骤之后的压力比的值prE’等于以下值的比：
-压力罐12中的压力p12，所述压力p12在该时刻tE时近似等于用户网络15中的设定操作压力p15，以及
-入口5中的负压，所述负压是额外流量ΔQ的量的函数，所述额外流量ΔQ本身取决于附加旁路39中的限制。
因此，将压力比pr限制为最大压力比prmax所需的额外流量ΔQ是设定的最大操作压力p15max的函数，并且可以例如根据设定的最大操作压力p15max理论地或实验地确定。
附加旁路39中的限制然后可以例如根据设定的最大操作压力p15max来控制。
替代地，可以选择用于附加旁路39的固定限制装置，该固定限制装置然后出于安全原因将根据在用户网络15中可以设定的最高可能的最大操作压力p15max来选择。
显然，当低的设定的最大操作压力p15max不造成风险时(这意味着在第一转变步骤中，在不允许在该转变步骤中额外流量ΔQ通过的情况下最大压力比prmax不被超过)，根据本发明的打开附加旁路39的该额外步骤可以被省略。
在第一转变步骤之后的较高的平衡压力p12u’要求保持螺杆式压缩机1在该无负载转变期E’运行所需的能量较高。
在附加的第二转变步骤中，根据本发明的方法因此通过在第一转变期E’之后移除额外流量ΔQ(例如通过在时间tE”时再次关闭附加旁路39)，提供了流量减小到无负载状态D下的剩余流量QD。
在第二转变期E”后，这导致新的平衡压力，其等于无负载状态D下的平衡压力p12u。
在时间tE”时，附加旁路39的关闭产生压力比pr的新的峰值prE”，其也不可以高于最大压力比prmax。如果不是这种情况，则可以根据需要插入第三转变步骤或进一步的转变步骤，其中，经由入口5抽吸的流量随着每个转变步骤而减小，例如通过关闭附加旁路39、或通过提供多个附加旁路39并且在每个转变步骤中所述多个附加旁路中的一个或多个附加旁路至少部分地关闭。
在图7的情况下，两个转变步骤就足够了，有效地将转变期E分成两个较短的转变期E’和E”。
第二转变步骤的时间tE”例如可以通过测量压力罐12中的压力p12或喷射器22处的喷射压力p22或压缩机元件2的出口10处的压力p10来确定，使得第二转变步骤在时间tE”时执行，此时该测量压力已经降至预设的安全初始化压力p12max或p22max，如图7所示。
在时间tE”时，附加旁路39的关闭导致入口5中的压力p5突然下降，其结果是压力比pr突然增加到新的峰值prE”。
选择预设的初始化压力p12max，使得紧接在执行第二转变步骤之后，在时间tE”时，新的峰值prE”小于前述的预设的最大压力比prmax。
如果没有测量到压力，则替代地，时间tE”可以借助于具有在第一转变步骤和随后的转变步骤之间的编程时间间隔tE”-tE的计时器来确定。例如，可以实验地确定要设定的时间间隔。
在从负载状态到无负载状态的转变期期间，优选地，压力罐12尽可能快地排气，以便保持总的最终转变期E’和E”尽可能短而为了节能。在该转变期中，压力罐12内的压力p12比无负载状态D下的最小平衡压力p12u大。
通过保持该转变期尽可能短，与没有应用本发明且在单个转变步骤中转变情况下的能量使用相比，在具有在两个转变步骤中转变的本发明的情况下，能量使用之间将仅存在小的差异。
附加旁路39也可以用于在WO15035478中应用描述的发明，以便当用户网络中的操作压力p15下降到低于设定的最小操作压力p15min时，从无负载状态转变到负载状态。
在这种情况下，控制器35必须设置有算法，以便在从无负载状态到负载状态的转变期间关闭排放阀19，并且保持入口阀6最初关闭，并且仅在一定延迟之后打开所述入口阀，并且在该延迟期间打开旁路39以便允许压力罐12中的压力p12逐渐增加，并且仅当压力罐12中的压力p12已经达到设定的最小阈值p12min时打开入口阀6，该阈值足以避免由于不充分的流体喷射而引起的温度峰值。
这意味着相同的装置可以用于防止在从无负载状态到负载状态的转变期间的温度峰值，并且用于防止在从负载状态到无负载状态的转变期间的压力比pr的峰值。这只需要控制调节。
图8示出了根据本发明的螺杆式压缩机1的替代实施例，其与图1和3的实施例的不同之处在于，在这种情况下，附加旁路39将压缩机元件2的入口5与压力罐12连接，而不是与入口阀6的入口7连接。
在这种情况下，在从负载状态到无负载状态的转变期间，该旁路39中的可控开闭器40允许从压力罐12接收额外的流量ΔQ。
在这种情况下，压力比pr的峰值prE将低于图7中的峰值，但是压力罐12中的作为时间t的函数的针对压力P12的曲线朝向平衡压力P12u’下降得不那么快。
额外流量ΔQ也可以在没有附加物理旁路39的情况下实现，而是如图9所示通过在第一转变步骤期间不完全关闭入口阀6来实现，以便在第一转变期E’期间经由压缩机元件2中的入口5抽吸额外流量ΔQ并且仅在第二转变步骤的时间tE”时完全关闭所述入口阀6。
不言而喻，本发明不限于所示的入口阀6，而是还可以扩展到其它阀类型，例如蝶阀或类似的阀。
清楚的是，根据入口阀6和排放阀19的类型，不同的装置38可以用于在从负载状态到无负载状态的转变期间允许最初暂时的额外流量ΔQ。
由于本发明，防止了可能的振动峰值或调节了振动图像，这可以允许压缩机元件2由马达经由刚性连接驱动，而无需中间的柔性联接。
本发明决不限于如在示例中描述和在附图中示出的根据本发明的流体喷射螺杆式压缩机和其中使用的用于控制从负载状态到无负载状态的转变的方法；相反，在不超出本发明的框架的情况下，可以以各种变型来实现本发明。

Claims (29)

1.一种用于朝向无负载状态控制压缩机的方法，其中所述压缩机包括压缩机元件(2)，所述压缩机元件(2)配备有：
-入口(5)和具有阀入口(7)的可控入口阀(6)，其中，所述入口阀(6)构造成能够至少部分地关闭所述压缩机元件(2)的所述入口(5)；以及
-出口(10)，所述出口与压力管线(11)连接，所述压力管线与下游的用户网络(15)连接，
其中，所述压缩机还包括连接到所述压力管线(11)的可控排放阀(19)，
其中在压缩机的负载状态下，排放阀(19)关闭，入口阀(6)完全打开，以及
其中，对于从负载状态朝向无负载状态的转变，该方法提供以下步骤：
-确定所述用户网络(15)中的操作压力(p15)；
-当该操作压力(p15)达到设定的最大操作压力(p15max)时，打开所述排放阀(19)并通过所述入口阀(6)部分关闭所述压缩机元件(2)的所述入口(5)，使得在从所述压缩机的所述负载状态到所述无负载状态的转变期之后，在所述无负载状态下，剩余流量(QD)经由所述入口(5)朝向所述压缩机元件(2)被抽吸并且被抽吸到所述压缩机元件中，
其特征在于，
在转变期期间，入口(5)的部分关闭在相继的不连续转变步骤中执行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一转变步骤中，所述压缩机元件(2)的所述入口(5)部分地关闭，使得相对于前述的剩余流量(QD)，额外的气体流量(ΔQ)经由所述入口(5)被允许通过，并且在任何随后的转变步骤中，所述入口(5)每次被进一步关闭，以便经由所述入口(5)朝向所述压缩机元件(2)抽吸越来越少的流量并且将所述越来越少的流量抽吸到所述压缩机元件中。
3.根据前述权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，通过将所述入口阀(6)关闭到更大或更小的程度来控制经由所述入口(5)朝向所述压缩机元件(2)抽吸并抽吸到所述压缩机元件中的气体流量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述入口阀(6)具有与前述剩余流量(QD)相对应的结束位置，在所述相继的不连续转变步骤中的一个中，所述入口阀(6)被朝向第一位置控制，在所述第一位置中，所述入口阀(6)没有被完全关闭到该结束位置中，以便朝向所述压缩机元件(2)抽吸比所述剩余流量(QD)大的气体流量并且将所述气体流量抽吸到所述压缩机元件中，并且在随后的转变步骤中的至少一个中，所述入口阀(6)被进一步关闭到所述结束位置中。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过将所述压缩机元件(2)的所述入口(5)经由一个或多个附加的可密封旁路(39)与所述入口阀(6)的所述阀入口(7)连接或不连接来控制经由所述入口(5)朝向所述压缩机元件(2)抽吸并且抽吸到所述压缩机元件中的气体流量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在从所述负载状态到所述无负载状态的转变之前，所述压缩机元件(2)的所述入口(5)经由所述一个或多个附加的可密封旁路(39)与所述入口阀(6)的所述阀入口(7)连接，并且这些附加的可密封旁路(39)中的至少一个在所述相继的不连续转变步骤中的至少一个期间至少部分地关闭。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述剩余流量(QD)与维持连接至所述压力管线(11)的压力罐(12)中的最小平衡压力(p12u)所需的最小气体流量对应。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过经由一个或多个附加的可密封旁路(39)将所述压缩机元件(2)的所述入口(5)与所述压力罐(12)连接或不连接来控制经由所述入口(5)朝向所述压缩机元件(2)抽吸并抽吸到所述压缩机元件中的气体流量。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在从所述负载状态到所述无负载状态的转变之前，所述压缩机元件(2)的所述入口(5)经由所述一个或多个附加的可密封旁路(39)与所述压力罐(12)连接，并且这些附加的可密封旁路(39)中的至少一个在所述相继的不连续转变步骤中的至少一个期间至少部分地关闭。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤以便确定针对随后的转变步骤的时间：
-确定所述压力罐(12)中的压力(p12)；
-针对每个转变步骤，为随后的转变步骤预设初始化压力(p12max)；
-当在所述转变期期间所述压力罐(12)中的压力(p12)等于或小于对于该随后的转变步骤的预设初始化压力(p12max)时，执行所述随后的转变步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预设初始化压力(p12max)被选择成使得紧接在执行所述随后的转变步骤之后，所述压缩机元件(2)上的实现的压力比(pr)小于预设的最大压力比(prmax)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在第一转变步骤中，所述压缩机元件(2)的所述入口(5)部分地关闭成使得相对于前述的剩余流量(QD)，额外的气体流量(ΔQ)经由所述入口(5)被允许通过，并且在任何随后的转变步骤中，所述入口(5)每次进一步关闭，以便经由所述入口(5)朝向所述压缩机元件(2)抽吸越来越少的流量并且将越来越少的流量抽吸到所述压缩机元件中；并且其中，在所述第一转变步骤中的所述额外的气体流量(ΔQ)由所述压缩机元件(2)的所述入口(5)中为了紧接在执行所述第一转变步骤之后获得小于所述预设的最大压力比(prmax)的实现的压力比(pr)而所需的压力(p5)确定，并且所述额外的气体流量是针对在所述出口(10)处的等于所述用户网络(15)的所述设定的最大操作压力(p15max)的压力(p10)的。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述额外的气体流量(ΔQ)是根据所述用户网络(15)中的所述设定的最大操作压力(p15max)而预先理论地或实验地确定的。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述额外的气体流量(ΔQ)是可变的。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述额外的气体流量(ΔQ)具有固定值。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤以便确定针对随后的转变步骤的时间：
-针对每个转变步骤，预设到随后的转变步骤的时间间隔；
-在前述时间间隔结束之后执行所述随后的转变步骤。
17.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述转变期期间所述入口(5)的部分关闭仅在两个相继的不连续转变步骤中执行。
18.一种压缩机，所述压缩机包括压缩机元件(2)，所述压缩机元件(2)配备有：
-入口(5)和具有阀入口(7)的可控入口阀(6)，其中，所述入口阀(6)构造成能够除了一个或多个校准开口(33、34)之外关闭所述入口(5)；以及
-出口(10)，所述出口与压力管线(11)连接，所述压力管线连接到下游的用户网络(15)，
其中，所述压缩机还包括连接到所述压力管线(11)的可控排放阀(19)，
其中，所述压缩机还包括控制器(35)，所述控制器用于当所述用户网络(15)中的操作压力(p15)达到设定的最大操作压力(p15max)时在从所述压缩机的所谓负载状态到所谓无负载状态的转变期间控制所述入口阀(6)和所述排放阀(19)，
其中在所述负载状态下，所述入口阀(6)完全打开，并且所述排放阀(19)关闭，以及
在所述无负载状态下，所述排放阀(19)打开并且所述压缩机元件(2)的所述入口(5)被所述入口阀(6)部分地关闭，使得在从所述压缩机的负载状态到无负载状态的转变期之后，在所述无负载状态下，剩余流量(QD)经由所述入口(5)朝向所述压缩机元件(2)被抽吸并且被抽吸到所述压缩机元件中，
其特征在于，所述压缩机配备有用于在相继的不连续转变步骤中在转变期期间使用所述控制器(35)来部分地关闭所述压缩机元件(2)的所述入口(5)的装置(38)。
19.根据权利要求18所述的压缩机，其特征在于，所述装置(38)构造成在第一转变步骤中部分地关闭所述压缩机元件(2)的所述入口(5)，使得相对于前述的剩余流量(QD)，额外流量(ΔQ)经由所述入口(5)被允许通过，并且在任何随后的转变步骤中，所述入口(5)每次被进一步关闭以便通过所述入口(5)朝向所述压缩机元件(2)抽吸越来越少的流量并将所述越来越少的流量抽吸到所述压缩机元件中。
20.根据权利要求18或19所述的压缩机，其特征在于，所述装置(38)构造成使用所述控制器(35)以将所述入口阀(6)关闭到较大或较小的程度。
21.根据权利要求18或19所述的压缩机，其特征在于，上述装置(38)包括一个或多个附加的可密封旁路(39)，所述一个或多个附加的可密封旁路构造成在所述压缩机元件(2)的入口(5)和所述入口阀(6)的阀入口(7)之间形成连接，其中这些附加的可密封旁路(39)设置有可控密封件(40)。
22.根据权利要求18或19所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括压力罐(12)，所述压力罐(12)连接到所述压力管线(11)，其中，所述装置(38)构造成使得在所述无负载状态下，与在所述压力罐(12)中维持最小平衡压力(p12u)所需的最小气体流量相对应的剩余流量(QD)朝向所述压缩机元件(2)被抽吸并且被抽吸到所述压缩机元件中。
23.根据权利要求22所述的压缩机，其特征在于，上述装置(38)包括一个或多个附加的可密封旁路(39)，所述一个或多个附加的可密封旁路构造成在所述压缩机元件(2)的入口(5)与所述压力罐(12)之间形成连接，其中这些附加的可密封旁路(35)设置有能够由所述控制器(35)控制的密封件(40)。
24.根据权利要求23所述的压缩机，其特征在于，所述控制器(35)配备有算法，以当所述压力罐(12)中的压力(p12)小于设定的最小阈值(p12min)时在所述压缩机从无负载状态到负载状态的转变期间，在一定延迟期期间初始地保持所述入口阀(6)关闭，并且仅在之后打开所述入口阀；并且在该延迟期期间打开所述附加的可密封旁路(39)中的至少一个，以便允许压力罐(12)中的压力逐渐增加，并且仅在压力罐(12)中的压力(p12)已经达到设定的最小阈值(p12min)时打开入口阀(6)。
25.根据权利要求22所述的压缩机，其特征在于，所述控制器(35)是电控制器或电子控制器，并且所述入口阀(6)和所述排放阀(19)由连接到所述压力罐(12)的电动阀气动地控制。
26.根据权利要求22所述的压缩机，其特征在于，设置压力传感器(37)以测量所述压力罐(12)中的压力(p12)，并且所述控制器(35)使得在所述转变期期间，当所述压力罐(12)中的测量压力等于或小于预设初始化压力(p12max)时执行转变步骤。
27.根据权利要求18或19所述的压缩机，其特征在于，所述控制器(35)配备有定时器，所述定时器在所述相继的不连续转变步骤之间具有设定的时间间隔，以便执行这些相继的不连续转变步骤。
28.根据权利要求18或19所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机具有固定的转速。
29.根据权利要求18或19所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机配备有用于所述压缩机元件(2)的驱动器，其中在所述压缩机元件(2)与所述驱动器之间不设置弹性联接。
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